CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能研究

为研究CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能,对不同赤泥掺量、不同养护龄期的固化土进行无侧限抗压强度测试,分析了强度随赤泥掺量、养护龄期的变化规律,提出了赤泥强化因子和龄期强化因子,揭示了无侧限抗压强度的变化机理.结果表明:随着赤泥的增加和养护龄期的增加,无侧限抗压强度逐渐增大;强度随赤泥掺量的增加符合二次函数变化,随龄期的增加符合线性变化规律;当赤泥掺量达到45％～60％时,强度在此区间达到最大值;应用赤泥强化因子和龄期强化因子分析,发现在28～90 d龄期且赤泥掺量为30％～60％时,强度相比水泥固化土可提高2.5～4倍.     

赤泥改良石灰土的应力-应变-电阻率研究

为了探究不同龄期下,赤泥改良石灰土的应力-应变-电阻率曲线的变化,测试了试块的初始电阻率、无侧限抗压强度和破坏电阻率,且在无侧限抗压强度测试过程中全程同步检测试块的电阻率变化,采用所得数据绘制应力-应变-电阻率曲线并进行分析.分析结果表明:试块初始电阻率和无侧限抗压强度均随龄期的增加而增加;同赤泥掺量下的应力-应变-电阻率曲线在不同龄期条件下的变化基本一致;在0％赤泥掺量条件下,电阻率会随应力的增加而减小,在即将达到极限应力时会迅速增加;在30％赤泥掺量条件下,电阻率随应力的增大而持续减小并最终保持稳定;破坏电阻率随龄期的增加呈线性上升的趋势.     

城际铁路水泥改良黄土填料力学特性

为揭示城际铁路水泥改良黄土路基填料力学特性变化规律,通过室内试验研究了水泥剂量、压实系数、养护龄期对水泥改良黄土路基填料力学特性的影响规律,优化设计改良黄土填料水泥剂量。研究表明,压实系数0.92下2%(质量分数,下同)水泥剂量改良黄土试件的7 d抗压强度满足规范值,但浸水后试件破损;水泥剂量≥3%的改良黄土试件浸水后完整,水泥剂量增加1%,28 d抗压强度和劈裂强度至少分别平均增长12.3%、17.0%;压实系数提高0.01,改良黄土28 d抗压强度和劈裂强度分别至少增长了5.4%、8.0%;改良黄土前期力学强度增长速率明显大于后期强度增长速率,水泥剂量≥3%的改良黄土试件的7 d抗压强度和劈裂强度分别约是其对应极限强度的61%、45%。为保证路基强度和承载力,考虑经济效益,建议基床底层以下路堤水泥剂量为3%,压实系数为0.95;建议基床底层路堤水泥剂量为4%,压实系数为0.98。     

基于含油污泥热解残渣的路基材料制备与性能评价

通过击实试验、无侧限抗压强度试验和水稳性试验研究了水泥、粉煤灰掺量对含油污泥热解残渣路基材料性能的影响.结果 表明:随水泥、粉煤灰掺量的增加,最大干密度和最佳含水量均减小.含油污泥热解残渣路基材料的无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而增大,考虑经济性和强度值,选择水泥掺量为4％制备路基材料.随粉煤灰掺量的增加(10％ ～ 30％),无侧限抗压强度先增大后减小,粉煤灰掺量存在最优值(20％).含油污泥热解残渣路基材料的水稳系数随水泥掺量和龄期的增加而增大.     

石灰改良软土填料路用性能试件研究

为探讨季节性冻土地区石灰改良土填料填筑路基的性能,研究了石灰改良软土力学特性和冻融条件下含水率、颗粒粒径和养护方式对石灰改良软土抗剪强度的影响规律。研究结果表明:石灰改良土CBR、抗压强度随石灰掺量增加逐渐增大,石灰掺量7%～10%下改良土抗压强度增长较慢,建议改良土最佳石灰掺量为7%;冻融条件下改良土抗剪强度随冻融次数增加呈减小趋势,达到5次后,改良土抗剪强度逐渐减小至稳定值,当含水率由15.7%增加到19.7%,改良土冻融5次、10次后抗剪强度分别降低了24.5%、28.0%;粒径2mm改良土抗冻性好于粒径5mm改良土,粒径2mm、5mm改良土冻融10次后抗剪强度分别平均减小了10.4%、23.4%;标准养护改良土抗冻性好于现场养护改良土,标准养护和现场养护改良土冻融10次后抗剪强度分别平均减小了10.2%、14.5%。     

改良粉煤灰工程力学性质的试验研究

将含钙量较高的粉煤灰与普通粉煤灰相混合,进行相关的工程力学性质试验.试验结果表明：改良粉煤灰的最佳含水量、最大干密度与高钙粉煤灰的掺加比例呈线性相关关系;改良粉煤灰的无侧限抗压强度、水稳定性能够满足路基工程的要求,且具有一定的抗拉能力,其中压实度对改良粉煤灰的劈裂强度具有显著影响;改良粉煤灰的抗压回弹模量随压实度呈线性增大,一定龄期的改良粉煤灰压缩模量明显大于散粒体粉煤灰的压缩模量.     

侵蚀环境对水泥黄土强度的影响

本文通过室内无侧限抗压强度试验,研究不同溶液不同浓度下水泥黄土强度变化规律,旨在为水泥黄土在侵蚀环境下的工程设计提供技术支撑。试验结果表明:水泥黄土在CaSO_4溶液、MgSO_4溶液、NaOH溶液、NaCl溶液中同期强度均小于在清水养护中的强度,这说明其中的硫酸根、氢氧根、钠离子及氯离子对水泥黄土的强度有削减作用,整体为其浓度越大,削减作用越强。龄期越长,削减作用越明显,其中NaOH、NaCl对水泥黄土强度的削减作用最为明显;微量的Na_2SO_4对水泥黄土的强度有正面作用;水泥黄土的强度整体随龄期的增加而增加,直到28d时,强度增加值有所缓慢。     

碱激活粉煤灰-矿渣-煤矸石复合体系胶凝材料强度研究

碱激活粉煤灰-矿渣-煤矸石复合体系胶凝材料较优养护环境为20±1℃、相对湿度90%湿气养护,其在28d养护龄期内强度发展势头较好.碱激活粉煤灰-矿渣-煤矸石复合体系胶凝材料28d、40d强度随煤矸石含量(30%~50%)的增加而增加,随矿渣含量增加而增加,随水玻璃:氢氧化钠值的增加而先增大后降低,随液胶比的增加而降低,随激发剂的增加而先增大后降低.粉煤灰受碱性激发水化硬化较缓慢,在28d龄期对材料的强度增长贡献不大,但在40d龄期对材料强度的提高作用就较为明显了.碱激活粉煤灰-矿渣-煤矸石复合体系胶凝材料较优制备参数为煤矸石:矿渣:粉煤灰为5:4:1,水玻璃:氢氧化钠为5:1,激发剂掺量为20%该配比下,材料在0.40水灰比条件下,28d强度达到17.7MPa,40d强度达到41.55MPa.     

循环荷载下钢渣砂浆的压敏特性研究

为研究钢渣掺量对钢渣砂浆强度特性的影响及钢渣砂浆压敏性在循环荷载下的变化规律,对不同钢渣掺量、不同龄期的钢渣砂浆进行无侧限抗压强度测试,分析了循环荷载下抗压强度范围内电阻率变化率随应力变化的规律.结果表明:钢渣砂浆无侧限抗压强度随钢渣掺量的增加而降低,随龄期的增加而增加;此外,在电阻率测试及压敏性分析时,由于电阻率受电流频率影响较大,建议选用50 kHz作为取值频率;当应力变化在无侧限抗压强度范围内时,电阻率变化率幅度随养护龄期的增加逐渐减小,其变化率可由养护7 d时的-4.83％降至28 d时-3.16％,同时变化幅度随钢渣掺量的增加逐渐增大.     

养护龄期对大掺量粉煤灰UHTCC力学性能和变形能力影响试验研究

通过测定7 d、28 d、56 d和90 d四个龄期的立方体抗压性能、薄板四点弯曲性能、直接拉伸性能,对大掺量粉煤灰超高韧性纤维增强水泥基复合材料(UHTCC)的力学性能和变形能力随龄期的变化进行了实验研究.结果表明:在UHTCC基体中掺入大量粉煤灰能增加材料的变形能力,但由于火山灰效应发挥滞后,使得材料前期强度较低;随着养护龄期的增长,UHTCC的抗压强度、薄板四点弯曲强度和抗拉强度基本呈增长趋势,56 d后各强度趋于稳定;随着养护龄期的增长,纤维与基体的粘接强度增大,纤维对材料变形能力的贡献减小,UHTCC弯曲挠度和拉伸应变降低.     

粉煤灰对水泥浆体的电阻率与化学收缩的影响

研究了粉煤灰掺量分别为0、20%和40%,水胶比为0.4的水泥浆体的抗压强度、电阻率、化学收缩以及水化产物的变化规律.电阻率采用无电极电阻率法进行测试,化学收缩采用ASTM C1608-12规定的膨胀测定法进行测试.结果表明,在250 d龄期时,粉煤灰掺量为20%的硬化水泥浆体抗压强度仅比空白组低5%;当粉煤灰掺量增大时,水泥浆体在3 d龄期时的强度、电阻率和化学收缩均减小,抗压强度与电阻率之间具有很好的线性关系.XRD及热重分析表明,随着粉煤灰掺量增加,水化硅酸钙含量减少,在3 d龄期时水化产物中出现了钙矾石.     

湿陷性黄土地区劈裂注浆桩芯结石体强度试验研究

为研究湿陷性黄土地区劈裂注浆桩芯结石体力学性能,通过配置五种不同配合比的注浆浆液,对其标准养护试块、同条件养护试块以及桩芯结石体分别进行龄期为3 d、7 d、14 d、28 d、56 d、90 d的抗压强度测试。结果表明:桩芯结石体的抗压强度随水胶比的增大而降低,随养护龄期的增加而呈对数增大;注浆浆液的析水率对桩芯结石体的抗压强度影响较大,黄土的密度、含水率以及桩芯结石体在黄土中的埋置深度对其抗压强度影响较小。通过影响因素分析,推出桩芯结石体抗压强度与同浆液3 d标准养护试块抗压强度的相关关系,此关系式可对湿陷性黄土地区地基加固工程的效果进行预估,为湿陷性黄土地区地基加固工程提供了桩芯结石体抗压强度的参考。     

Effect of superabsorbent polymer on the shrinkage and crack resistance of concrete at early age

The superabsorbent polymer (SAP) with different volumes and modes of entrained water is incorporated into concrete to study the effect of SAP on the compressive strength, flexural strength, shrinkage, plastic cracking and electrical resistivity of concrete at early age. The result indicated that the influence of SAP with different modes of entrained water on the early strength of concrete is relatively obvious. It is beneficial for the early strength of concrete to add pre-absorbed SAP whose internal curing (IC) is detracted from mixing water and unabsorbed SAP. But the early strength of concrete is decreased by adding pre-absorbed SAP. The effect of pre-absorbed SAP is limited on shrinkage of concrete when IC water is detracted from mixing water. The unabsorbed SAP gradually decreases the concrete shrinkage with its volume increase. The moderate volume of pre-absorbed SAP can decrease the early concrete shrinkage. In addition, SAP can effectively alleviate the early appearance and development of concrete cracks. Furthermore, the pre-absorbed SAP can efficiently enhance the crack resistance of concrete. When the unabsorbed SAP is added, the cracking of concrete is reduced with the increase of volume. The longer the curing age, the more obvious would be the influence of SAP on the internal humidity of concrete, which effectively delays the increase of concrete resistivity.     

Properties of Phenolic-Based Ag-Filled Conductive Adhesive Affected by Different Coupling Agents

In this study, a phenolic-based Ag flake-filled electrically conductive adhesive (ECA) was investigated in terms of rheological, electrical, and mechanical properties. To clarify the effect of various Ag flake filler content and silane coupling agents on the characteristic of the ECA, rheological properties of the Ag flake-filled ECA paste, electrical resistivity, and shear strength of the cured ECA were investigated. Results showed that an increase of Ag flake content leads to an increase in both viscosity of the ECA paste and electrical conductivity of the as-cured ECA. Silane coupling agents-treated Ag flakes have a significant effect on the electrical resistivity and shear strength in the ECAs.     

非饱和重塑Q3黄土抗剪强度分析

以宝兰客专隧道典型黄土为研究背景,探讨了含水率对重塑Q3黄土抗剪特性的影响,并通过数据拟合得到重塑Q3黄土破坏强度与含水率之间的关系表达式。结果表明:随着含水率的增加,土样的破坏强度随之减小;在同一含水率下,随着围压的增加,其抗剪强度逐渐增大。在低围压下试样有明显的峰值,为脆性破坏;在较高围压下试样为塑性破坏。含水率较低时,剪应变呈现出应变软化及弱硬化状态;含水率较高时,剪应变呈现出硬化及强硬化状态。在轴向应变较小时,重塑Q3黄土的应力-应变呈现出近似线性的关系;当轴向应变较大时,应力-应变呈现出高度的非线性关系。通过线性回归方法以围压和含水率数据回归出重塑黄土的破坏强度计算式,对比计算数据和实测数据,发现它们之间的相对误差较小,实测值与计算值的变化趋势基本一致,本研究成果可以为类似工程提供依据。     

含钛高炉渣的碳化产物对水泥砂浆强度及电阻率的影响

以攀枝花钢铁公司生产的高钛型高炉渣的碳化产物(碳化渣)取代标准砂为集料制备了水泥砂浆。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对高钛型碳化渣进行了成分、物相和形貌表征;测试了不同碳化渣含量下水泥砂浆的抗压强度和电阻率,探讨了不同碳化渣取代量对水泥砂浆电阻率的影响机制。研究结果表明,含有碳化渣的水泥砂浆的强度满足建筑水泥砂浆的要求;在潮湿状态下,碳化渣的引入无法降低28 d龄期水泥砂浆的电阻率;在干燥状态下,当碳化渣的取代量达到60%以上时,水泥砂浆的电阻率可低于标准水泥砂浆,且最低可下降87.5%。高钛型碳化渣可作为导电集料的候选材料用于制备面向建筑加热采暖用的水泥基复合导电材料。     

Assessment of mechanical and microstructural properties of geopolymers produced from metakaolin,silica fume,and red mud

Geopolymers have been studied as viable alternative to traditional Portland cement-based products, given the use of industrial by-products as raw materials. This work evaluated the mechanical and microstructural properties of geopolymeric mortars produced with sodium hydroxide solution, metakaolin, silica fume, and red mud. The mixtures were produced by means of dosages with different molar ratios and curing conditions. The raw materials were characterized by granulometry, chemical, mineralogical, and thermal analysis. The characterization of mortars was performed by scanning electron microscopy (SEM) and axial compressive strength tests. The precalcination at 850°C of the red mud was sufficient to make it more reactive and suitable for use in geopolymers. Noteworthy, the best mechanical strengths of metakaolin mortars for curing at 50°C, and with the lowest SiO₂/Al₂O₃ ratios. In the mortars with incorporated red mud, there was a decrease of strength at thermal curing conditions and with the increase of residue content, whose microstructure indicates the formation of more pores in the geopolymer matrix. The thermal curing promoted the formation of sodalite crystals, and the significant presence of Na particles on the surface suggests that part of the added NaOH did not react with the precursors.     

碱-矿渣-赤泥水泥的研究

本文在实验条件下合成了不同模数的固体水玻璃,并着重从凝结时间和抗压强度两个方面考察了不同条件合成的固体水玻璃对矿渣－赤泥体系的激发效果。结果表明,亦赤泥／矿渣比３０：７０的体系而言当固体水玻璃的模数为１．２,水玻璃掺量以Ｎａ２Ｏ计为３％时激发效果最佳。     

偏高岭土、矿渣和赤泥对高性能混合水泥性能影响的研究

通过用硅酸盐水泥、偏高岭土等混合材、膨胀剂及减水剂等制备混合水泥的研究发现：偏高岭土和赤泥的加入使水泥的凝结时间缩短,矿渣的加入延长了水泥的凝结时间;偏高岭土和矿渣对水泥的胶砂流动性影响较小,赤泥的加入使得水泥胶砂流动性显著降低;适量偏高岭土的加入对水泥的3d和28d强度均有增强作用,适量矿渣的加入使水泥抗折强度降低,抗压强度增大;少量的赤泥对水泥强度特别是早期强度有一定的增强作用,但掺量超过20％后水泥强度迅速降低;偏高岭土对水泥微膨胀的产生有促进作用,矿渣和赤泥对水泥微膨胀有抑制作用。用80％～90％的硅酸盐水泥、10％～20％的偏高岭土以及少量的膨胀剂和减水剂能够制备出具有较优流动性、较高的强度以及微膨胀的高性能混合水泥。     

微生物诱导碳酸钙沉淀改良黄土的崩解性试验研究

黄土特殊的结构和矿物组成导致其遇水易崩解，并引起边坡失稳、湿陷性沉降等一系列岩土工程问题。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种新型微生物矿化技术，本文通过自制崩解仪探究了养护龄期和胶结液浓度对MICP改良黄土崩解时间和崩解率的影响，根据非饱和土的单值有效应力公式，从孔隙水压力和孔隙气压力的角度建立了非饱和土崩解的力学模型，利用推导出的崩解率-时间公式拟合黄土试样的崩解曲线。结果表明：MICP改良试样的崩解率均低于未改良的试样；随着养护龄期增加，0.6 mol/L胶结液改良黄土的崩解时间由12 min增加到28 min;养护14 d时，MICP改良黄土的崩解率达到最低值0.02%,崩解率-时间公式对崩解率曲线的调整拟合优度均在0.90以上。