1 　前言
　　面临我国巨大的公路里程和大规模公路建设的大好形势,对道路基层材料,特别是土路基的质量要求将进一步提高。但由于设计、施工等存在先天缺陷的局限,造成部分公路路基下陷,面层破坏。对于此类的道路破损,仅采用面层修补无法根本改变道路的状况,必须对其基层进行处理,提高基层的承载能力。尤对属软土地基的上海地区,应选择能使土壤聚合的材料来提高土路基的稳定性和承载能力,本文拟以地聚合物与粉煤灰复合配制灌浆材料。

2 　实验方法
2. 1 　试验材料
　　采用上海宝钢的水淬高炉矿渣、武汉钢铁公司的磨细钢渣、扬州热电厂的高钙粉煤灰、石洞口电厂的普通粉煤灰(其化学成份见表1) 、自行研制的碱性激发剂。
　　
2. 2 　试验方法
　　采用流锥仪测定流动度。泌水性测定是将搅拌好的水泥浆装入玻璃量筒内,稍振动后,加盖玻璃板防止水蒸发,在室温下静置3h 后,测定其泌水性。收缩率测定是将搅拌好的水泥浆装入玻璃量杯内,在室温下静置3h 测定其体积变化率而得。强度测试的试样尺寸为40 ×40 ×160mm ,在室温养护24h 拆模,然后在养护室至龄期进行破型试验。

3 　结果与讨论
　　地聚合物与粉煤灰复合灌浆材料是由粉煤灰、钢渣、促进剂和碱性激发剂配制而成,具有较高的流动性和早期强度。
3. 1 　地聚合物灌浆材料流动性研究
　　碱激发剂的种类和掺量对地聚合物灌浆材料的流动性影响不大,表2 为各种碱激发剂种类和掺量下的灌浆材料的流动度。

　表2 表明,不管掺加何种碱激发剂,随着碱激发剂掺量增加,浆体流动度下降,另外,掺加SP - 1 型碱性激发剂的灌浆材料流动度小于掺加其他两种碱激发剂的灌浆材料。当SP - 1 型碱性激发剂掺量为30 %时,灌浆材料的流动度为17S ,而其他碱性激发剂不能配制出流动度小于20S 的灌浆材料,因此,为了配制高流动度的地聚合物灌浆材料,必须采用SP - 1 型碱性激发剂。
3. 2 　用水量对聚合物流动度影响
　　表3 是在采用SP - 1 型碱性激发剂条件下,用水量对地聚合物灌浆材料流动度的影响。

　由表中结果可以看出,随灌浆材料用水量增加,其流动度及可灌性均有一定程度提高。当用水量是整个灌浆材料用量的47. 5 %时,灌浆材料初始流动度为17秒,静置15 分钟后流动度仍为23 秒,具有十分优良的可灌性,并优于超细水泥灌浆料。
3. 3 　地聚合物灌浆材料物理力学性能
　　地聚合物灌浆材料不仅应该具有优良的流动性,而且应该具有优越的物理力学性能,才能满足土基加固的灌浆工程要求。由此,有必要研究地聚合物灌浆材料的力学性能、泌水性和体积稳定性。
　　(1) 　地聚合物灌浆材料的力学性能
　　图1 是各种配合比地聚合物灌浆材料的强度比较。由图中可以看出,随碱性激发剂掺量提高,地聚合物灌浆材料无论是早期强度还是28d 强度都有所提高。当碱激发剂掺量为35 %时,灌浆材料的7d 强度比掺量为30 %时灌浆材料28d 强度高30 %以上。究其原因在于碱性激发剂掺量增加,可以使粉煤灰、矿渣等具有潜在活性的胶凝材料充分反应,此外还可以促使土壤中的某些矿物参与反应,使材料结构致密,从而导致目标材料的强度提高。

　　(2) 　地聚合物灌浆材料的泌水性和耐久性能　　
浆液的稳定性是以静置浆液时间的推移产品泌水后,剩余浆液的体积百分比来描述。泌水性越小,剩余体积越大,则浆液越稳定,而浆液稳定性越好,对施工质量影响越小。
　　表4 是各种配合比地聚合物灌浆材料的泌水性、收缩和耐久性的测定结果。由表中结果可以看出,掺碱性激发剂地聚合物灌浆材料的泌水率为0. 1～0. 4之间,收缩率为0. 4 % ,因此无论是泌水性和体积稳定性均能满足灌浆材料的技术要求。此外,地聚合物灌浆材料的耐水性和耐高温性能均十分优异。进行地基加固不仅能提高地基的承载能力,而且其各项耐久性指标优于常用的灌浆材料。

注1 :耐水性指标为在水中30d 强度与标养强度之比。
注2 :耐高温指标为在80 ℃7d 强度与标养强度之比。
4 　施工工艺
　　地聚合物———粉煤灰复合灌浆材料施工工艺主要由以下步骤组成:
4. 1 　准备工作
　　(1) 　检查确认材料数量、品种是否齐备,质量是否保证;
　　(2) 　检查机器是否齐备完好;
　　(3) 　检查供水、供电是否齐全方便;
　　(4) 　按配方称量各原料,置于器皿中待用。
4. 2 　搅拌水泥浆
　　(1) 搅拌前要求:加水空转数分钟,将积水倒净,使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的灰浆要做到基本卸尽,在全部灰浆卸出之前,不得再投入未拌合材料,更不能采取边出料边进料的方法。在满足流动度的要求下,尽可能少用水量,切忌多加水。
　　(2) 　装料:
　　1) 首先将称量好的各种原材料倒入搅拌机,搅拌1min ;2) 将碱性激发剂倒入搅拌机中,搅拌2min 出料;3) 灌浆料出料后应尽量即时进行泵送,否则应不停地搅拌;4) 对未及时使用而降低流动性的灌浆材料,严禁采用增加水的方法来提高灰浆的流动性。
4. 3 　灌浆
　　将灌浆材料加到灌浆泵中,待灌浆泵高压橡胶管出口打出的浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时,将高压橡胶管接到孔道灌浆管上固定。
　　观察排气管的出浆情况,当浆体稠度和灌入之前稠度一样时,关掉排气阀,仍继续灌浆2～3min ,使管内具有一定的压力后关掉灌浆阀。
4. 4 　工程应用
　　在进行大量配合比试验确定佳配合比后,根据制定的施工工艺在安徽师大地基加固工程中进行试点应用,并与水泥注浆进行比较,测试结果见表5 。由此可以看出,地聚合物灌浆材料对土基加固的效果比水泥灌浆材料优越得多。

5 　结论
　　(1) 地聚合物———粉煤灰复合灌浆材料的性能特点:粘度小、流动性好,可实行现场单液灌浆,稳定性好,结石强度达3MPa 以上、体积稳定性和耐久性均优于超细水泥灌浆材料。
　　(2) 本研究配制的地聚合物———粉煤灰复合灌浆材料完全适用于地基加固及土壤固结的灌浆。