再生微粉固化黃土狀鹽漬土的力學特性和微觀機理

李舒潔，常立君

(青海大學 土木工程學院，青海 西寧 810016)

青海省地勢總體呈西高東低，大致呈梯形下降趨勢。東部地區為青藏高原向黃土高原過渡地帶，其黃土，大部分具有自重濕陷性，與其他地區黃土相比，易溶性鹽含量較高。易溶性鹽類的存在會對建筑物和路基工程造成嚴重破壞[1-2]。在實際工程中，黃土分布地區如果不考慮易溶性鹽類的影響會引發工程事故[3]。摻加添加劑對鹽漬土進行改良是改善鹽漬土不良工程性質的有效方法之一。呂擎峰等[4-5]將水玻璃、石灰、粉煤灰摻入硫酸鹽漬土中，研究發現，固化土的抗壓強度能隨固化劑摻量的增加而增大；柴壽喜等[6]和陳康亮等[7]通過研究含鹽量對石灰固化鹽漬土的強度影響，得出初始含鹽量對固化土的抗壓強度影響更為明顯；劉誠斌等[8]和Wild等[9]采用復合礦渣膠凝材料、高爐礦渣等固化的鹽漬土強度較大，水穩性較強，可以滿足一般工程的地基要求；周琦等[10]用石灰、水泥、新型高分子材料SH等固化劑綜合處理后鹽漬土表現出較好的水穩性與抗凍性；張莎莎等[11]研究發現，摻加同配比石灰、火山灰后，鹽漬土土體的強度增大，且對鹽漬土強度的增長速率有加速作用；Kaniraj等[12-13]通過試驗研究了水泥、粉煤灰摻量和養護齡期對固化鹽漬土強度的影響關系。Atis等[14]通過研究發現，硅灰對鹽漬土強度的提升有明顯的效果，且固化土的強度隨硅粉的增加而增大。

再生微粉(RFP)是將廢棄混凝土、砌體材料等建筑垃圾進行磨碎后的極細小微粒，有造價低、易獲取的優點，是一種化學性質與粉煤灰、水泥相近的固體廢棄物[15-16]。王一名等[17]通過將再生微粉與粉煤灰、水泥復摻摻入青海西部的氯鹽鹽漬土中，認為可提高氯鹽鹽漬土固化強度，說明可將再生微粉應用到鹽漬土的改性中，但是對于再生微粉改性黃土狀鹽漬土卻鮮有報道。本文中以不同摻量的再生微粉作為固化劑，分別使用干摻法和濕摻法配料方式，對黃土狀鹽漬土進行固化，通過無側限抗壓強度試驗、XRD和SEM測試，研究再生微粉固化黃土狀鹽漬土的可行性、最優摻量和微觀機理。

1 實驗

1.1 材料

表1 黃土狀鹽漬土基本物性指標Tab.1 Basic physical properties of loess-like saline soil

圖1 黃土狀鹽漬土的顆粒級配累積曲線Fig.1 Cumulative curve of particle gradation of loess-like saline soil

表2 黃土狀鹽漬土主要理化參數Tab.2 Main physical and chemical parameters of loess-like saline soil

再生微粉取自實驗室廢棄混凝土試塊。將混凝土塊破碎，經球磨機研磨成粒徑小于10 mm的再生骨料，再過孔徑為0.074 mm的標準篩獲得。RFP的主要理化參數見表3。

表3 再生微粉主要理化參數Tab.3 Main chemical composition of recycled micropowder

1.2 固化鹽漬土制備

根據已有文獻報道[18-19]，粉煤灰固化鹽漬土的較優摻量為20%(質量分數，下同)，水泥的較優摻量為15%，由于RFP與粉煤灰、水泥的化學性質相似，選用摻量20%的粉煤灰和15%的水泥，分別選擇不同摻量的RFP，采用干摻和濕摻2種配料方法，進行鹽漬土固化。具體參數見表4。

表4 再生微粉固化鹽漬土試驗方案Tab.4 Test plan of regenerated micropowder solidified saline soil

濕摻法制樣時，先將鹽漬土與蒸餾水按照最優含水率進行配制，配制完后使用保鮮膜密封靜置24 h，次日再將固化材料按照比例摻入土中攪拌均勻并迅速制樣。干摻法制樣時先將固化材料摻入鹽漬土中后拌合均勻，再按最優含水率將蒸餾水使用噴壺噴灑入混合料中并進行拌合，拌合均勻后使用保鮮膜密封靜置24 h，次日打開保鮮膜后迅速制樣。

同一摻量RFP固化土的無側限抗壓強度隨養護齡期變化如圖4所示。由圖可以看出，在同一摻量、不同養護齡期條件下，不同固化土的抗壓強度都較天然鹽漬土的111.4 kPa有明顯提升。由于RFP具有與水泥相似的化學性質，其發生水化反應生成的水化產物具有膠凝作用，可以將土顆粒膠結在一起，因此提升了固化土的強度。RFP在前期因水化不充分，固化土強度提升較慢，但是隨著養護齡期的增長，RFP水化過程的進一步加劇，固化土的抗壓強度也有了明顯地提高。由圖4(a)可看出，各摻量固化土的抗壓強度隨養護齡期的增長而增大；同一齡期下，鹽漬土的抗壓強度隨著RFP摻量的增加而增大，其中RFP摻量為15%時，在28 d養護齡期的固化土抗壓強度最高，達到357.7 kPa。較同齡期下，摻量為5%、10%的固化土強度分別提高了156.1、42.9kPa。由圖4(b)可以得出，鹽漬土固化強度隨養護齡期的增長而增大，且都在28 d處達到最大；RFP摻量為20%時，固化后土的強度達到最大397.4kPa。以上實驗結果表明，養護齡期是影響固化土強度的主要因素之一。

本研究顯示Lp-PLA2及hsCRP的濃度變化有助于客觀有效的判定頸動脈粥樣硬化的治療效果。但樣本量少，仍需更多大樣本的研究。

2 結果及分析

2.1 無側限抗壓強度

2.1.1 與不同摻配法關系

RFP摻量為20%，采用干摻法配料時，由于RFP自身吸水性較強，將RFP與鹽漬土拌合后加水，RFP會吸收部分水分。密封24 h后，因RFP的吸濕性導致固化土的含水率降低，從而無法脫模。采用濕摻法配料，其固化土的抗壓強度較天然鹽漬土的強度提升了286 kPa，如圖3所示。

改革開放后，華羅庚、丁石孫、丁爾陞、曹錫華和曾如阜等5位中國數學家1980年參加了在美國伯克利舉辦的ICME-4，并且華羅庚在大會上作了題為“普及數學方法的若干經驗”的報告，丁爾陞作了“中國數學教育簡介”的報告，這是中國學者第一次亮相ICME．之后除了ICME-5之外，中國學者參加了包括ICME-6在內的以后歷屆ICME，并且參會人數總體上呈不斷上升趨勢，充分說明了中國數學教育工作者不斷提高實踐和研究水平并逐步融入國際數學教育的趨勢．

使用干摻和濕摻法方法時，不同摻量的RFP固化鹽漬土的無側限抗壓強度隨養護齡期變化如圖2所示。由圖可以看出，2種摻配方法在不同摻量、不同養護齡期下的固化土抗壓強度較天然鹽漬土的都有所增加。RFP摻量為5%時，濕摻的固化強度較干摻的高，但是2種摻配方式下固化土28 d的強度分別為201.6、204.0 kPa，比天然鹽漬土強度分別提高90.2、92.6 kPa，說明在摻量為5%時，干摻法和濕摻法對固化土的強度影響沒有明顯區別。由圖2(b)、(c)可知，隨著RFP摻量的增加，濕摻和干摻2種狀態下的固化土的強度均隨養護齡期的增長而不斷增大，且濕摻的強度明顯高于干摻的，說明濕摻法固化土的效果要明顯好于干摻法。

巖溶地區樁基施工具有很大的不確定性，樁基施工過程中遇到的環境比較復雜，針對不同狀況的溶洞處理方式應綜合考慮安全性、可行性和經濟性，如何選擇即安全可靠，又經濟合理的施工方案對于樁基施工的成敗至關重要。本文介紹了溶洞的幾種常規處理方法及各方法的操作要點和適用情況，對巖溶地區樁基礎施工的常見問題做了分析，提出了一些有效保證在溶洞范圍內成樁的具體措施，可供今后其他巖溶地質條件下樁基礎施工參考。本工程巖溶區域內所有樁基均已施工完畢，樁基施工質量均滿足要求。

總之，濕摻法配料方式能夠使固化劑與鹽漬土更加充分均勻拌合，從而可明顯提高固化土的強度，同時也說明固化劑的摻配方式是影響固化土抗壓強度的主要因素之一。

2.1.2 與不同養護齡期關系

試樣制備完成后用保鮮膜密封包裹，放入標準養護箱中開始養護，設置溫度為(20±2) ℃、相對濕度為95%。試樣到達一定養護齡期后，將其取出，分別進行抗壓強度試驗、XRD和SEM測試。

同一養護齡期的固化土無側限抗壓強度隨RFP摻量的變化如圖5所示。由圖可以看出，在同一養護齡期下，固化土的強度均隨著摻量的增加而增大。當RFP摻量小于15%，固化土強度隨摻量增加而增長的速率較快，說明隨著RFP摻量的增加，水化反應的產物急劇增加造成固化土強度明顯提升；RFP摻量大于15%時，固化土的強度增加的趨勢逐漸變緩。

2.3.1 RFP不同摻配方式固化土成分

(3)健全權力運行制約和監督體系。在進一步完善民主監督、法律監督的基礎上，應當充分發揮輿論，尤其是網絡監督的作用。為此應做好如下幾個方面的工作:一是建立長效的網絡監督受理機制，引導公民依法、有序地進行網絡監督，使網絡懲腐和制度懲腐共同發力;二是設立專門機構處理網絡上舉報的腐敗線索，規范網絡舉報信息的收集、處理和管理程序;三是設立網絡發言人制度，并制定嚴格的保密措施，防止打擊報復。

2.1.3 與不同固化劑摻量的關系

采用干摻法在28 d時，隨著摻量的逐漸增加，摻量5%到10%、10%到15%固化土的強度分別提升了111.2、42.9kPa；采用濕摻法在28 d時，RFP摻量從5%到10%時，固化土強度增加了124.9kPa，從15%到20%時，固化土的強度增加了22.2kPa。結果說明，RFP可以和石灰、粉煤灰一樣作為固化鹽漬土的固化材料，并且RFP的摻量也是影響固化土強度的主要因素之一。

2.2 微觀特征分析

RFP放大10 000倍的SEM圖像如圖6所示。由圖中可以看出，RFP顆粒大小不一，表面比較粗糙，與水泥的化學性質相似，在水化反應過程中會生成具有膠凝作用的物質，具有良好的黏結力。

圖6 再生微粉SEM圖像Fig.6 SEM image of regenerated micropowder

不同摻量、不同摻配方式的RFP固化土在養護28 d后放大2000倍的SEM圖像如圖7所示。從圖7(a)中可以看出，天然鹽漬土的土顆粒形狀以堆積的塊狀為主，大小不一，以邊面接觸或者面面接觸，土體結構較為松散，土塊之間孔隙較大且存在架空孔隙。從圖7(b)—(f)中可以看出，摻入RFP后孔隙較未固化鹽漬土的孔隙明顯減少且孔隙變小。對比圖7(b)和(d)、圖7(c)和(e)可看出，濕摻法較干摻法對固化土的影響效果更為明顯，濕摻法固化土的結構更為密實，且生成了可以將土顆粒膠結在一起的膠凝物質，而干摻法固化土的結構較天然鹽漬土的更為密實，但仍存在部分小孔隙。干摻法固化土較濕摻法的產生的膠凝物質比較少。由此可知，濕摻法摻配方式使得固化劑與鹽漬土能夠拌合更加均勻，使得固化土體的密實度增大，進一步提升了固化土的抗壓強度。對比圖7(d)、(e)、(f)可知，隨著RFP摻量的增加，生成可以使土顆粒粘結在一起的膠凝物質也隨之增多，固化土的結構也越來越密實，其結果與前述無側限抗壓強度實驗結果一致。

綜上所述，RFP可以作為固化劑固化黃土狀鹽漬土，使用濕摻法的方式進行配料對鹽漬土的固化效果更好。RFP發生水化反應生成大量的凝膠物質可通過填充和包裹，使得土顆粒間孔隙減少，部分未參與反應的細小微粉顆粒還具有物理填充的作用，使得固化土的結構更為致密，從而有效地減弱硫酸鹽漬土所帶來的工程危害。

2.3 X射線衍射分析

中國林產工業協會為貫徹國家標準化改革及木制品質量提升有關規定，結合人造板行業的具體情況，頒布了T/CNFPIA 3002-2018《無醛人造板及其制品》團體標準。標準編制工作自2017年6月29日啟動以來，得到了全行業的高度關注，共有86家企業和單位參與了標準編制工作。標準于2018年5月1日頒布，2018年8月1日正式實施。

圖8所示為天然鹽漬土XRD圖譜。從圖中可以看出，天然鹽漬土主要礦物組成成分為二氧化硅(SiO2)，除此以外，還有硫酸氫鈉(Na3H(SO4)2)、氧化鈣(CaO)、硅酸三鈣(Ca3SiO5)、鈣長石(CaO·Al2O3·2SiO2·4H2O)、片沸石(CaAl2Si6O16·6H2O)等物相存在。

圖8 天然鹽漬土XRD圖譜Fig.8 XRD pattern of natural saline soil

圖9所示為RFP的XRD圖譜。從圖中可以看出，RFP的主要礦物成分為SiO2，還存在碳酸鈣(CaCO3)、氧化鋁(Al2O3)、氫氧化鈣(Ca(OH)2)等礦物成分。

圖9 再生微粉XRD圖譜Fig.9 XRD pattern of regenerated micropowder

圖10所示為養護齡期為28 d的XRD圖譜。從圖中可以看出，當以不同摻配方式的RFP固化鹽漬土時，對比天然鹽漬土的XRD圖譜發現，二者均產生了水化硅酸鈣(Ca5Si6O16(OH)·4H2O)、水化鋁酸鈣(CaO·Al2O3·10H2O)的衍射峰，但是從圖中可以明顯看出，濕摻法的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣晶體衍射峰較干摻法的高，且濕摻法固化土的SiO2峰值比干摻法的低，說明濕摻法RFP中的大部分SiO2參與了水化反應并生成了具有膠凝作用的水化硅酸鈣，且濕摻法芒硝的衍射峰低于干摻法，因此可以說明，濕摻法摻配方式較干摻法使得RFP與鹽漬土的反應更加均勻充分。實驗結果與無側限抗壓強度實驗的一致，說明摻配方式的不同會影響固化土的強度，且濕摻法的固化效果更好。

2）職教體系建設的試點和推廣。在黨和國家的大力支持下，天津市成為我國現代職業教育體系建設的先行者，天津市于2005年8月與教育部正式簽訂了共建國家職業教育改革試驗區的協議，提出要在天津試點構建“具有中國特色的現代職業教育模式”；同月，國務院出臺國發〔2005〕35號文件（《關于大力發展職業教育的決定》），把構建“靈活開放、自主發展，有中國特色的現代職業教育體系。”作為發展目標。2006年3月，國家出臺《國家職業教育改革試驗區建設實施方案》，在天津開展試點，并把“借鑒發達國家的職業教育經驗，構建具有中國特色的現代職業教育體系”作為試驗的重點之一。

2.3.2 RFP不同摻量固化土的XRD分析

圖11所示為RFP不同摻量下的XRD圖譜。從圖中可以看出，對比各個摻量固化土的SiO2峰值，SiO2的峰值隨著RFP摻量的增加而降低，而水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣的峰值隨著摻量的增加而升高，這說明RFP固化土中的SiO2發生水化反應生成了水化硅酸鈣，Al2O3發生水化反應生成水化鋁酸鈣。由此可知，在同一養護齡期下，RFP摻量為20%時促進了水化反應生成水化鋁酸鈣、水化硅酸鈣的速率，且反應更為完全，從而提高了固化土的強度，說明水化鋁酸鈣、水化硅酸鈣是影響固化土抗壓強度的重要因素。

(a)干摻10% RFP

圖11 再生微粉不同摻量下的XRD圖譜(28 d)Fig.11 XRD patterns of regenerated micropowders in different dosages (28 d)

RFP中含有CaO，而CaO與水反應會生成Ca(OH)2，但是從圖11中可以看出，各個摻量的XRD圖譜中都未出現Ca(OH)2，說明Ca(OH)2為反應并提供了堿性環境，并生成了水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。其反應方程式如下：

xCa(OH)2+SiO2+(n-1)H2O=xCaO·SiO2·nH2O，

(1)

xCa(OH)2+Al2O3+(n-1)H2O=xCaO·Al2O3·nH2O。

(2)

由此可知，RFP產生的水化產物能夠影響固化土的抗壓強度，隨著RFP摻量地增加，生成的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣就越多，固化土的抗壓強度就越高。

橘紅回信了！真的回信了！橘紅會在信里罵我嗎？橘紅過得好嗎？肯定好不了。是你何牦這沒用的男人，讓橘紅受盡了委屈，受盡了折磨，受盡了苦難，她的日子能過得好嗎？何牦，何牦，你再也不能讓橘紅受苦受難了，哪怕是做牛做馬，也要使橘紅過上好日子。

3 RFP固化黃土狀鹽漬土機制分析

PBL教學法運用于臨床實踐培訓中，提高了學生學習的積極性、主動性和創造性，取得比較好的教學效果。同時也有助于教學模式的創新，促進教學方法的改進和完善，對醫學教育改革的理論和實踐具有重要價值[12]。

4 結論

1)再生微粉對黃土狀鹽漬土具有良好的固化效果，隨著再生微粉的摻入，黃土狀鹽漬土的強度有較為明顯的增加。

2)在同一養護齡期下，固化土的無側限抗壓強度隨著再生微粉摻量的增加而增大，本實驗中，摻量達到20%時，固化土強度增加趨勢逐漸趨于平緩，為較優摻量；在同一摻量下，固化土的抗壓強度隨養護齡期的增加而增大，分別在28 d時固化土強度達到最大；在不同摻配方式下，濕摻法對固化土的強度影響更為明顯。

一些“動點路線問題”中點的路線，有時難以通過工具操作或描點畫圖直觀發現，可根據條件通過抽象與推理發現運動規律，進而再進行定量計算.

3)再生微粉的摻入，促進SiO2、Al2O3與水、氫氧化鈣的水化反應，提高水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣的生成速率，而且生成物具有良好的膠凝作用，更好地將土顆粒黏結在一起，使得土體結構性增強，且部分未參與反應的再生微粉，還會填充在固化土的土顆粒之間，發揮物理填充的作用。