摘要
利用生土制备建筑材料，这种生态材料具有减少环境、资源负荷的独特优势，但生土材料抗压强度低、体积变形大、水稳定性差，影响了其应用范围，故必须对其进行改性。本研究拟在分析天津滨海吹填土特征基础上，采用物理和化学改性，即对吹填土进行加压或加入固化剂和表面活性剂，来改善生土材料的抗压和抗折强度、水稳定性和收缩性能，并通过微观手段分析其水化反应产物数量和形态及阐明其反应机理，进而开发出生态型生土复合胶凝材料、生土混凝土和生土压制砖。主要结论如下： （1）生土-水泥复合胶凝材料最佳配方为：水灰比0.25，减水剂掺量1%，生土掺量50%，水泥掺量40%，膨胀剂掺量10%，其最高抗压强度可达35.8 Mpa。生土-水泥-石膏复合胶凝材料最佳配方为：水灰比0.21，减水剂掺量2%，生土掺量55%，水泥掺量35%，石膏掺量10%，其最高抗压强度可达32.4 Mpa。 （2）生土-水泥复合胶凝材料强度构成为原土强度、物理作用、水泥硬化及硬凝作用，其中硬化及硬凝作用对生土胶凝材料强度的贡献最大。掺减水剂后可降低空隙率；而掺水泥后在其水化过程中生成的C-S-H凝胶和Aft结晶将产生硬化与凝结作用及土体与水泥水化物间将产生相互作用。 （3）通过微观结构分析，说明吹填土的活性成分在参与反应因其颗粒较细，石膏和膨胀剂中硫酸钙和钙矾石晶体吸水膨胀可填充土壤颗粒间的空隙，进而改善了生土胶凝材料的收缩和力学性能。 （4）生土混凝土的最佳配方为：生土掺量13.2%,水泥掺量10.6%,粉煤灰掺量2.7%，砂子掺量32.4%,石子掺量41.2%，水固比0.37，减水剂掺量1.6%，其最高抗压强度可达27.9 Mpa。 （5）影响生土混凝土强度的主要因素为胶凝材料用量、水灰比、减水剂及砂率。影响生土混凝土流动性的主要因素为水灰比、减水剂及粉煤灰掺量。适合生土混凝土的养护条件顺序为：水养gt;湿养gt;干养。生土混凝土属于软基硬质复合材料，其弹性模量可用Count串联和并联模型来计算。 （6）当压制力为10MPa，水泥-生土、石灰-生土压制砖抗压强度可分别达到14MPa和11MPa；水泥压制砖软化系数为0.86，吸水率为0.10，而石灰压制砖抗水性差，不能使用。城市污泥可部分替代生土，当替代量为25%和40%时，压制砖抗压强度分别为16MPa和11MPa，软化系数为0.81，吸水率为0.09。
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