土的化学性质因素对水化物生成的影响

1.2　土的化学性质因素对水化物生成的影响

与混凝土不同，同样物理力学指标的不同土样采用同质同量水泥加固，其固化土强度可能相去甚远。

取自北京（BT）、天津（TT1、TT2）、武汉（WT）、南京（NT）的5种天然土样和纯高岭土样（GT），土样的性质如表1所示，其中BT与TT2、WT与TT1、NT与GT物理性质较为接近。在各土样中分别掺加不同比例的水泥（北京水泥厂产京都牌32.5普通硅酸盐水泥）。令土样BT、TT2、WT、TT1、NT及GT的固化土分别称为BS、TS2、WS、TS1、NS及GS，研究各固化土无侧限抗压强度q_u与水泥掺量a_w关系。图2（a）为其中一组固化土样BS和TS2的q_u与a_w关系图。由图2（a）可见：开始随着a_w的增加，q_u增长缓慢；当a_w超过某一量时，q_u增长速率急剧提高；物理性质相近的土样掺加等量水泥后q_u相差较大。

表1　土样性质

测定固化土试样30d龄期孔隙液中K^＋、Na^＋、Ca^2＋、Al^3＋、、Si^4＋、OH^－等主要离子浓度，并计算在各离子作用下孔隙液中Ca^2＋和OH－的浓度积，以Ca（OH）₂浓度的饱和指数SI表示，BS和TS2的a_w与SI的关系见图2（b）。比较图2中（a）和（b）可知，（b）中固化土Ca（OH）₂饱和点对应的a_w与（a）中q_u增长速率的转折点对应的a_w基本一致。物理性质相近的土样掺加同量水泥，固化土孔隙液中Ca（OH）₂浓度不同。

图2　a_w与q_u和SI的关系

在土样中掺加使土样中Ca（OH）₂饱和的量，再分别掺加不同比例的水泥，令相应的固化土为BCS、TCS2，其q_u与a_w的关系见图2（a）。由2（a）可知，经Ca（OH）₂饱和处理后，物理性质相近的土样掺加同量水泥得到的固化土BCS与TCS2的q_u基本相同。

上述试验结果表明：虽然土样中化学性质的因素有多种，且不同土样的各不相同，导致不同土样的固化土中的离子种类和浓度差异很大，但土样中各种化学性影响因素对固化土强度的影响，最终表现在对孔隙液Ca（OH）₂浓度的影响，表现在Ca（OH）₂浓度对水化物生成量的影响。因此可采取提高Ca（OH）₂浓度的相应措施消除土样各种化学性质因素的不良影响。此外，固化土中足够高的碱性环境，可以保证黏土矿物中活性SiO₂、Al₂O₃与Ca（OH）₂进行硬凝反应，使土团粒内的黏土颗粒间形成一定的胶结。但是采用普通水泥，往往不能提供足够的碱度以保证固化土液相Ca（OH）₂饱和。