不同土质水泥土力学特性的影响因素研究

为了探究土体性质差异对水泥土强度及变形特征的影响,选取冀西北地区广泛分布的风积沙及粉质黏土两种土样改良为水泥土,通过无侧限抗压强度试验,分析了水泥配比及含水率对不同土质水泥土的强度及变形规律。结果表明:随着水泥配比的增加,两种水泥土的强度都显著增大,但其强度增长率有明显不同,并且风积沙水泥土的强度在各种情况下均大于粉质黏土水泥土;含水率对两种水泥土强度的影响程度不同,粉质黏土水泥土在含水率低于最优含水率时强度基本不变,超过最优含水率后强度骤降,而风积沙水泥土在其最优含水率处的强度最大,且具有明显的峰值强度;随着水泥配比的增加,两种水泥土的变形模量都逐渐增大,但增加幅度不同;根据变形模量与强度的数据拟合,得出了两种水泥土28ｄ养护龄期的变形模量估算公式。     

镍铁渣粉掺量对於泥固化土的剪切强度影响研究

滩涂围垦区的工程开发，常采取水泥土加固技术来进行地基处理，海水的侵蚀作用会导致加固 土体的抗剪切强度变低，影响固化效果。为了研究镍铁渣粉掺量在不易排水、施工周期短的工况下对於 泥固化土的剪切强度影响，采用不固结不排水三轴剪切试验。试验表明:镍铁渣粉掺量对水泥土的黏聚 力有较明显的影响，而内摩擦角受镍铁渣粉掺量的影响并不显著；在镍铁渣粉掺量的最大限度范围内黏 聚力随镍铁渣粉掺量的增长而增长，呈现单峰趋势，掺量超过 45％后呈现下降趋势，并且在养护 60ｄ 后，镍铁渣粉淤泥水泥土的黏聚力已经达到了 321．1ｋＰａ，由此可以判断出在镍铁渣粉掺量为 45％时能 让镍铁渣粉在水泥土中发挥较好的效能，从而增强水泥土内部结构的黏聚力。对镍铁渣粉在电力建设 工程中的应用和环境保护具有参考意义。     

硅粉对淤泥水泥土性能改善的试验研究

该文通过在高含水量的河道清淤淤泥水泥土中掺入不同比例的硅粉,测试其密度、无侧限抗压强度及渗透系数,探讨硅粉掺量、养护龄期和淤泥含水量等因素对其性能的影响。试验结果表明:淤泥水泥土密度随硅粉掺量增加略有增大;无侧限抗压强度随硅粉掺量增大而提高,两者间近似呈线性关系;掺入硅粉对淤泥水泥土早期无侧限抗压强度提高非常有利,对后期无侧限抗压强度提高不明显;无侧限抗压强度随养护龄期增长而逐渐提高,二者间呈对数关系;渗透系数随硅粉掺量增大而降低1~2个数量级;淤泥含水量提高,淤泥水泥土无侧限抗压强度明显降低,但对其渗透系数影响不大。     

人工冻结淤泥质粉质黏土三轴剪切强度及本构模型研究

通过三轴剪切试验,研究不同围压和不同温度对福州地铁冻结淤泥质粉质黏土力学特性的影响,基于邓肯-张模型建立考虑围压和温度影响的冻结淤泥质粉质黏土本构模型,分析模型参数与围压和温度的关系,并对冻结淤泥质粉质黏土的破坏比进行测算。结果表明,不同围压和不同温度条件下,冻结淤泥质粉质黏土的应力-应变曲线均呈应变硬化型,主应力差最大值与围压呈正相关,与温度呈负相关;模型参数与围压呈负相关,与温度呈正相关,且线性关系在95%的水平下显著成立;冻结淤泥质粉质黏土的破坏比在0.83~0.91之间,均值为0.86。     

胶结土无侧限抗压强度试验研究

现今在水利工程上通过掺入胶凝材料来消除粉质黏土的时效性,改善粉质黏土的性能,以便更好地用于实际工程中。本文通过单掺、双掺及三掺胶凝材料(水泥、石灰、粉煤灰)对粉质黏土进行改性,并分别养护7d、14d、28d后进行无侧限抗压试验,分析了粉质黏土改性后的无侧限抗压强度的变化规律。试验结果表明:(1)改性后的粉质黏土无侧限抗压强度随胶凝材料的掺量增多而增大;(2)改性后的粉质黏土无侧限抗压强度随养护龄期的增长而增大,但增大趋势随养护龄期的增长而减小;(3)掺入3%水泥、1.5%石灰和1.5%粉煤灰是改性粉质黏土的最佳配制方法。本文试验方法和试验结果可为今后粉质黏土的改性起一定的借鉴作用。     

低温环境下水泥土挤密桩的水泥土强度试验

为了保证水泥土挤密桩在冬季施工过程中桩体水泥土不被冻胀破坏,在低温环境下进行了水泥土挤密桩水泥土强度试验,试验在符合要求的土料中按不同水泥用量(6%,8%,10%)同时掺入不同细度要求的2%生石灰粉和不同比例(0.15%,0.25%)的元明粉分别配制土样,在-10℃低温环境条件下1～3 h后成型,在6～8℃和10～13℃环境下养护,养护完成后逐一进行强度试验。试验结果表明,8%水泥用量,掺入400目或200目2%生石灰粉和0.15%,0.25%元明粉均可以满足1.3 MPa设计强度要求;从降低成本角度,推荐采用单掺0.20%～0.25%元明粉配制的水泥土,可以满足设计和规范规定的强度要求,且施工操作更简便。     

硅粉水泥固化土变形特征试验研究

以内蒙古河套平原粉质黏土为研究对象,将硅粉作为水泥土的外掺剂,研究当水泥掺量为6%、8%,硅粉掺量为1%、2%、3%、4%、5%时,水泥固化土的变形特征。无侧限抗压强度试验结果表明:当水泥掺量相同时,适量的硅粉可以提高水泥土的强度,随着硅粉掺量的增加水泥土抗压强度呈现增长趋势,水泥土的破坏形态表现为塑性剪切破坏;随着硅粉掺量的增加,水泥土应力—应变关系曲线的应力峰值及残余强度增大;硅粉掺量相同条件下,随着水泥掺量的增加,水泥土试件的破坏应力和破坏应变均逐渐增大。     

碱渣污染水泥土无侧限抗压强度与渗透性试验研究

文章选取受碱渣污染的粉土、粉砂、粉质黏土三层土分别与水泥作成试块为研究对象,利用室内无侧限抗压强度试验与渗透试验,分别得到了三类水泥土7d、14d、28d养护时间的无侧限抗压强度变化规律与渗透性变化规律,并初步分析了变化规律的影响因素,为碱渣库(池)的防渗方案提供了依据.     

水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究

水泥土搅拌法是加固软土地基的常用方法,水泥土强度随龄期的发展规律直接影响水泥土的加固设计、施工进度安排和控制.基于我国东南沿海淤泥土特点,通过室内配比试验和力学加载试验,获得了5种以常用水泥为固化剂的水泥土试样90 d龄期内的应力应变曲线.在此基础上研究了不同固化剂和龄期对水泥土力学特性的影响,建立了水泥土抗压强度与龄期间的关系式,能根据水泥土3 d强度较准确地预测水泥土的后期强度,对于提高施工质量控制水平有重要意义.     

粉喷桩及复合桩在复杂软基的应用

粉喷桩及复合桩(水泥砂石土复合桩和素混凝土劲芯复合桩)在以淤泥质粉质黏土为主的较复杂软土地基施工,取得了较好的效果.通过工程实例,分析了水泥搅拌干法和湿法在加固含水量较高的软黏土地基的区别,粉喷桩与挤密砂桩结合形成水泥砂土复合桩,与振动微型素混凝土桩结合形成素混凝土劲芯复合桩的不同特点.复合桩有着质量可靠、造价低廉、施工简便、对周围环境影响小等优点,有着广泛的推广应用价值.     

基于压汞法的改良土渗透特性研究

为探讨改良剂(水泥、固化剂)对土壤渗透性及微观孔隙分布的影响机理,以平原水库粉质黏土为研究对象,采用渗透试验和压汞试验,对改良土的渗透系数及微观孔隙进行研究。结果表明:固化剂使孔隙体积变小,降低改良土的渗透系数,但并非呈线性减小关系;当掺量为2%时,水泥和固化剂之间产生较大的抑制作用。固化剂速凝,可明显缩短施工周期,为工程抢修提供新的发展方向。水泥对改良土渗透性影响最大,随着水泥掺量增加,土体内部由大孔隙向小孔隙过渡。当龄期超过7d,土体渗透性降幅较大,大孔、中孔含量减少,微孔、极微孔逐渐增多;该研究建立了渗透系数与大孔、中大孔孔隙率的函数关系,为改良土作为防渗材料的稳定性分析提供理论依据。     

生物聚合物固化粉土室内试验与机理研究

传统的水泥土具有高碱性、原料生产碳排放高以及养护依赖水等缺点,且对西北地区的荒漠化具有不利的影响。以生物聚合物(黄原胶)为固化剂,展开室内试验研究其对西北粉土的固化效果及机理分析。研究表明:黄原胶作为生物聚合物固化粉土,相比素土具有更好的固化效果;采用干法拌合方式的试样强度高于湿法拌合;固化土的强度增长得益于黄原胶分子链与土体颗粒间的离子键作用,且随含水率降低而迅速增强,黄原胶分子牢固地吸附在土颗粒表面,起到极强的胶结作用。生物聚合物固化土具有中性环保、可再生的优点,在自然环境中脱水形成稳定强度,并具有保湿抗荒漠化的作用,尤其对于西北干旱地区具有很好的应用前景与研究价值。     

含水率对高液限细粒土砾与粉质黏土抗剪强度影响比较研究

近年来,随着极端气候的变化,土石坝安全性问题日益突显。为了研究不同筑坝材料对土石坝安全的影响,利用应变直剪仪对粉质黏土和高液限细粒土砾土样在不同含水率和实施不同正应力下进行不排水不固结快剪试验,研究不同含水量和不同应力情况对土的抗剪强度的影响。试验结果表明,粉质黏土在最大干密度和最优含水率时抗剪强度最大,在最优含水率以前随含水率越大抗剪强度越大,在最优含水率以后随含水率越大抗剪强度越小;而高液限细粒土砾的含水量越大抗剪强度越小。     

磷酸镁水泥制备试验研究

基于水工建筑物的应急抢险与快速修补加固处理的需要,运用常规的水泥凝结时间、强度等基本性能试验,研究各材料组成对磷酸镁水泥性能的影响,确定磷酸镁水泥配方,并对不同粒径砂土的磷酸镁水泥砂浆水胶比、养护条件、强度等进行了试验研究。结果表明,硼砂是磷酸镁水泥的有效缓凝剂;氧化镁细度对水泥性能有明显影响,氧化镁越细水泥早期强度越高,但细度过细凝结时间将难以满足施工要求;磷酸镁水泥配方为:P/M值1∶3,硼砂掺量10%,氧化镁细度宜为195 m~2/kg左右;磷酸镁水泥砂浆抗压强度与胶水比具有线性相关性,与龄期呈对数关系;水中养护与标准养护相比,抗压强度降低约6%～27%,磷酸盐水泥在长期水下环境中的适用性需论证。研究成果可为水工建筑物的应急抢险与快速修补加固处理提供参考和依据。     

低液限红黏土对混凝土和易性及力学性能的影响

为了探究低液限红黏土对混凝土和易性及力学性能的影响,采用低液限红黏土、碎石、机制砂制备塑性混凝土,探讨黏土掺量与水灰比对混凝土和易性、抗压强度、劈裂强度、弹性模量的影响。结果表明:低液限红黏土能改善混凝土的流动性、黏聚性和保水性,1 h后的坍落度仍能保持在173 mm以上,同时黏土能大幅度地延迟混凝土的初凝和终凝时间和显著降低混凝土的表观密度。黏土等质量替代水泥后,随着养护龄期的延长,混凝土抗压强度、劈裂强度呈对数关系增加。相对而言,黏土掺量对混凝土抗压强度的影响比水灰比要大。黏土掺量越大,混凝土的弹性模量越小,且可采用混凝土抗压强度的线性关系来预测。     

污泥固化土强度特性研究

为明确污泥固化处理后的强度变化特征,并从水分转化角度揭示其变化机理,对不同水泥添加量和不同养护龄期条件下污泥固化土的强度特性进行了室内试验研究。结果表明:(1)污泥固化土的无侧限抗压强度与水泥添加量呈线性正相关,固化系数k随着养护龄期的增加而增大。0~14 d,k由0.807 9增大到1.251 8,增长幅度较大,为54.94%;14~28 d,k由1.251 8增大到1.488 7,增长幅度明显减小,为18.92%。(2)无侧限抗压强度与养护龄期之间呈现良好的正相关性,二者拟合的相关系数在0.969 8~0.999 7之间。(3)水泥主要与污泥中结合势能较低的自由水发生水化反应,随着水泥添加量的增加,自由水百分量降低明显,下降幅度达到47.7%,结合水百分量降低缓慢,下降幅度仅9%;且水化反应在14 d内基本完成,14 d内水化反应消耗的自由水含量约为28 d内的80%。研究成果可为污泥固化土这种特殊性质土体的基本力学性质研究提供基础参数,为实际固化施工工艺的选择提供了参考。     

不同养护方式对水泥-锂渣浆体水化程度影响

为了分析水泥-锂渣浆体的水化程度, 采用高温煅烧法测试各龄期的化学结合水, 结果发现:水泥-锂渣浆体的化学结合水量随龄期的延长而增加, 水化3 d和7 d时能达到水化90 d时的60%和80%。高温养护、碱激发、高温和碱激发均能提高锂渣复合水泥基材料早期的化学结合水量, 最高可达3~4倍, 提高的幅度依次为碱激发和高温养护＞碱激发＞高温养护＞标准养护。高温和复合环境养护也能提高水泥的水化程度, 1~28 d内, 锂渣掺量在40%以内时, 水泥水化程度相对指数(ψ值)均大于1;掺量为60%时, ψ值均小于1。综上, 高温养护、碱激发、高温和碱激发均能提高锂渣和水泥的水化程度, 高温和碱激发复合作用时较为显著。     

Reuse of fresh water sludge in cement making.

With the increasing demand for high quality water, a large quantity of chemical agent must be added in the water purification process, which in turn generates enormous amount of fresh water sludge. Of all the options for sludge disposal, sludge reuse has been considered most economical and environmentally sound. This study evaluated the possibility of incorporating fresh water sludge in the making of Portland cement through the sintering process. The goal was to search for the optimal condition to maximize the replacement of clay with the fresh water sludge. Characteristics of fresh water sludge were collected and analyzed. The analysis showed that water source and water treatment process dominate th characteristics, particularly the chemical composition of the fresh water sludge. The fresh water sludge was mixed with the cement clay in various percentages, from 0% to 100%, as raw material for cement-making. The effects of its addition on the sintering condition and the quality of cement were evaluated. The analysis of the clinkers showed that the addition of the fresh water sludge did not change the phase form and the f-CaO content of the cement. The compressive strength of the masonry increased with the increasing addition of fresh water sludge. All cement products made from various replacement ratios met the Chinese National Standard of first degree Portland cement.     

水泥固化东湖淤泥的工程性质试验研究

利用将水泥、化学固化剂和机械力脱水三种方法相结合的方式对东湖淤泥进行固化处理,通过界限含水率、强度试验(包括CBR和直剪试验)以及渗透试验研究了在使用水泥固化过程中水泥掺量、养护龄期以及压实度对固化土工程性质的影响。结果发现:仅使用化学固化剂和机械脱水固化处理后的淤泥属于高液限粉土,CBR强度低,不能满足路基填料的要求。使用水泥能够有效提高一次改性固化土的CBR强度和直剪黏聚力,养护龄期对CBR强度影响很小,而水泥掺量、养护龄期和压实度对内摩擦角的影响均不大。此外,在水泥掺量从0%增大到8%的过程中,渗透系数呈现出先增大后减小的趋势,在水泥掺量为2%时达到最大值。综合分析,在水泥二次改性过程中,为符合路基填筑要求,水泥掺量宜为8%,压实度宜大于92%。     

黏土水泥系列浆材黏度时变特性研究

为系统研究黏土水泥系列浆材的黏度时变特性,利用Brookfield+R/S流变仪对浆材进行了黏度试验,并选取典型试验结果深入研究黏度时变特性,得到拟合系数较高的黏度时变数学模型。结果表明:普通黏土水泥浆材黏度随水固比的升高而降低,但随黏土掺量的增加而增大,黏度随时间变化可划分为下降期、上升期和固化期3个阶段;黏土水泥膏浆或砂膏浆的黏度值均随固化剂掺量增大而增大,但水泥膏浆的黏度变化分为低黏期、上升期和稳定期3个阶段,而水泥砂膏浆的黏度变化只有下降期和稳定期两个阶段。