粉煤灰堆场改性黄土衬里的渗透试验研究

通过一系列渗透试验,研究了不同添加剂改性黄土的防渗性能。选用黏性较大的兰州黄土和砂性较大的榆林黄土两种代表性黄土为防渗衬里主料,分别向其中添加不同比例的膨润土、石灰、水泥和粉煤灰作为改性材料,进行渗透试验。结果表明,膨润土细颗粒充填于黄土颗粒大孔隙中,水化膨胀后减小了孔隙体积并且阻隔了孔隙间的贯通性,能有效降低改性衬里的渗透系数。石灰、水泥和粉煤灰在降低改性衬垫渗透系数方面作用不大,由于水化反应形成新的复合土颗粒骨架和网格骨架,反而会使渗透系数增大,不适合作为黄土改性衬里的改性材料。     

基于膨润土、粉煤灰的水泥复合土抗剪强度研究

为了研究基于水泥、膨润土和粉煤灰的水泥复合土抗剪强度特性,设计了水泥复合土配合比,并利用正交试验进行了水泥复合土的抗剪强度试验,得到了抗剪强度指标参数-黏聚力和内摩擦角,探讨了水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥复合土强度指标(黏聚力和内摩擦角)的影响,建立了水泥复合土的黏聚力和内摩擦角随水泥、膨润土和粉煤灰等掺量变化的回归方程,以及水泥复合土抗剪强度的归回方程,试验结果表明:随着水泥、膨润土以及粉煤灰的逐步增加,其黏聚力均逐渐增大,而内摩擦角均逐渐降低.水泥掺量对黏聚力影响程度最大,对内摩擦角影响相对偏小.而粉煤灰掺量和膨润土掺量的影响基本相同,对内摩擦角相对较大,对黏聚力影响较小.     

粉煤灰堆场膨润土改性黄土衬里的击实性能研究

以陕西省榆林市榆横煤化学工业区粉煤灰堆场工程为依托,选取黏性较大的兰州黄土和砂性较大的榆林黄土两种代表性黄土,分别向其中添加不同比例的两种膨润土作为改性衬里材料,通过室内试验对比研究了膨润土改性黄土的击实性能。研究表明,在添加率较小的情况下,膨润土细颗粒充填于黄土大颗粒架空空隙中,改性黄土最大干密度随膨润土添加率增大呈急剧上升趋势,当架空空隙完全被充填后改性黄土的干密度随膨润土添加率增大而缓慢降低。由于黏粒含量不断增加,改性黄土的最优含水量随膨润土含量增加呈线性增长规律。     

改良黄土渗透试验研究

以改良黄土的水力学性质优化分析为核心,研究了改良黄土的渗透性能和渗透过程中渗透系数的变化。通过对黄土添加水泥、石灰和粉煤灰作为改良材料,进行了改良黄土渗透性试验。试验结果表明,在击实试验控制干密度情况下且改良材料含量较低情况下,随着改良材料含量的增大,改良黄土的渗透系数呈增大趋势,黄土的结构性明显得到了改善;渗透过程持续,随着改良黄土中石灰、水泥和粉煤灰-水泥混合物水化作用的进行,改良黄土的渗透系数呈减小趋势。因此,根据工程需要,可以通过进一步优化改良材料添加配比方案,在改良渗透性能的基础上增加强度,满足黄土地区施工安全要求。     

粉煤灰+石灰+废旧轮胎橡胶颗粒对湿陷性黄土地基改良试验研究

为有效改善湿陷性黄土的工程性能,同时缓解废旧轮胎带来的环境问题,利用粉煤灰+石灰+废旧轮胎橡胶颗粒对湿陷性黄土进行了改良试验。结果表明：废旧轮胎颗粒具有良好加筋效果,可以显著提升黄土的强度和抑制变形的能力,同时使土体更倾向于轻质化;黄土及改良土体的剪切强度随最佳含水率的增大呈先增加后减小的变化特征,原状黄土、灰土以及废旧轮胎颗粒二灰土的最佳含水率分别为16%、27%和22%,废旧轮胎颗粒二灰土最佳含水率受配比的影响较小;当石灰：粉煤灰：废旧轮胎颗粒：黄土=1:1:3:5时,改良黄土的剪切强度最高,累计沉降变形量最小,为废旧轮胎颗粒二灰土的最佳改良配比;废旧轮胎颗粒二灰土桩的有效加固深度可达10m以上,抑制地基变形沉降的能力较灰土桩更好,可在工程实践中予以合理运用。     

增湿条件下高填方黄土的强度特性

随着黄土丘陵沟壑区“填沟造城”等工程的开展,高填方问题已成为建设过程中一项重要研究课题。基于此,对高填方黄土进行增湿,制备出不同含水量、不同密度、不同砂岩含量的土样进行直剪试验,得出了土样含水量、密度及不同砂岩含量与土的黏聚力与内摩擦角的关系曲线。试验结果表明：(1)黄土试样的黏聚力随着含水量的增加先增加后减小,在最优含水量左右达到最大值,而内摩擦角的值是随着含水量的增加而递减的;(2)在任一含水量不变的条件下,黄土试样的黏聚力和内摩擦角总是随着密度的增加而近似呈现线性增长趋势;(3)通过掺加砂岩对黄土进行强度改良的过程中,将砂岩含量控制在7%左右,是较为理想的状态。     

季冻区粉煤灰加固路基土力学性能试验研究

为探究冻融循环作用对粉煤灰加固路基土力学性能影响,对冻融循环次数、含水率、粉煤灰掺量不同的盐渍土开展无侧限抗压试验和三轴剪切试验,研究冻融循环后土体的应力-应变曲线、无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角的变化情况。使用Design-Expert 8.0软件,研究冻融循环次数、粉煤灰掺量、含水率及各因素交互作用对盐渍土力学性质影响的显著性程度。结果表明:多次冻融循环后,盐渍土无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均有下降,经历1~7次冻融循环时,土体各力学参数下降速率较快;随着粉煤灰掺量的增加,盐渍土的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度和抗剪强度呈现出先升高后下降的变化趋势。基于显著性分析理论,冻融循环次数与含水率的交互作用对盐渍土无侧限抗压强度和黏聚力的影响较为显著,粉煤灰掺量与冻融循环次数的交互作用仅对无侧限抗压强度影响较为显著。为提高路基土强度及抗冻融的能力,加快粉煤灰综合利用进度,根据软件和公式模拟结果,推荐在路基土中依据质量比掺加15%粉煤灰,并将经历7次冻融循环后压实盐渍土的力学指标作为工程设计参考值。     

粉喷桩加固特殊软土建筑地基的应用研究

针对某建筑改造工程场区大体积深厚粉煤灰软土地层,对6％、8％、10％、12％和15％五种水泥掺比下的粉喷桩加固效果进行了试验研究.结果表明:随着水泥掺量的增加,粉喷桩的内摩擦角、黏聚力、变形模量以及强度均呈逐渐增大的变化趋势,综合考虑地基强度性能和工程经济成本因素,认为粉喷桩水泥的最佳掺入比为12％;按照12％水泥掺比...     

粉煤灰改性黏土力学性能研究

将粉煤灰按不同的比例添加到黏土中,研究粉煤灰改性黏土混合材料的抗剪强度特性,并开展试验。试验测得了不同粉煤灰含量混合材料的最大干密度值及抗剪强度值,确定了粉煤灰含量与混合材料的最大干密度的关系曲线;粉煤灰含量与混合材料抗剪强度的关系曲线。试验表明,添加一定量的粉煤灰能提高混合材料的最大干密度和抗剪强度;过量地添加粉煤灰,将导致混合材料的抗剪强度下降。     

干湿-冻融循环下水泥固化淤泥土的力学性能与裂隙发育特征

针对水泥固化淤泥土性能受干湿-冻融循环效应的影响,开展了不同干湿-冻融循环次数下的土体三轴剪切试验、CT扫描试验和SEM扫描试验,研究了干湿-冻融过程中水泥固化淤泥土的力学特征和微结构损伤规律.结果表明:水泥固化淤泥土的应力-应变曲线呈应变硬化特征,内摩擦角与黏聚力指标随干湿-冻融循环次数增加而逐渐减小,且分别表现为指...     

冻融循环下糯米浆对石灰土抗剪强度的影响

在季节性冻土地区修建道路工程时,不仅要对土壤进行力学改性还需要保护脆弱的生态环境。本文研究了冻融循环条件下,糯米浆对石灰土抗剪强度的影响。在石灰土(石灰质量浓度为10%)中加入不同质量浓度(0%、2%、4%、6%、8%)的糯米浆,研究不同冻融循环次数(0次、1次、3次、6次、10次)下糯米浆改良土的应力应变曲线特征以及抗剪强度、黏聚力和内摩擦角的变化特征。结果表明,在石灰土中加入糯米浆可以提高改良土的抗剪强度,但糯米浆浓度过高反而导致抗剪强度降低,糯米浆浓度为6%时改良土的抗剪强度较大。冻融循环会导致改良土的抗剪强度下降,糯米浆可以降低改良土在冻融循环下的强度损失。冻融循环作用下,改良土黏聚力和内摩擦角的变化趋势不同。该结果为糯米浆改性季节性冻土地区路基土提供了参考。     

石灰-水泥-粉煤灰改性磷石膏对水泥物理性能的影响研究

采用石灰、水泥、粉煤灰对磷石膏进行改性处理,测定了改性磷石膏中硫酸根的溶解性能,对比了原状磷石膏与改性磷石膏对水泥物理性能的影响,并结合X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析了改性前后磷石膏对水泥不同龄期水化产物的影响。结果表明：随着石灰掺量的增加改性磷石膏的pH逐渐增大,当石灰掺量为4%（质量分数）时磷石膏的pH达到12.22,此时磷石膏中的可溶性磷、氟转化成难溶性的磷酸盐、氟化钙;随着水泥和粉煤灰掺量的增加,改性磷石膏的溶解性能呈现降低趋势。当石灰掺量为4%、水泥掺量为10%（质量分数）、粉煤灰掺量为10%（质量分数）时,改性磷石膏经过7 d养护在水中浸泡8 h所得滤液中硫酸根的质量浓度为0.30 g/L,比未改性磷石膏在水中浸泡8 h所得滤液中硫酸根的质量浓度降低了81.8%。与掺加未改性磷石膏的水泥浆体相比,掺加改性磷石膏的水泥浆体的水灰质量比由0.41降低到0.38、初凝时间和终凝时间分别缩短34.6%和27.2%、28 d抗压强度提高21.1%。石灰、水泥、粉煤灰改性处理磷石膏后,生成的水化硅酸钙和钙矾石等水硬性产物包裹在石膏颗粒表面,使硫酸根在水中的溶出速率降低,减少了对水泥中铝酸三钙的影响,使得硬化体内部结构变得致密、力学性能显著提高。     

改性水泥助磨剂的研究

研究了改性二乙醇胺聚氧乙烯醚的合成工艺,并与三乙醇胺做水泥助磨剂进行对比试验。发现改性二乙醇胺聚氧乙烯醚在提高水泥的流动性、降低筛余、减小粉体颗粒之间的接触角和摩擦阻力等方面明显优于三乙醇胺。     

石灰对煤矸石水泥砂浆性能影响研究

将铜川煤矸石进行热活化和机械活化后,加入石灰进行化学激发,掺入水泥砂浆中进行强度测试,对石灰和煤矸石掺量进行了实验研究,分析了石灰对煤矸石水泥砂浆的作用。结果表明,煤矸石和石灰掺入对水泥砂浆的强度具有较大的影响。煤矸石水泥砂浆的早期抗压和抗折强度均较低,但28 d强度随煤矸石和石灰用量增加出现先增加后降低的趋势。在煤矸石用量达到40%,石灰取代量为40%左右时,水泥砂浆抗压和抗折强度出现最大值。石灰的加入对煤矸石水泥砂浆的强度具有较大的提升作用,掺石灰后,煤矸石水泥砂浆28 d抗压强度提高约21%,抗折强度提高约31%。     

水泥粉体流动行为及其与不同材质库壁粘附性研究

水泥粉体流动性与其储存、输送、给料、混合等操作密切相关.通过休止角、内摩擦角、粘聚力和无侧限抗压强度测试方法,研究了含水率对水泥粉体流动性的影响,对比了水泥粉体与砂浆、钢、涂料、防腐卷材四种壁面材料的壁摩擦角和附着力.结果表明:随着水泥粉体含水率增加,休止角、粘聚力和无侧限抗压强度增加,水泥粉体流动性变差.松散堆积水泥...     

Effect of lime putty addition on structural and durability properties of concrete

The effect of lime putty addition on main structural and durability properties of concrete was studied. Different types of cement were used for concrete preparation: a Portland cement, a pozzolanic cement and a Portland cement with the addition of 20% fly ash. The measured concrete properties were compressive strength, setting times, length change, porosity, carbonation depth and degree of steel bar corrosion. It was found that the lime putty addition has a positive effect on the properties of concrete that contain pozzolans and a slightly negative effect on the properties of pure Portland cement. This behavior was correlated with the availability of active silica of cementitious materials. The active silica of pozzolans reacts with the added calcium hydroxide giving constituents, which improve the concrete stability and durability.     

Porous structure and mechanical strength of cement-lime pastes during setting

The acceleration of a cement paste setting as a result of lime addition may be shown from isothermal calorimetry measurements. We investigated the underlying mechanisms through two techniques that provide information on porous structure (using Nuclear Magnetic Resonance) and mechanical properties (elastic modulus measured by rheometry). The correlation of the two sets of results on a cement paste clearly reveals the successive steps of setting, and particularly highlights the so-called induction period. We show that this induction period disappears in the presence of lime, leading to an acceleration of the setting. We also show that beyond some critical concentration of added lime the acceleration of setting is negligible.     

Swell-shrink and strength behaviors of lime and cement stabilized expansive organic clays

Organic soils are mostly composed of decayed plant matter and weathered rock material. Often, these soils are known for their inferior engineering behavior including very high compressibility and low shear strength. In order to improve these properties, organic soils are, by and large, modified with calcium based stabilizers such as lime, cement and fly ash. However, transportation agencies in the United States have mentioned that the anticipated improvements were never achieved or the improvement obtained disappeared quickly with time. Therefore, a research study was initiated to understand the behavioral mechanisms of lime and cement stabilized organic soils. Eight natural expansive soils bearing different organic contents (varying between 2 and 6%) were selected for the present investigation. First, optimum dosages of lime and cement were determined for the selected soils. Then treated and untreated (control) specimens were prepared to study their physical and engineering behaviors of the soil specimens at varied curing periods. There is a drastic increase in unconfined compressive strength (UCS) of lime and cement treated specimens until 28 days of curing. Beyond which, a negligible improvement in UCS property was recorded for lime treated specimens and a slight decrease in UCS for cement treated soils was noticed. This reduction in strength for cement treated specimens could be attributed to the reduction in pH concentration with curing as well as the formation of inorganic calcium humic acid at this stage.