氫氧化鈣（Ca (OH)?，俗稱熟石灰）在水泥固化土中可通過多重物理化學(xué)作用改善土體性能，尤其適用于軟土、粉質(zhì)黏土等低強(qiáng)度土的固化改良。其作用機(jī)制及對(duì)固化土性能的提升如下：
一、氫氧化鈣的作用機(jī)制
1. 提供堿性環(huán)境，加速水泥水化反應(yīng)
水泥水化過程中會(huì)生成氫氧化鈣，使固化體系呈強(qiáng)堿性（pH≈12~13）。若土體本身酸性較強(qiáng)（如含腐殖質(zhì)），額外添加氫氧化鈣可快速提升體系 pH 值，中和酸性物質(zhì)，避免其抑制水泥水化。
堿性環(huán)境促進(jìn)水泥中的硅酸三鈣、硅酸二鈣加速水化，生成更多水化硅酸鈣和氫氧化鈣，增強(qiáng)膠結(jié)作用。
2. 激發(fā)土顆粒的火山灰反應(yīng)
土體中的活性硅和鋁成分（如黏土礦物中的蒙脫石、高嶺石）在強(qiáng)堿性環(huán)境下被溶解，與氫氧化鈣發(fā)生火山灰反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)。該反應(yīng)可填充土顆粒孔隙，形成連續(xù)膠結(jié)結(jié)構(gòu)，顯著提高固化土的強(qiáng)度和整體性。
3. 離子交換與團(tuán)粒化作用
黏土顆粒表面通常帶負(fù)電荷，吸附水中的陽(yáng)離子（如 Na?、K?），導(dǎo)致顆粒分散、土體塑性高。氫氧化鈣解離出的 Ca2?離子半徑大、電荷高，可置換黏土顆粒表面的低價(jià)陽(yáng)離子，通過靜電引力使土顆粒相互靠攏，形成更大的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。團(tuán)粒化作用減少土體孔隙率，降低塑性指數(shù)，改善土體的壓實(shí)性能和力學(xué)強(qiáng)度。
4. 結(jié)晶填充與微結(jié)構(gòu)改良
氫氧化鈣在固化過程中可形成板狀 Ca (OH)?晶體，填充土顆粒間的微小孔隙；同時(shí)，火山灰反應(yīng)生成的 C-S-H 凝膠呈網(wǎng)狀或絮狀，包裹土顆粒并填充孔隙，使固化土微結(jié)構(gòu)更密實(shí)。密實(shí)的微結(jié)構(gòu)可降低土體滲透性，提高抗水侵蝕能力。
二、對(duì)水泥固化土性能的具體改善
1. 強(qiáng)度提升
早期強(qiáng)度：氫氧化鈣通過加速水泥水化和離子交換作用，可在固化初期（7 天內(nèi)）顯著提高土體強(qiáng)度，尤其對(duì)低齡期強(qiáng)度增益明顯。
后期強(qiáng)度：火山灰反應(yīng)隨時(shí)間持續(xù)進(jìn)行，生成更多膠凝物質(zhì)，使固化土的 28 天強(qiáng)度進(jìn)一步提升（可比單純水泥固化提高 10%~30%，具體取決于土性和摻量）。
2. 水穩(wěn)定性增強(qiáng)
氫氧化鈣的膠結(jié)作用和微結(jié)構(gòu)密實(shí)化可減少土體遇水后的膨脹和軟化。例如，在飽和狀態(tài)下，含氫氧化鈣的固化土抗壓強(qiáng)度損失率可比單純水泥固化土降低 15%~25%。降低土體滲透性（滲透系數(shù)可降至 10??~10?? cm/s），抑制水分滲透導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。
3. 耐久性改善
抗凍融性能：密實(shí)的微結(jié)構(gòu)減少孔隙水含量，降低凍脹應(yīng)力，使固化土在多次凍融循環(huán)后強(qiáng)度保持率提高（如凍融 10 次后強(qiáng)度損失＜10%）。
抗化學(xué)侵蝕：強(qiáng)堿性環(huán)境（pH＞12）可抑制酸性水或硫酸鹽對(duì)膠凝物質(zhì)的侵蝕，適用于鹽漬土或工業(yè)污染土的固化。
4. 施工性能優(yōu)化
對(duì)于高含水率軟土，氫氧化鈣的吸水特性可降低土體含水率，改善施工時(shí)的易壓實(shí)性；同時(shí)，其細(xì)顆粒特性可填充土顆粒間隙，減少水泥用量，降低成本。
三、適用條件與注意事項(xiàng)
1. 適用土類
最適合黏性土（如粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土）和含活性硅鋁成分的土，對(duì)砂性土或礫質(zhì)土效果有限（需配合其他膠凝材料如粉煤灰）。土體 pH 值＜7 時(shí)效果更顯著，酸性土中需優(yōu)先通過氫氧化鈣調(diào)節(jié) pH 至 9~12。
2. 摻量控制
氫氧化鈣摻量通常為土質(zhì)量的2%~5%，需與水泥摻量（通常 5%~15%）協(xié)同優(yōu)化。過量摻加可能導(dǎo)致土體堿性過強(qiáng)，抑制微生物活動(dòng)（若用于生態(tài)修復(fù)場(chǎng)景）；固化土脆性增加，韌性下降；成本上升（需平衡水泥與氫氧化鈣的比例）。
3. 養(yǎng)護(hù)條件
需保持濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)（濕度≥90%），促進(jìn)火山灰反應(yīng)充分進(jìn)行；溫度≥15℃時(shí)反應(yīng)速率較快，低溫環(huán)境（＜5℃）需采取保溫措施。
4. 與其他材料復(fù)配
粉煤灰/礦渣：與氫氧化鈣協(xié)同使用，可提供更多活性硅鋁成分，增強(qiáng)火山灰反應(yīng)，降低成本（如水泥：氫氧化鈣：粉煤灰=8:2:5）。
減水劑：改善固化土拌合物的和易性，尤其適用于高黏粒含量土體。
四、工程應(yīng)用場(chǎng)景
1. 道路工程：作為底基層或路基改良材料，提高軟土地基承載力，減少路基沉降。
2. 基坑支護(hù)：改良坑底被動(dòng)區(qū)土體，提升抗隆起穩(wěn)定性。
3. 廢棄物處理：固化重金屬污染土（氫氧化鈣同時(shí)提供堿性環(huán)境，穩(wěn)定重金屬離子）。
4. 水利工程：加固堤壩軟基，提高抗?jié)B性和抗沖刷能力。
氫氧化鈣通過調(diào)節(jié)堿性環(huán)境、激發(fā)火山灰反應(yīng)、改善土顆粒結(jié)構(gòu)等多重作用，可顯著提升水泥固化土的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和耐久性，尤其適用于酸性或低活性黏土的固化改良。實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)土性優(yōu)化摻量，并注意與水泥、礦物摻合料的協(xié)同效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的土體加固效果。