[01167346]侵蚀环境下纳米矿粉-水泥固化吹填淤泥的宏微观特性研究

固化方法是处理高含水率淤泥的常用方法之一。随着固化土应用范围的扩大,工程中常碰到污水、酸雨、垃圾渗滤液和海水等环境因素对固化土的影响问题,导致固化土强度劣化,产生耐久性问题,因此寻求适宜的固化剂和外掺剂,改善固化土的抗侵蚀性能一直是学术界和工程界关注的热点。本文以宁波市宁海县近海滩涂淤泥为研究对象,采用普通硅酸盐水泥作为主要固化剂,纳米SiO2和纳米Al2O3以2:1混合共掺的形式替代部分水泥掺入淤泥中,对各个龄期的固化土开展无侧限抗压强度、一维压缩试验,分析不同养护环境下的固化土力学性能变化规律,并针对养护至一定龄期的固化土,开展抗硫酸盐侵蚀试验和抗冻融试验,探讨纳米矿粉的作用效果,结合SEM扫描电镜试验,分析环境因素的影响机理以及纳米矿粉的作用机理。项目研究将进一步深化固化土在耐久性和抗侵蚀机理方面的理论研究,同时也为解决侵蚀性环境下高含水率吹填淤泥的固化问题提供理论依据。具体的研究内容和获得的结论如下： （1）自来水养护环境下,纳米矿粉能显著提升固化土的无侧限抗压强度,与未掺加纳米矿粉的固化土相比,7d、28d和60d固化土强度最大增长率为41.1%、35.9%和36.8%,同时压缩性大幅减小,28d固化土的压缩指数最大下降率为50.9%。 （2）海水养护环境下,固化土性质劣化,7d,28d和60d固化土强度分别下降10.7%、17.5%和6.1%,而掺加纳米矿粉后,7d,28d和60d固化土强度的最大提高值达64.0%、44.7%和15.5%,压缩指数最大下降42.4%,28d固化土的SEM照片定量分析表明,微观结构得到明显改善,主要原因是由于纳米矿粉的火山灰、促进水泥水化、填充等效应发挥。 （3）硫酸镁溶液的侵蚀效应十分明显,普通固化土7d,28d强度分别下降了5.4%和30.1%,而纳米矿粉的加入使固化土强度最大增加了34.1%和38.9%,压缩指数最大下降了45.8%;28d固化土的SEM照片定量分析表明,纳米矿粉对固化土的微结构改善明显。 （4）酸性养护环境下,无论是否加入纳米矿粉,各龄期下固化土的强度均比普通养护的高,原因与本次试验土体自身含盐量及整个养护过程中H+浓度有关;掺加纳米矿粉,7d,28d和60d固化土强度最大增加了37.1%、32.2%和13.7%（60d）。 （5）自来水养护和海水养护环境下的90d固化土冻融循环试验结果表明,无论是自来水还是海水养护,当纳米矿粉掺量为4.5%时,均能显著减弱冻融对固化土的影响;28d固化土的抗硫酸盐侵蚀试验表明,当纳米矿粉掺量为4.5%时,能增强固化土抗硫酸盐侵蚀的能力。