土体固化剂——材料·作用机理·应用

武亚磊，中国海洋大学博士，主要研究方向：固废资源化利用及水泥基材料的应用研究。

杨俊杰，中国海洋大学教授，博士生导师。国际土力学及岩土工程协会（国际土协）会员、中国岩石力学与工程学会环境岩土工程分会理事、中国土木工程学会土力学与岩土工程分会土的本构关系及强度理论专业委员会委员。主要研究方向有：软基处理、土工结构长期稳定性评价、离心模型试验、加筋土的基本性质及其结构物的稳定性分析、各种工业固体废物在岩土工程中的应用、生态边坡工程、极限分析上限法在岩土工程中的应用。

0 绪论

1 水泥类固化剂

1.1 概述 5

1.1.1 原材料 5

1.1.2 生产过程与生命周期评价 8

1.1.3 反应机理与微观表征 13

1.2 水泥与土中成分的作用机理 32

1.2.1 水泥与矿物的作用机理及固化模型 32

1.2.2 水泥与水溶盐的作用机理 37

1.2.3 水泥与酸碱成分的作用机理 39

1.2.4 水泥与污染成分的作用机理 40

1.2.5 水泥与有机质的作用机理 44

1.2.6 小结 46

1.3 固化土 46

1.3.1 强度与变形 47

1.3.2 渗透特性 61

1.3.3 劣化特性与耐久性 62

1.3.4 微观特性 63

1.3.5 固化机理 65

1.4 半固化土 65

1.4.1 半固化土室内模拟试验方法 66

1.4.2 废土与固化剂拌和试验 67

1.4.3 半固化土的击实与性能试验 68

1.4.4 固化剂掺量界限范围的确定 72

1.5 固化/稳定化污染土 75

1.5.1 室内试验研究方法及评价标准 76

1.5.2 宏观力学特性 84

1.5.3 浸出特性 87

1.5.4 渗透特性 90

1.5.5 劣化特性与耐久性 91

1.5.6 微观特性 92

1.5.7 固化/稳定化机理 96

1.6 结语 97

参考文献 97

2 石灰类固化剂

2.1 概述 108

2.1.1 原材料 108

2.1.2 生产过程与生命周期评价 108

2.1.3 反应机理与微观特性 110

2.2 固化土 113

2.2.1 气硬性石灰固化土 113

2.2.2 天然水硬性石灰固化土 116

2.2.3 固化机理 118

2.3 半固化土 119

2.3.1 界限含水量 119

2.3.2 击实特性 120

2.3.3 强度特性 120

2.3.4 渗透特性 122

2.3.5 劣化特性与耐久性 123

2.3.6 微观特性 124

2.4 固化/稳定化污染土 124

2.4.1 强度特性 124

2.4.2 浸出特性 128

2.4.3 劣化特性与耐久性 128

2.4.4 微观特性 129

2.4.5 固化/稳定化机理 130

2.5 结语 131

参考文献 131

3 水玻璃类固化剂

3.1 概述 134

3.1.1 水玻璃的分类 134

3.1.2 原材料与改性材料 135

3.1.3 制备过程与生命周期评价 138

3.1.4 反应机理与微观特性 138

3.2 固化土 142

3.2.1 水玻璃固化剂 142

3.2.2 改性水玻璃固化剂 145

3.2.3 固化机理 149

3.3 半固化土 150

3.3.1 界限含水量 150

3.3.2 击实特性 150

3.4 结语 151

参考文献 152

4 磷酸盐类固化剂

4.1 概述 154

4.1.1 原材料 154

4.1.2 制备过程与生命周期评价 160

4.1.3 反应过程与微观特性 162

4.2 固化土与半固化土 174

4.3 固化/稳定化污染土 174

4.3.1 强度与变形 174

4.3.2 浸出特性和渗透特性 175

4.3.3 劣化特性与耐久性 175

4.3.4 固化/稳定化机理 175

4.4 结语 176

参考文献 177

5 碱激发类固化剂

5.1 概述 183

5.1.1 原材料 183

5.1.2 制备过程与生命周期评价 227

5.1.3 反应机理与微观特性 229

5.2 碱激发类固化剂设计方法 252

5.3 碱激发类固化剂与土中成分的作用机理 255

5.3.1 与矿物的作用机理 255

5.3.2 与水溶盐的作用机理 256

5.3.3 与酸碱成分的作用机理 257

5.3.4 与污染成分的作用机理 258

5.3.5 与有机质的作用机理 260

5.4 固化土 260

5.4.1 强度与变形 260

5.4.2 渗透特性 265

5.4.3 劣化特性与耐久性 266

5.4.4 微观特性 266

5.4.5 固化机理 270

5.5 固化/稳定化污染土 271

5.5.1 强度与变形 271

5.5.2 浸出特性 276

5.5.3 渗透特性 277

5.5.4 劣化特性与耐久性 278

5.5.5 微观特性 278

5.5.6 固化/稳定化机理 281

5.6 结语 281

参考文献 282

6 镁质类固化剂

6.1 概述 300

6.1.1 镁质水泥分类 300

6.1.2 原材料 301

6.1.3 制备过程与生命周期评价 304

6.1.4 反应机理与微观特性 307

6.2 配比设计方法 320

6.3 固化土 325

6.3.1 氯氧镁水泥固化土 325

6.3.2 硫氧镁水泥固化土 330

6.3.3 硅酸镁水泥固化土 332

6.3.4 活性氧化镁碳化水泥固化土 334

6.4 固化/稳定化污染土 336

6.4.1 氯氧镁水泥固化/稳定化市政污泥 336

6.4.2 硫氧镁水泥固化/稳定化电镀污泥 338

6.4.3 硅酸镁水泥固化/稳定化污染土 339

6.4.4 活性氧化镁碳化水泥固化/稳定化污染土 344

6.5 结语 351

参考文献 351

7 离子土类固化剂

7.1 概述 360

7.1.1 原材料 360

7.1.2 应用方法与生命周期评价 361