氧化镁复合水泥固化硫酸盐渍土的力学、膨胀性能及微观机理

硫酸盐(渍)土易引发溶陷、膨胀、腐蚀地基等岩土灾害,而水泥固化会导致膨胀性矿物——钙矾石的生成,造成硫酸盐土体膨胀、强度损失和耐久性降低。为了避免上述问题,采用氧化镁(MgO)部分替代水泥(即MgO复合水泥),用于固化处理硫酸盐土(即石膏土)。通过开展垂直膨胀、无侧限抗压强度(UCS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和核磁共振(NMR)试验,研究MgO与水泥配比对固化土膨胀特性和力学性能的影响规律,并揭示MgO复合水泥(MgO-水泥)固化硫酸盐土的微观机理。试验结果表明:随着MgO与水泥配比增加,固化土的总膨胀率先减小后增大,而UCS总体呈现为先增大后减小。在微观机理方面,加入适量MgO可减少钙矾石生成;而加入过量MgO后,水化硅酸镁(MSH)的形成抑制了水化硅酸钙(CSH)形成,削弱了CSH的影响。综上,MgO∶水泥(MgO∶C)=0.5∶9.5是固化硫酸盐土较优的MgO与水泥配比。