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岩土研究院

水泥土搅拌桩成桩机理

357 2022-06-16 10:38:09

普通硅酸盐水泥包含着水硬性胶接材料的最主要的基础物质,它们分别组成不同的水泥矿物。当水泥与水拌和,或用水泥粉直接与饱和软土搅拌时,水泥颗粒表面的矿物立即与水发生水化反应,生成一系列水化物并迅速溶于水,使水泥颗粒表面仍然暴露,继续与水反应,直到溶液达到饱和,生成物不再溶解,成为凝胶悬浮于溶液。 这种凝胶微粒部分与周围活性粘土颗粒反应。部分凝结硬化形成水泥石骨架。同时在反应中还会生成一种被称为水泥杆菌的化合物,以针状结晶形式析出。这样土中的大量自由水以结晶的形式被固定下来,使土体逐渐固结。


由于土体为多相散布体,与水结合时具有胶体的特征。土中的二氧化硅遇水便形成硅酸胶体微粒。经化学反应,较小的土颗粒逐渐形成较大的土团,而且水泥水化反应产生的氢氧化钙凝胶粒子的表面积比原水泥颗粒大 1000倍左右,而且吸附能力很强,于是土团进一步结合,并且封闭了其间的孔隙,形成较坚固的水泥土大团粒结构,使土的强度提高。另外,随着水化反应的深入,部分钙离子还会和粘土中的部分胶态氧化物反应生成微晶凝胶在水中逐渐硬化,强度增长。


正是在以上一系列物理化学反应的作用下,水泥和土搅拌后才会形成具有 一定整体性、水稳定性和较高强度的水泥土桩体。水泥土的特性,与天然土的土质、含水量、有机物含量以及所采用的水泥品种、参加剂等因素有关。它的无侧限抗压强度可以比天然软土提高几十倍到几百倍。


一般情况下,初始性质较好的土加固后强度增量大,较差的土增量较小。还有研究表明,加固土的强度还和土的含砂量有关。当十的含砂量为 40% ~60%时,其强度最大。因此在加周软粘上时,掺人适量的细砂可提高加固土的强度,还可减少水泥用量。另外水泥的品种和标号也会影响水泥十的强度,在其他条件相同时,普通水泥的标号每提高 100号,水泥土的强度可以提高约20%一30%。


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