作者：薄勇 刘洋洲 龙建辉 张红
来源：《粘接》2021年第05期
200gana-580
摘 要：针对岩土工程中常见的软土地基问题，如何提高软土地基的力学性能，是当前
思考和研究的重点。对此，结合地质聚合物的特点，以粉煤灰、矿渣等作为地质聚合物原材料，在一定配比下制备地质聚合物。然后将得到的地质聚合物与黄土混合。最后对地质聚合物和混合地质聚合物的性能进行测试。结果表明，当矿渣和粉煤灰的比例在70：30的情况下，得到的地质聚合物的压缩强度最大。以上述比例的地质聚合物为基础，与黄土按照90：10的比例混合，得到混合后的无侧限压缩强度在碱浓度为2.5mol/L时达到最大，达到5MPa。由此看出，粉煤灰-矿渣地质聚合物可用作搅拌桩材料的基材。
关键词：粘结力;搅拌桩;地质聚合物;无侧限压缩强度
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）05-0111-04
Influence of Fly Ash Slag Geopolymer on Performance of Cement Soil Mixing Pile in Geotechnical Engineering
BoYong 1， Liu Yangzhou1， Long Jianhui2， Zhang Hong3
食用菌生产与加工技术
（1.Shanxi Metallurgical Rock-Soil Engineering Investation Co.，Ltd.，Taiyuan 030002，China2.Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China;3.The Third
led日光灯灯座Geological Exploration Institute of China Metallurgical Geology Bureau，Taiyuan 030002，China）
Abstract：In view of the common soft soil foundation problems in geotechnical engineering， how to improve the mechanical properties of soft soil foundation is the focus of current thinking and research. In this paper， according to the characteristics of geopolymer， fly ash and slag are used as raw materials to prepare geopolymer in a certain proportion. Then the geopolymer is mixed with loess. Finally， the properties of geopolymer and hybrid geopolymer are tested. The results show that the compressive strength of geopolymer is the highest when the ratio of slag to fly ash is 70：30. Based on the above proportion of geopolymer and loess in the proportion of 90：10， the unconfined compressive strength reaches the maximum value of 5MPa when the alkali concentration is 2.5mol/l. Therefore， fly ash slag geopolymer can be used as the base material of mixing pile.
Key words：cohesive force; mixing pile; geopolymer; unconfined compressive strength
軟土指的是孔隙比≥1，并且含水量超过液限的细粒土，常见类型有泥炭、淤泥、泥炭质土、淤泥质土等。软土的深度厚、流动性大，当表面压力过大时会出现土质下沉现象，因此并不适用于作为建筑物的地基[1-2]。在长期实践中，人们总结出了多样化的软土处理办法，如利用水泥土搅拌法能够有效加固软土地基。水泥土搅拌法的工作原理是利用软土中的Al2O3、SiO2与水泥中的氢氧化钙发生反应，从而生成了水化铝酸钙和水化硅酸钙等化合物，这些物质凝结硬化后可提高软土密度，增强软土的整体性，甚至构造出具有一定强度的圆柱桩体。通过圆柱桩体与相邻桩体之间的土质，共同构造了能够承担更大载荷的复合地基[3]。同时通过从工业固体废弃物、硅铝酸盐材料中可以提炼出非晶态的硅铝化合物，通过非晶态的硅铝化合物的聚合反应能够制备出一种特殊水泥——地质聚合物。地质聚合物是利用碱性激发剂和活性铝硅酸盐粉体反应产出的胶凝材料，它具有优异的力学性能，比如结构致密、快硬早强等，并且利用多种工业废弃物作为基材，包括矿渣、粉煤灰、冶炼矿渣等[4-5]，凭借绿环保、低能耗、价格低等优点，在当今建筑建材领域大受欢迎。相较于塑料水泥，地质聚合物具有基材廉价、基材已获得、无需锻造、性能稳定等优势特征，因而备受基础设施建设领域的青睐。因此，本研究尝试在水泥中掺入地质聚合物，以验证是否可用于水泥土搅拌桩材料。 口袋领域>光线路终端
1 材料与方法
1.1 原材料
原材料：①矿渣超细粉，由江淮龙达粉体加工厂提供;②粉煤灰，由江淮精达发电厂供应的一级低钙灰;③氢氧化钠、氢氧化钾，从化工市场上采购活动;④硅酸钾水玻璃，实验室配置，以SiO2∶KOH=1.25：2比例，把SiO2溶入KOH水溶液中，最后调节KOH水溶液的浓度是50%。
利用X射线荧光分析（XRF）分析矿渣超细粉和粉煤灰的化学成分，具体成分结果如表1所示。
1.2 地质聚合物制备
本次试验的主要原料是矿渣、粉煤灰，利用氢氧化钠、水玻璃作为碱硅酸盐激发剂，按照表2的配比，同时依据图1所示的工艺流程，成功产出矿物聚合物材料。
据上图1流程，量取适量的固体氢氧化钠和模数为2.8的水玻璃溶液，搅拌均匀，调整
浓度制得碱硅酸盐激发剂;量取固定比例的矿渣、粉煤灰、砂子等置入砂浆搅拌锅，不断搅拌并掺入碱硅酸盐激发剂。首先快速搅动90s，然后慢速搅动30s;把搅匀的砂浆添加至ISO水泥胶砂三联试模（40mm×40mm×160mm）中，先是在振动台上振动1min，然后在室温环境中静置1d，最后将脱模后的试件置于标准养护室内进行养护处理。
1.3 测试方法
1.3.1 硬化时间
同时利用维卡仪在不同固化时间点检测地质聚合物的针入深度。如果针入深度大于零，说明地质聚合物尚未完全硬化，针入深度等于零，说明地质聚合物的聚合反应充分，在检测时间点已经完全固结硬化。
1.3.2 地质聚合物X射线衍射分析（XRD）测试
排线焊接
利用D8ADVANCEX-射线衍射仪对由矿渣和粉煤灰制备的地聚合物进行XRD成分检测，设置的管电压、管电流依次是40kV、40mA，设置的工作模式是Cu的Ka辐射，设定的扫描速率是0.02°/s。
1.3.3 地质聚合物压缩强度测试
矿渣与粉煤灰的占比是70∶30，添加适量的氢氧化钠溶液，混匀后的液固比是0.4;将地质聚合物浆转移到高度50mm、直径50mm的塑料圆盒内，封闭圆盒，在室温环境中静置1d，随后脱模。根据以上流程制备出多个试件，并分别置于室温环境中养护7d、14d、21d、28d。遵照GB/T17671《水泥胶砂强度检验方法》，对经历不同养护期的试件进行检测。
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