水泥土搅拌桩的加固机理-技术创新

水泥土搅拌桩的加固机理

日期：2016-7-26 15:00:30　来源：互联网　浏览数：
　

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1 水泥的水解与水化
    水泥遇水后发生水解和水化，生产氢氧化钙、含水铝酸盐等化合物。其中，氢氧化钙和含水铝酸钙溶解于水，随着水解和水化的发生，溶液达到饱和之后，水与水泥继续反应生成凝胶体。水化产物自身如果继续硬化，就会形成水泥骨架。
2 离子交换
    粘土颗粒在天然状态下表面带有负电荷，反离子层为阳离子，呈胶体微粒状。反离子层中的Na+、K+ 能与Ca（OH）2 溶液中的Ca2+ 进行离子交换，使土粒水化膜变薄，土颗粒集合成大的团粒。此外，水泥水化后呈分散状的凝胶颗粒，其比表面积约为原来的1000 倍，因而产生很大的表面能，有强烈的吸附活性，能使较大的土颗粒进一步结合起来，形成水泥土的团粒结构，并封闭各土颗粒之间的空隙。微观上，在较为松散的土体内部形成了网络状胶结结构，具有牢固的联结；宏观上，水泥土的强度大大提高。
3 硬凝作用
    水泥水化以后，溶液中析出的大量Ca2+，与Na+、K+ 进行离子交换。当Ca2+ 数量超过离子交换的需要量之后，在碱性环境中，Ca2+ 可与土中游离的二氧化硅和三氧化二铝进行化学反应，生成不溶于水的稳定结晶化合物。该结晶化合物在空气和水中逐渐硬化，增大了土体强度。而且由于其结构比较致密，水分不易侵入，从而使水泥土具有足够的水稳定性。
4 碳酸化作用
    水泥水化后产生的游离氢氧化钙，能与空气和水中的二氧化碳发生反应，生成不溶于水的碳酸钙。也可以小幅度增加水泥土的强度，只是增长速度较为缓慢。
    从水泥土搅拌桩的加固机理分析，水泥加固软土的强度主要来自于水泥水解水化物的胶结作用，在土体内部形成了网络状胶结物。另外，从施工工艺来看，水泥搅拌桩中不可避免会存在原状土块和水泥团块，其粒径大小与强制搅拌的程度密切相关。强制搅拌越充分，土块被粉碎得越小，水泥分布到土中越均匀，则水泥土的结构强度离散性就越小，水泥土搅拌桩的总体强度就越高。