一、引言
软质黏土在我国南方地区分布广泛,其天然含水率高、塑性指数大、压实困难,直接用作路基填料往往导致承载力不足和稳定性差。传统石灰稳定技术虽然有效,但在高含水率软土中掺灰量需求大、早期强度低的问题一直未能很好解决。

甘蔗渣灰是甘蔗制糖工业的主要固体废弃物,年产量巨大。其化学成分以SiO₂为主(含量可达60%~80%),具有较高的比表面积和潜在的火山灰活性。将甘蔗渣灰与石灰复合使用,理论上可利用石灰提供的碱性环境激发甘蔗渣灰的火山灰反应,生成C-S-H等胶凝物质,实现“石灰的离子交换+生物质灰的火山灰效应”的协同增强。本文通过系统的室内试验,对这一新型复合稳定技术进行验证与评价。
二、材料与试验方案
试验用土为南方典型软质黏土,天然含水率高、塑性指数大。石灰采用Ⅲ级消石灰。甘蔗渣灰取自某糖厂锅炉燃烧废渣,经烘干、粉磨后使用,其SiO₂含量约65%,比表面积约为350m²/kg。

试验设置了石灰与甘蔗渣灰的不同复配比例(石灰掺量2.5%、5%、7.5%,甘蔗渣灰掺量2.5%、5%、7.5%),通过液塑限试验、击实试验和CBR试验系统评价复合稳定效果。
三、试验结果与分析
稠度改善效果:单掺7.5%甘蔗渣灰可使软质黏土的液限和塑性指数分别提高28%和42%。当采用2.5%石灰+2.5%甘蔗渣灰的组合时,软质黏土的可塑性大幅度降低,对稠度的改善效果达到最优。这表明石灰的离子交换作用与甘蔗渣灰的微集料填充效应在降低土体塑性方面具有显著的协同效应。

承载力提升效果:在CBR试验中,5%石灰+2.5%甘蔗渣灰的组合表现最为突出,CBR值可提高69%。这一提升幅度远高于同等掺量下单一石灰稳定的效果,证实了甘蔗渣灰的火山灰反应对土体强度的实质性贡献。
机理分析:甘蔗渣灰中的活性SiO₂在石灰提供的碱性环境中发生溶解、水化,与Ca²⁺反应生成C-S-H凝胶。这些胶凝产物填充了土颗粒间的孔隙,将分散的土颗粒胶结成整体,从而显著提高了土体的承载能力。
四、工程应用前景
甘蔗渣灰-石灰复合稳定技术具有三重效益:利用农业废弃物减少环境污染;降低石灰用量从而节约工程成本;提升软质黏土的路用性能。该技术特别适用于甘蔗产区道路工程中的软基处理。
五、结语
甘蔗渣灰与石灰的复合稳定,通过离子交换、火山灰反应和微集料填充的协同作用,显著改善了软质黏土的稠度和承载力。2.5%石灰+2.5%甘蔗渣灰的组合在稠度改善方面效果最佳,5%石灰+2.5%甘蔗渣灰的组合在承载力提升方面贡献最大。这一研究为农业生物质废料在道路工程中的高值化利用提供了可靠的技术依据。