固化土形成最佳结构需要的水化物

    1.1　固化土形成最佳结构需要的水化物

    笔者曾提出固化土的结构形成模型^{［11，12］}，如图1所示。当固化剂达到一定掺量时，将在黏土颗粒凝聚而成的土团粒表面形成固化剂浆膜，被固化剂浆膜完全包裹的土团粒相互接触，胶结为一体，使固化土形成一定的强度，如图1（a）所示。如果采用只有胶结性水化物的固化剂，如水泥，随着水泥掺量的增加，多余的水泥浆液将填充于土团粒间孔隙，直至充满孔隙，形成类似于图1（b）的结构，使固化土强度进一步提高，但此时固化土中土团粒内还存在大量孔隙。如果采用含有膨胀性组分的固化剂，膨胀性水化物的膨胀挤压可以消除土团粒内的孔隙，如图1（c）所示，显著提高固化土强度。此外，组成土团粒的黏土颗粒之间的微弱接触连接，在有足够Ca（OH）₂的环境中经硬凝反应可形成胶结连接，进一步提高土团粒强度。只有当固化剂浆液充分包裹黏土团粒、同时又能够填满黏土团粒间与土团粒内的孔隙、通过硬凝反应提高土团粒的强度，才能得到密实坚硬的固化土结构。

    

    

    1—黏土颗粒；2—孔隙；3—黏土团粒；4—水泥浆膜；5—填充孔隙的水泥浆；6—硬凝反应形成的土团粒；7—经挤压填充和硬凝反应形成的土团粒；8—填充孔隙的膨胀性水化物

    

    图1　黏性土固化土结构形成模型

    综上所述，加固黏性土的固化剂应提供胶结性水化物、膨胀性水化物，并提供足够的碱度。而普通水泥的水化物主要是胶结性水化物，不能填充土团粒内的孔隙，因此使用水泥加固软黏土的效率很低。