温度改性水玻璃固化黄土机制研究.pdf

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1、第34卷第5期岩土力学V_01．34NO．52013年5月RockandSoilMechanicsMav2013文章编号：1000-7598(2013)05-1293-06温度改性水玻璃固化黄土机制研究吕擎峰，吴朱敏，王生新2孙志忠2(1．兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室，兰州730000；2．甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所，兰州730000)摘要：硅化法是湿陷性黄土地基处理的主要化学方法之一，为了提高固化效果需要对水玻璃溶液进行改性。对温度改性水玻璃溶液固化黄土进行了试验研究，并通过化学组成和矿物成分分析、微观结构分析探讨了温度改性水玻璃固化黄土的机制。试验结果表明：在20~

2、80℃范围内，随着温度的升高，水玻璃固化黄土的强度有明显提高；X射线衍射图谱中部分矿物衍射强度降低并出现密集低矮的非晶质物相峰群：SEM图像显示随着温度的升高凝胶薄膜增多；MIP(压汞试验)数据显示，随着温度的升高，孔隙表面积增大。水玻璃溶液固化黄土的强度随温度增加的机制在于：生成的非晶质物相和凝胶薄膜随着温度的升高而增加，促使最可几孔径的减小和小孔隙的增多，强化了骨架颗粒的连接强度，并将骨架颗粒黏结成为一个空间网状整体，从而改善了土体的强度。关键字：改性水玻璃；温度；黄土；抗压强度；微观结构；化学分析中图分类号：Tu41I；Tu444文献标识码：AMechanismoftemperatur

3、e-modificationsilicificationgroutedloessLOQing．feng，wuZhu—min，WANGSheng—xin，SUNZhi—zhong(1．KeyLaboratoryofMechanicsonDisasterandEnvironmentinWesternChinaofMinistryofEducation，LanzhouUniversity,Lanzhou730000，China；2GeologicalHazardsResearchandPreventionInstitute，GansuAcademyofSciences，Lanzhou730000，

4、China)Abstract：SilicifrcationiSoneofthechemicalmethodsofcollapsibleloesstreatment．Forbettersilicificationefect．sodiumsilicateismodifiedbyvariousmethods．ThemechanismofloessreinforcedbytemperaturemodifiedsodiumsilicateiSstudied．Thephysicalcomponentsuchaschemicalcompositionandmineralcomposition，micros

5、tructurearetestedandanalyzedbycarryingoutX-raydifraction(XRD)，scanningelectronmicroscope(SEM)andmercuryintrusionporosimetry(MIP)．Theresultsshowthatthemechanicalstrengthofloessisimprovedobviouslywiththetemperatureofsodiumsilicateincreasinginthetemperaturerangeof．20~80~C．Difractionintensityofpartsoft

6、hemineralisreducingintheX—raydiffractionpattems；andlowdensityamorphousphasepeakgroupsappeared．TheSEMimagesshowthatthegelfilmsincreasedwiththetemperatureofsodiumsilicateincreasing．M【Pdatashowthatsurfaceareaofporesincreasedwiththetemperatureincreasing．Thefindingsindicatethattheincreasedamorphousphase

7、andthegelfilmscausedtodecreasedmostprobableporesizeandincreasedsmallpores．Themechanismofloessreinforcedbytemperaturemodifiedsodiumsilicateisduetoreinforcementofthebondstrengthofcementinmicrostructureandform