碱激发再生黏土砖粉泡沫混凝土性能研究

研究了在碱激发方式下再生黏土砖粉的活性激发效果和机理,探究了活性激发后的再生黏土砖粉用于制备泡沫混凝土的可行性。结果表明：复合碱激发剂可以提高再生黏土砖粉-水泥胶凝材料的28 d抗压强度和活性指数,当复合碱激发剂掺量为3%时,试件的28 d抗压强度和活性指数分别为22.42 MPa和73.3%,激发效果最好;当采用复合碱激发剂时,胶凝材料体系的水化放热速率和水化放热总量低,水化反应时间长,试件的后期强度高;当复合碱激发剂掺量为3%、再生黏土砖粉掺量为40%、水胶比为0.50时,再生黏土砖粉泡沫混凝土的性能满足JG/T266—2011《泡沫混凝土》的要求。     

烧碱激发钢渣粉在淤泥质土中的试验研究

钢渣粉是炼钢生产后排出的工业废渣经球磨后形成的一种粉末状产物,与水泥有着相似的性质,但活性较差,需对其进行激发处理。将烧碱(Na OH)作为钢渣粉的激发剂,研究在不同烧碱掺入量下,钢渣粉与水泥混合后对淤泥质土的固化效果。试验结果表明:未掺烧碱的钢渣–水泥固化土早期强度低,后期固化效果较好;掺入烧碱之后,在其激发作用下,钢渣粉的固化效果良好且可使固化土早强。钢渣–水泥固化土的无侧限抗压强度随着烧碱掺量的增加而出现先增大后减小的变化。对胶凝材料进行X射线衍射(XRD)分析,发现材料中有单硫型硫铝酸钙(AFm)物质生成,该物质可提高固化土的强度。     

固废基软土固化材料的研制及在浅层就地固化工程中的应用研究

研究了固废(矿渣粉、钢渣粉)粒径对其活性及固化土性能的影响,开展了固化剂配合比试验及微观分析,并将固化剂应用于某工程浅表层就地固化试验段。结果显示,固废粒径与其活性及固化土的力学性能呈负相关性,活性与固化土性能呈正相关性;碱激发剂复配固化土性能优于单一效果,总量不变时固化土的早期性能与矿渣粉相对掺量成正比,与钢渣粉相对掺量成反比;确定的试验段用固化剂室内7 d强度为0.17 MPa,至28 d龄期时仍有近30%强度增长;固化剂固化土中产生的大量C-S-H等凝胶胶结了土颗粒成为一个整体;就地固化工程试验段显示,固化剂掺量为4.5%时7 d龄期固化土承载力即已达到设计要求的28 d无侧限抗压强度0.15 MPa。     

利用转炉钢渣制备水泥砂浆试验研究

利用XRF和XRD研究了转炉钢渣化学成分与矿物成分,分析了不同掺量钢渣粉和钢渣砂对水泥砂浆强度的影响规律。研究结果表明转炉钢渣组成与水泥熟料相似,在碱激发措施下钢渣粉的掺量为30%时,钢渣水泥砂浆强度最大,但比普通水泥砂浆强度低,其7d活性指数为67%,28d活性指数为71%。钢渣砂替代标准砂制备水泥砂浆可提高其抗压强度。     

磷石膏-钢渣-矿渣固化低液限粉质黏土力学性能及耐久性能研究

为改良低液限粉质黏土的力学与耐久性能,提出了以磷石膏-钢渣-矿渣(PSG, Phospogypsum-Steel slag-Ground granulated blast-furnace slag)为材料的全固废固化剂对低液限粉质黏土进行固化,并与同掺量的P.O 42.5普通硅酸盐水泥固化土进行对比。研究了不同PSG掺量(5%、10%、15%)和不同龄期对固化土无侧限抗压强度、劈裂强度、水稳定性、干缩变形和抗冻融循环能力的影响,并通过电镜扫描(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了其微观固化机制。试验结果表明：随着固化剂掺量的增加,固化土的最大干密度增大,最优含水率减小。PSG固化土具有较高的后期强度和水稳性能,28d的抗压强度达到了5.28MPa,水稳系数达到93.5%。90d的累计失水量和干缩应变分别为71.3g和1.12×10^-3,比水泥固化土的79.6g和1.28×10^-3降低了10.43%和12.5%。20次冻融循环后,PSG固化土的强度损失为21.65%,比水泥固化土的27.25%降低了5.6%。微观测试发现大量絮凝状C-S-H胶凝...     

淤泥搅拌固化法在海堤工程基础处理中的应用

基于淤泥固化技术在浙江省某围垦工程海堤淤泥基础处理中的应用,对淤泥固化技术在工程实际应用中的一些关键技术进行总结分析,如固化剂配比中各配方(水泥、减水剂、时候、石膏以及粉煤灰)掺量对淤泥固化土无侧限抗压强度的影响关系进行现场试验分析,为实际工程设计节省大量资金,并能充分发挥固化土的优势,根据现在正交试验数据,确定工程案例中固化剂掺量为15%,最后,通过对28d固化土取样试验分析,认为固化土28d无侧限抗压强度≥1.0MPa。     

偏高岭土基土聚物水泥的制备及性能研究

为制备具有早强性能的土聚物水泥材料,通过改变激发剂种类、模数、碱度等因素来研究对流动性、凝结时间及抗压强度的影响。结果表明:NaOH-Na_2SiO_3复合激发剂对土聚物水泥材料激发效果最好,当Na_2SiO_3的模数为1.4,Na_2O引入量为18%时,3d抗压强度达到38.2MPa、28d抗压强度达到45.9MPa。     

高含水量软土水泥土强度特性影响因素研究

针对福州市沿海滨海高含水量软土低强度和高压缩性的问题,在室内采用水泥进行固化配方试验。对两种典型软土,即淤泥和淤泥质粘性土进行固化处理,分析了固化时间、水泥掺量、固化方式和软土本身含水量对强度的影响。通过试验研究发现:(1)在固化龄期的前28d内,水泥土强度增长明显,速率较大。在28d~90d内强度逐渐增大,但增速降低,后逐渐趋缓,水泥土强度与龄期之间近似呈对数关系。(2)水泥掺量越高,水泥土强度也越大,但在实际复合地基工程中,水泥掺量不宜过大。(3)粉喷制作的水泥土强度比浆喷制作的强度高出12%~36%,且随着固化龄期的增长,提高的比例有所增大。(4)当水泥掺量较低时,软土本身含水量越高,制作的水泥土强度越低。     

钢渣对磷石膏泡沫轻质土的影响

钢渣和磷石膏的排放与堆积对环境造成了严重危害,为实现钢渣和磷石膏的资源化利用,以钢渣和磷石膏为主要材料,水泥和矿粉为辅助材料,制备出高固废掺量泡沫轻质土,研究钢渣掺量对泡沫轻质土流动性、力学性能、体积稳定性、耐水性和抗冻性的影响。结果表明,最佳的钢渣掺量为7.5%取代水泥,此时泡沫轻质土28 d抗压强度为4.01 MPa,水软化系数为0.74、冻融循环后质量损失率和抗压强度损失率分别为0.66%、12%。     

钢渣粉部分替换不同水泥对混凝土力学性能的影响

为了研究钢渣粉对不同水泥的影响,用钢渣粉部分替换普通硅酸盐水泥钢渣混凝土、高抗硫酸盐硅酸盐水泥钢渣混凝土、快硬硫铝酸盐水泥钢渣混凝土中的水泥,比较使用这三种水泥钢渣混凝土3d、7d和28d的抗折、抗压强度的发展变化。试验结果表明:普通硅酸盐水泥、高抗硫酸盐硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥钢渣混凝土的钢渣粉最优掺量分别是20%、10%、10%,合理掺量范围一般不应超过30%、30%、20%。     

复合固化剂固化某淤泥质土的试验研究

为了改善青弋江分洪道工程淤泥质土地基的物理力学性能,选用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、水玻璃以及木质素磺酸钠组成的水泥基复合固化剂,以青弋江芜湖段典型淤泥质土样作为试验土样,进行了室内固化试验研究,分析了固化剂掺量、淤泥质土初始含水率以及养护龄期的改变对固化土无侧限抗压强度和抗剪强度参数的影响关系。研究结果表明:对于提高青弋江淤泥质土强度,试验所用固化剂作用效果明显,90d龄期养护条件下,掺入复合固化剂处理的固化淤泥质土无侧限抗压强度最高为单掺水泥条件下固化土无侧限抗压强度的4.2倍,同时前者抗剪强度也明显大于后者;固化土无侧限抗压强度随固化剂掺量增加而提高,但增长速率逐渐减缓,同时还随着养护龄期的增加而提高,两者呈明显的对数关系。     

掺钢渣粉尾矿高性能混凝土的制备

研究了钢渣粉掺量和养护方式对全固废混凝土抗压强度的影响,并通过SEM分析了掺钢渣胶凝材料水化产物微观形貌。研究结果表明,钢渣粉掺量对混凝土的抗压强度有较大影响,湿热养护能够有效激发钢渣的活性,提高胶凝材料早期强度。掺入20%钢渣粉,采用56℃湿热养护,可以制备出28d抗压强度达77.26MPa的混凝土。掺入钢渣粉对水化产物种类不会造成影响,在反应的中后期,体系中C-S-H凝胶和钙矾石的协同生成能够促进体系强度的增长。     

磷石膏复合材料制备和性能研究

在激发剂的作用下,利用矿渣改性磷石膏(PG)制备磷石膏基胶凝材料(PGS),然后研究掺入钢渣和粉煤灰制备磷石膏复合材料的性能情况。结果表明:当激发剂掺量在3%时,在20℃(湿度大于70%)养护下PGS固化体28d的抗压强度和抗折强度(41.9MPa和7.1MPa)分别较未掺激发剂的提高了47.3%和42.3%,28d软化系数为0.94;当钢渣比例在1:1时,磷石膏砂浆性能最佳,28d抗压强度和抗折强度分别为57.1MPa和4.8MPa;粉煤灰掺量在20%时,磷石膏砂浆抗压强度和抗折强度分别为22.1MPa和3.4MPa,吸水率和软化系数分别为4.9%和0.94,质量损失率、抗压强度损失率和抗折强度损失率分别为1.5%、4.5%和4.3%。     

转炉钢渣的胶凝性能和活性激发

分析了转炉钢渣的矿物组成和胶凝性能,研究了Na_2SO_4、CaCl_2、NaCl和海水对钢渣浆体和钢渣水泥浆体强度的影响。结果表明,钢渣粉3d的水化放热量仅为P·O 42.5水泥的7.5%,钢渣浆体7d和90d抗压强度只有0MPa和15.1MPa,所以钢渣粉自身水化能力很低,胶凝性很差。Na2SO_4和CaCl_2对于钢渣浆体有一定的激发效果,掺0.9%Na_2SO_4时激发效果最好,浆体3d和90d抗压强度比不掺激发剂的空白组提高了19.1%和8.2%。对于钢渣水泥浆体,掺1.2%CaCl_2的浆体强度最高,浆体3d和90d抗压强度分别比空白组提高了53.6%和16.9%。NaCl和海水对钢渣浆体和钢渣水泥浆体3d强度有明显的激发作用,但会使90d强度出现较明显的倒缩。     

无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响

为研究几种常用无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响,试验选取了水玻璃、NaOH、Na_2CO_3、Na_3PO_4、Na_2SO_4这5种激发剂,在改变激发剂种类和配合比的情况下,探讨其对碱激发矿渣-钢渣胶凝材料体系抗压强度的影响。并通过XRD和SEM作进一步表征。结果表明:在激发剂单掺体系中,水玻璃的效果最好,其所作用的强度最高,28 d强度达55.43 MPa;在以水玻璃为主要激发剂的碱激发剂复掺体系中,碱含量为4.5%的水玻璃与碱含量0.5%的Na_2CO_3的复掺效果相对较好,28 d强度为65.06 MPa,与单掺水玻璃相比,强度提高了约17%,引入的CO_3~(2-)有利于胶凝体系形成沸石类和方解石类水化产物。     

钢渣对赤泥复合硅酸盐水泥砂浆强度及放射性的影响研究

用钢渣取代砂来进行赤泥复合硅酸盐水泥砂浆放射性的屏蔽,研究了钢渣的细度与掺量对赤泥复合硅酸盐水泥水泥砂浆水化28 d强度和放射性的影响。结果显示:利用钢渣来取代砂可以有效屏蔽赤泥复合硅酸盐水泥砂浆的放射性,但会引起砂浆28 d抗压和抗折强度的降低;用于取代的钢渣粒度不变时,钢渣掺量越多,放射性屏蔽效果越好;用于取代的钢渣掺量相同时,钢渣粒度越小,放射性屏蔽效果越好;用80~500μm的钢渣取代砂量达到20%时,所得砂浆的放射性屏蔽率高达18.2%,此时砂浆的28 d抗压强度为42.5 MPa,28 d抗折强度为7.2 MPa。     

碱激发矿粉固化连云港软土试验研究

 为了减轻使用波特兰水泥作为软土固化剂存在的高能耗、CO2排放和不可再生资源消耗等环境问题,通过室内配合比试验初步研究碱激发矿粉对连云港软土的固化效果,并与水泥固化进行对比。结果表明：Na2CO3对矿粉固化土的激发效果非常有限;NaOH激发矿粉的效果最好,7 d,28 d,90 d无侧限抗压强度最高,但是在90 d后会发生一定的强度衰减;矿粉+电石渣固化土的7 d,28 d强度比水泥固化土低,而90 d,180 d强度比水泥固化土高。Na2CO3,NaOH和Na2SO4能够加速矿粉+电石渣固化土的强度增长速率,其中,Na2CO3的效果最弱,虽然可以在90 d内提高矿粉+电石渣固化土的强度,但180 d强度反而略低;NaOH激发的矿粉+电石渣固化土强度在7 d,28 d,90 d龄期均有较大的提高,但从90 d到180 d会发生强度衰减;Na2SO4激发矿粉+电石渣的效果最好,可以在实际工程中进行应用,不仅可以减小水泥生产过程带来的环境影响,还能提高软土固化效果,降低工程造价。     

碱激发粉煤灰固化淤泥微观机制研究

为解决硅酸盐水泥等传统固化剂高能耗、高CO_2排放和高污染等问题,采用新型低碳碱激发粉煤灰胶凝材料对淤泥进行固化处理,开展养护龄期、激发剂类型及掺量多种因素影响下固化淤泥无侧限抗压强度、X射线衍射、扫描电镜、热重和压汞试验,通过分析抗压强度、化学成分、断面形貌及孔隙结构等宏微观特性,揭示碱激发粉煤灰固化淤泥强度性状演变规律与微观机制。结果表明:碱激发粉煤灰可有效提高固化淤泥无侧限抗压强度,Na OH,Na_2Si O_3·9H_2O激发效能优异,Na_2CO_3激发效果相对有限。碱性OH~-作用于粉煤灰玻璃体内外,受激发经"溶解–聚合"形成不同聚合度的硅铝酸盐聚合物凝胶N-A-S-H,黏结细颗粒从而提高固化淤泥整体强度。碱激发剂掺量升高,引起N-A-S-H凝胶生成量增多、热重质量损失增多、团粒内孔隙更多地转化为颗粒间孔隙,导致固化淤泥微观结构更加致密、整体性更强,宏观上表现为力学特性大幅改善。上述结果揭示了碱激发粉煤灰固化淤泥宏微观特征演变过程,建立了碱激发粉煤灰内在化学反应诱发固化淤泥性能改良的全过程模型,可为碱激发粉煤灰替代水泥用于淤泥固化提供理论依据。     

矿渣基复合固化剂对预拌流态固化土力学强度的影响

制备矿渣基复合固化剂，研究固化剂配比与掺量、减水剂种类与掺量对预拌流态固化土性能的影响，并通过SEM分析其影响规律。结果表明，采用矿渣基复合固化剂制备的预拌流态固化土具有优异的力学性能。其中活化剂水玻璃模数为1.2时的激发效果较好。按65%矿渣+25%普通硅酸盐水泥+10%石膏制备固化剂，活化剂掺量为矿渣质量18%、固化剂掺量为土体质量30%、高性能聚羧酸减水剂掺量为土体与固化剂总质量1.0%、水土比为0.5时，预拌流态固化土流动度可达200 mm,1、7、28 d抗压强度分别为0.94、9.48、10.0 MPa，微观结构致密，可满足各类基坑、基础垫层铺筑和回填施工等工程对预拌流态固化土工作性和力学强度要求。     

固体废弃物联合水泥固化疏浚淤泥的试验研究

为探究不同固体废弃物联合水泥时对疏浚淤泥的固化效果,采用废弃的红砖粉、混凝土粉,以及工厂废弃物木质素和草木灰,以水泥质量百分比为定量,掺加组分相同的4种固体废弃物进行试验研究。分别对不同龄期的固化淤泥进行固结试验、直剪试验、微观电镜试验结合Matlab分析孔隙特征以及无侧限抗压强度进行试验研究。试验结果表明:废弃的混凝土粉和红砖粉具有较好的固化效果,其中混凝土粉固化效果更优,活性更强;养护28 d后掺加混凝土粉的固化淤泥试样相对于掺加红砖粉的固化淤泥试样的无侧限抗压强度提高了28 k Pa。