通过氢氧化钠-地质聚合物化工艺稳定粉煤灰的膨润土力学性能的实验研究

摘要

膨胀性粘土对交通基础设施构成挑战，因为其强度容易因水分作用而降低。本研究在现有地质聚合物稳定技术的基础上，重点优化了膨胀性土壤的混合设计，并阐明了地质聚合物化过程中涉及的关键物理化学机制，以提高稳定性能。为此，对经过粉煤灰和氢氧化钠（NaOH）处理的膨润土进行了系列单轴压缩试验，同时考虑了不同的粉煤灰含量、NaOH浓度和初始含水量。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析以及扫描电子显微镜（SEM）观察，研究了地质聚合物化的物理化学机制。研究特别关注了NaOH浓度的影响。实验结果表明，NaOH浓度对处理后膨润土的强度影响最大，其次是含水量和粉煤灰含量。随着NaOH浓度的增加，会出现一个最佳浓度，该浓度对应于处理后膨润土的最大无侧限抗压强度（UCS）。这种行为可以通过阳离子交换反应与地质聚合物凝胶形成的竞争机制来解释。这意味着在高NaOH浓度下，地质聚合物凝胶的形成可能会受到抑制。