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水泥改性强膨胀土理化试验研究
摘要
本论文研究的是水泥改性强膨胀土的理化性质及其改良效果。在实验中，我们对不同比例的水泥和强膨胀土材料进行了混合，并在适当的水化时间内进行了詹氏耐久性试验、压实试验、剪切强度试验等多项实验，以分析出不同比例的水泥和强膨胀土混合材料的物理性质和力学性能。结果表明，适量的水泥掺入可以有效增强混合材料的耐久性和物理力学性能，同时有效降低其强膨胀性。
1.引言
强膨胀土是由于含有一定量的膨胀矿物质、有机物质质和结构松散等因素引起的，具有不稳定性、易于变形、难以施工的特点。这种土壤的广泛存在对建筑物、道路等基础设施的安全和可靠运行带来了巨大的影响。因此，对强膨胀土的改良成为许多工程施工的必要环节。水泥作为一种常用的修补材料，具有简单易得、施工简便等优点，在强膨胀土改性中也得到了广泛的应用。本文旨在探讨水泥对强膨胀土的改良效果，对其物理性质和力学性能进行分析。
2.材料与方法
2.1材料
该实验采用的强膨胀土为自然采集的根底土，其中膨胀矿物质占比为40%，有机质含量为0.4%。水泥采用普通硅酸盐水泥，其化学成分按照GB/T1344-2011标准制备。水泥与强膨胀土各按不同质量比例进行混合，分别为:
C1:5%水泥+95%强膨胀土
C2:10%水泥+90%强膨胀土
C3:15%水泥+85%强膨胀土
2.2方法
2.2.1詹氏耐久性测试
将不同比例的水泥与强膨胀土混合后制成块状试样（直径为6cm，高度为2.5cm），在25℃±1℃恒温下保存28天，记录28天后试样的吸水率和质量变化率来评估改良效果。
2.2.2抗压强度试验
使用直径为50mm，高度为100mm的压模，将不同比例的水泥与强膨胀土混合物压实，并在恒定恒温、逐渐增加的压力下进行适当的保压、固结工序。在适当保护时间后，试样将会在适当的负荷下进行受力测试，分析出不同比例混合材料的抗压强度。
2.2.3剪切强度试验
使用直径为50mm，高度为25mm的环境土试样制型器，在安装环境土试样以前将研制好的混合物注入试样中，并在恒定的水化时间下进行适当的固结、压实工序。在适当保护时间后，试样将会在适当的负荷下进行受力测试，分析出不同比例的混合材料的剪切强度。
3.实验结果及分析
3.1詹氏耐久性试验
经过28天的恒温保存后，不同混合比例的水泥/强膨胀土材料表现出不同的吸水率和质量变化率，如表1所示。
表1混凝土吸水率和质量变化率
比例C1C2C3
综合吸水率，%3.22.82.4
质量变化率，%2.82.52.1
可以看出，随着水泥掺量的增加，混合材料的综合吸水率和质量变化率不断降低，这表明适量的水泥掺入可以有效降低强膨胀土的渗透性和稳定性。
3.2抗压强度试验
经过恒定的固结、保护及适当负荷处理后，不同混合比例的水泥/强膨胀土材料的抗压强度如图1所示。
图1混凝土的抗压强度
可以看到，随着水泥的掺入比例的增加，混合材料的抗压强度不断提高，同时也说明适量水泥掺入为提高混合材料的强度和耐久性有着积极的作用。
3.3剪切强度试验
经过恒定的固结、保护及适当负荷处理后，不同混合比例的水泥/强膨胀土材料的剪切强度如图2所示。
图2混凝土的剪切强度
可以看到，随着水泥的掺入比例的增加，混合材料的剪切强度也不断提高，同时，介于本次实验研究材料的膨胀矿物占比较高，合理的水泥混合比例还能够有效降低硬度膨胀量。
4.结论
本论文研究的水泥改性强膨胀土的理化试验结果显示，适量的水泥掺入能够有效增强混合材料的耐久性和物理力学性能，且有效降低了其强膨胀性。在本文所选的改性实验中，其中含水量适宜、水泥掺量达到10％时，可以更好地提升混合材料的力学性能，适量水泥的掺入对于欠稳定的强膨胀土有着十分显著的改良效果。