聚丙烯纤维和水泥加固软土的强度特性

在软土中加入水泥能有效提高软土的工程力学性能,是一种常见的软基处理方法。但在一些特定条件下,水泥加固软土的强度存在偏低的现象,无法满足工程要求。提出将聚丙烯纤维的物理加筋作用同水泥的化学加固作用相结合,通过开展室内试验,在水泥土中加入适量的聚丙烯纤维,分别研究软土初始含水量(35%～70%)、纤维掺量(0～0.3%)和长度(6～19mm)对纤维加筋水泥土强度的影响,并对影响机理进行探讨。试验结果表明:当水泥掺量为15%时,水泥土的强度受初始含水量的影响非常明显,最优含水量为55%;纤维的加入能有效提高水泥土的强度,强度值随纤维掺量的增加而增加;当纤维长度为12mm时,其加筋效果得到最大发挥;纤维的加入降低了水泥土的脆性,提高了水泥土的断裂破坏韧性,对提高工程的安全性和稳定性有一定意义。     

玻璃纤维水泥土强度及抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

通过无侧限抗压强度试验,探究水泥、粉煤灰、玻璃纤维掺量、硫酸盐侵蚀对水泥土抗压强度的影响规律。研究发现:水泥掺量与水泥土抗压强度成正比关系。粉煤灰掺量适当时(不超过6%)可以提高水泥土抗压强度,粉煤灰对水泥土强度增长作用主要在于粉煤灰的微集料效应和活性效应。玻璃纤维掺量为0.2%时,水泥土抗压强度最高,玻璃纤维对水泥土强度的贡献主要在于玻璃纤维的加筋作用。受不同浓度Na2SO4溶液侵蚀作用后,随着侵蚀时间的延长,水泥土抗压强度均先提高后降低。     

聚乙烯醇改性混杂纤维水泥土强度特性分析

为研究聚乙烯醇(PVA)对纤维水泥土强度的影响规律和作用机制,将占水泥质量2%,5%,10%的PVA分别与聚丙烯纤维水泥土、玻璃纤维水泥土及二者混杂纤维水泥土混合均匀,共配制16组试样进行无侧限抗压强度试验,并采用扫描电镜(SEM)观察PVA掺入后水泥土的形态特征。结果表明,掺入2种纤维均可显著提高水泥土无侧限抗压强度。PVA掺量对纤维水泥土的强度有重要影响,随PVA掺量的增加,纤维水泥土无侧限抗压强度先增加后减小。在PVA掺量为5%时纤维的加筋作用达到最优,此时无侧限抗压强度最大。水泥及PVA的水化产物使纤维表面粗糙,从而改善界面的黏结特性; 2种纤维的混杂在一定程度上增加了水泥土的无侧限抗压强度,表现出一定的混杂效应,掺入PVA会对混杂系数产生重要影响。     

聚丙烯纤维与水泥固化广州南沙软土的试验研究

为了改善水泥固化软土存在的不足,采用聚丙烯纤维-水泥对广州南沙软土进行固化,分析探讨了纤维水泥固化土的受压破坏方式以及纤维掺量、纤维长度、水泥掺量、龄期对纤维水泥固化土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:在水泥土中掺入纤维能在一定程度上提高其无侧限抗压强度,且在一定范围内,无侧限抗压强度随纤维掺量和纤维长度的增加而增大;纤维水泥土中水泥的最优掺量为12%;纤维水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大,并且早期强度增长较快,后期增长较慢并趋于稳定;纤维能增加水泥土的抗拉强度,减少水泥土试样破坏时的裂缝宽度和数量,改善它们的脆性破坏形式。     

Ca(OH)2对低掺量水泥土的强度影响

用低掺量水泥加固3种不同的土进行室内试验研究,测试了不同Ca(OH)2掺量及不同龄期下3种水泥土的无侧限抗压强度。分析了随Ca(OH)2掺量的增加,不同龄期的3种水泥土无侧限抗压强度变化规律及原因。试验结果表明：水泥红粘土强度随Ca(OH)2掺量的增加提高最为明显,粉质粘土次之,砂土最弱。分析原因是由于土体的细度对水泥土强度影响较大。土体越细,土体中粘土矿物越多, Ca(OH)2掺量的增加促进了更多的离子交换作用和火山灰作用的发生,从而提高了水泥土强度。试验所用的3种土中红粘土最细,所以水泥红粘土强度随Ca(OH)2掺量的增加提高最为明显。     

粉煤灰-脱硫石膏复合水泥土渗透性试验研究

通过正交试验方法,研究了水泥掺量、脱硫石膏掺量、粉煤灰掺量、水灰比对水泥土渗透性的影响;运用灰色关联度分析和分层分析分别得到4种变量对水泥土渗透性的影响顺序及影响占比率。结果表明:4种因素对土体渗透性影响程度依次为水灰比粉煤灰掺量水泥掺量脱硫石膏掺量,其中水灰比占55.79%,粉煤灰掺量占26.34%,水泥掺量占12.18%,脱硫石膏占5.69%,最优配比为水泥掺量14%、粉煤灰掺量3%、脱硫石膏掺量2%、水灰比为0.4,最优配比水泥土渗透系数随龄期变化拟合公式为:y=16.24x-1.025。     

棉花秸秆纤维水泥土抗折强度试验研究

为了改善水泥土自身抗折强度低的缺点,可在水泥土中加入棉花秸秆纤维。文章对其进行抗折强度试验研究,通过正交试验,对试验结果进行极差和方差分析,得出3个影响因素(水泥掺量、棉花秸秆纤维掺量和纤维长度)下纤维水泥土抗折强度的最佳配合比以及影响因素的主次顺序。     

软土地基生石膏浅层搅拌加固技术

利用SEM试验及强度试验,从微观上研究了生石膏掺量对有机质软土固化效果的影响,分析了固化剂中生石膏的最佳掺量,指出采用生石膏与水泥组成的新型固化剂加固软基可提高固化土强度,达到节约水泥、降低成本的目的。     

双掺粉煤灰硅粉对水泥土抗压强度影响试验研究

以吉林省延吉市砂土作为研究对象,对双掺硅粉—粉煤灰水泥土进行了无侧限抗压强度试验,分析不同粉煤灰、硅粉掺量以及各龄期对硅粉—粉煤灰水泥土抗压强度的影响,结果表明:随粉煤灰与硅粉掺量的增加,水泥土后期强度基本呈增大趋势,随着粉煤灰掺量的增加,早期抗压强度逐渐减小,后期抗压强度则明显提高,掺硅粉不仅显著改善水泥土早期抗压强度,且明显提高其后期抗压强度。     

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。     

硫酸和硫酸钠混合溶液对砂浆的腐蚀作用

用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混合水泥以及磨细高炉矿渣和聚合物乳液配制了4种水泥砂浆,研究了这些水泥砂浆试样在1%(质量分数,下同)硫酸加10%硫酸钠的混合溶液中浸泡不同时间后的质量变化和强度变化.结果发现,混合溶液对4种水泥砂浆都具有强烈的腐蚀作用.磨细高炉矿渣能显著提高砂浆的耐腐蚀性能;进一步添加聚合物乳液(聚胶比为10%),则砂浆的抗表面剥落性能有很大改善,其中尤以苯丙乳液与丁苯乳液的混合乳液改性砂浆效果更好,但添加聚合物乳液会导致砂浆的抗压强度大大降低.此外,水泥砂浆试样在混合溶液及清水中浸泡后,它们的抗压强度比值要比它们的抗折强度比值对硫酸/硫酸钠腐蚀介质更为敏感.     

不同粒径废玻璃粉对水泥胶砂力学性能的影响

采用3种粒径(20、200、2 000目)的废玻璃粉等体积取代水泥胶砂中的标准砂,体积取代率分别为5%、10%、15%、20%,研究玻璃粉粒径和掺量对水泥胶砂的抗压强度和抗折强度的影响,并对玻璃粉水泥胶砂强度随龄期的变化规律进行了分析讨论。结果表明:不同粒径玻璃粉水泥胶砂的强度随玻璃粉掺量的变化规律存在较大的差异;在玻璃粉掺量相同的情况下,掺入较大粒径玻璃粉的水泥胶砂强度明显降低,玻璃粉粒径越小,强度降低程度越小,当玻璃粉粒径达到微米级,水泥胶砂的抗压强度和抗折强度均显著提高;玻璃粉水泥胶砂的抗压强度随龄期增长,早期强度增加的较快,后期发育增速变缓,而抗折强度早期增长的幅度较大,后期发育比较平缓。     

EPS 粒径对轻量土抗剪强度的影响规律

为了确定 EPS 粒径对轻量土抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了水泥掺入比 12% 、 20% , EPS 颗粒体积比 40% 的 3 种 EPS 粒径 混合土的抗剪强度特性。结果表明： 轻量土的剪应力–剪切位移关系曲线有硬化、软化两种形态,取决于水泥掺入比、法向应力等因素。抗剪强度包线为折线型包线,与传统结构性土体包线形态一致。水泥掺入比与 EPS 颗粒体积比相同时,随着 EPS 粒径增大,轻量土密度不变,抗剪强度减小,单价降低,但强度衰减率远远低于单价降低率;剪切面上 EPS 发生剪缩与剪断,受水泥掺入比、 EPS 粒径的控制;黏聚力随 EPS 粒径增大而减小,内摩擦角没有显著变化规律。轻量土剪切破坏过程,可以划分为变形协调、逐渐破损、纯摩擦 3 个阶段。提出了固化土、 EPS 3 界面接触抗剪强度模型,从理论上证明了混合土强度随 EPS 粒径增大而衰减的规律。根据混合土的强度衰减率低于单价降低率,推荐实际生产过程中可以采用 3 ～ 5 mm 的 EPS 球粒,进行配方寻优,适当降低造价。     

海砂–海泥混合料作为海堤填料的可行性试验研究

提出海砂–海泥混合料作为海堤填筑材料。通过室内试验对不同掺合比的海砂海泥混合料的土体强度参数、压缩性能以及渗透性能进行对比分析,结果表示海砂–海泥按质量比1.5∶1掺合时,混合料的物理力学性质指标最接近工程要求。为改善混合料工程性质,采用水泥作为固化剂,通过一系列室内试验对掺合比1.5∶1的固化混合物的强度特性、压缩特性、渗透特性进行研究。结果表明:随着水泥掺量和龄期的增加,固化混合料的无侧限抗压强度、抗剪强度均有很大提高;存在7 d的早期强度;应力应变曲线在水泥掺量为8%与10%时具有有明显的峰值,且脆性破坏特征明显;渗透系数大幅度降低;水泥掺量为6%时,28 d龄期固化混合料便属于低压缩性土范畴。     

水泥浆液结石体强度试验研究

为了分析不同浆液配合比对水泥浆液结石体强度的影响,采用正交试验法研究了不同的水泥、速凝早强剂、膨胀剂与水结石体无侧限抗压强度和塑性强度的关系,试验结果表明,水泥浆液最佳配比为1.5∶1,速凝早强剂用量占水泥重的1.2%,膨胀剂用量占水泥重的0.02%。     

快硬硫铝酸盐水泥在3D打印材料中的应用

将快硬硫铝酸盐水泥(R·SAC)掺加到普通硅酸盐水泥(P·O)中得到混合水泥,以改善P·O 3D打印材料凝结时间长、早期强度低的缺点,系统研究了R·SAC掺量对其凝结时间、力学性能、流动性和堆积性的影响.结果 表明:当R·SAC掺量为14％～20％时,促凝效果明显,有效降低了混合水泥净浆、砂浆的凝结时间,混合水泥净浆的初凝时间可以控制在40～70 min,满足3D打印的要求;掺加R·SAC可以提高材料的流动性,当R·SAC掺量为20％时,混合水泥砂浆的流动度比P·O砂浆提高了11 mm,稠度提高了15 mm;当混合水泥砂浆的流动度在160～175 mm时,可以满足3D打印材料的堆积性要求;掺加少量R·SAC对混合水泥砂浆的早期强度有一定的提升,但是其后期强度有所降低.     

新型高效混凝土复合早强剂

本文选用亚硝酸钠、无水硫酸钠、三乙醇胺和聚羧酸减水剂为新型高效复合早强剂的掺料,应用正交实验方法设计实验,从而配置新型高效复合早强剂。实验结果表明,在标准养护条件下,该新型高效复合早强剂可以使得使得水泥试件的1 d强度提高到150%,3 d、7 d、28 d的强度并没有降低;同时,在此基础上,研究该新型高效复合早强剂对复掺矿渣以及粉煤灰水泥强度的影响,结果表明,与不掺粉煤灰以及矿渣的水泥试块相比,当水泥试块的粉煤灰或矿渣的掺量为10%时,该新型高效复合早强剂可以适当的提高胶凝体系的早期强度;但是,当水泥试块的粉煤灰、矿渣掺量为20%及以上时,胶凝体系与空白组相比,抗压强度降低。     

工业副产品石膏作水泥缓凝剂的试验研究

对柠檬酸渣、钛石膏、烟气脱硫石膏3种工业副产品石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂进行了试验研究,检验了SO3掺入量为2％～3％时,掺入3种工业副产品石膏的水泥物理力学性能,并与掺入天然石膏的水泥作了对比.试验结果表明,掺加工业副产品石膏的水泥各项物理性能指标均符合相应的国家标准;掺入柠檬酸渣的水泥需水量有所增大,但凝结时间合适,早期和后期强度较高;掺加烟气脱硫石膏的水泥其物理性能与掺入天然石膏情形非常接近;钛石膏的缓凝作用稍逊.     

工业废石膏与水泥配合加固软土地基

利用工业废石膏与水泥配合加固软土地基,与单用水泥加固相比,加固土强度可成倍提高。废石膏的最佳掺量一般为水泥用量的20％ 左右。用废石膏－水泥加固时,其水化物中仅有水化硅酸钙将松散的土粒胶 结成整体,而且还产生大量钙矾石,其晶体膨胀填充孔隙,使加固土强度进一步提高。     

Utilization of separator bag filter dust for high early strength cement production

This paper presents the feasibility of incorporating ultra-fine particles collected in the separator bag filter during the process of manufacturing cement (SBFC) as an substitution material for cement. Approximately 2.5% of SBFC is produced during OPC manufacturing process. Also, the average size of SBFC particles is about 5 μm, the average size of OPC particles is about 14 μm. This method does not require additional processes needed in the existing processes to manufacture high early strength cement such as modifying mineral components and adjusting the firing temperature. Moreover, it can also solve the issue of efficiency decrease resulted from the increase of the grinding time applied in the existing process of manufacturing microcement. In order to investigate the characteristic properties of this cement mixture, cement blends have been produced by using different amounts of SBFC. While the blaine value of 100% SBFC was significantly higher (6953 cm²/g) than that of Ordinary Portland Cement (OPC), its chemical composition showed no significant difference. Cement paste, mortar mixtures have been prepared by using cement blends incorporating 0, 50 and 100% SBFC by weight. Flowability, setting time and compressive strength tests has been performed. Test results showed that substitution of SBFC negatively affect the flowability of cement paste and mortar mixtures. Moreover, setting times shortened, compressive and flexural strength values increased by the substitution of SBFC. Finally, microstructure analysis of cement paste samples showed that incorporation of SBFC reduced the internal porosity by 9% as determined by the proposed method. The internal porosity of paste was measured by mercury intrusion porosimetry (MIP). The compressive strength and bending strength of mortar were higher in the order of 100, 50 and 0% SBFC mixed.