水泥与EPS颗粒掺入比对LSES力学特性的影响

为研究发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒掺入比与水泥掺入比对砂土与EPS颗粒混合轻质土(LSES)力学特性的影响,针对LSES做了无侧限抗压强度试验,获得了在不同水泥掺入比、EPS颗粒掺入比条件下,LSES的应力应变曲线、抗压强度及变形模量的变化规律。     

疏浚淤泥半固化效果及无侧限抗压强度分析

为解决固化疏浚泥无法储存的问题,提出了疏浚泥半固化处理方法,对不同水泥掺量和养护龄期的疏浚泥进行了击实试验,并利用击实土样进行了无侧限抗压强度试验。试验结果表明,当水泥掺量较大时,固化效果明显,但不易于击实;当水泥掺量适当时,击实效果明显,且击实强度随龄期的增加而增大,进而获得了最佳击实条件为水泥掺量为44g/kg时自然养护7d,其无侧限抗压强度可达188kPa。     

不同改良方法对膨胀土力学性质影响及物理机制对比分析

为解决北疆供水工程由于膨胀土湿胀干缩引起的滑动破坏问题,采用石灰、水泥和砂石料作为主要的固化材料,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、压缩试验和SEM试验,宏微观相结合探究不同改良方法下试验掺量对改良膨胀土力学特性的影响和微观结构强度形成机理。结果表明,随石灰、砂石料掺量的不断增加,土体强度稳步提升,而水泥改良土在掺量为7%左右时出现峰值,石灰、砂石料在掺量分别约为6%、30%时,改良土整体结构可压缩性较低,粘聚力较大,抗剪抗压强度较高,可满足工程应用要求;对最佳配合比的石灰与水泥固化土进行SEM分析发现,均有大量卷曲薄片状水化凝胶物质生成,相比原膨胀土孔隙减少明显,团粒胶结紧密,从宏观力学性能上表现为固化土体力学性能和稳定性能得到大幅提高。     

水泥尾矿砂混合料物理力学性质试验研究

为了研究水泥尾矿砂混合料直接修建尾矿坝的可能性和安全性,针对尾矿库现场尾矿砂含水量大、密度小处于软塑状态的特点。在室内对两种配合比水泥尾矿砂混合料不同龄期的压缩和固结特性、渗透特性、三轴剪切特性、无侧限抗压强度特性进行了试验。试验结果表明:尾矿砂中掺入一定量的水泥搅拌后,水泥在尾矿砂中的胶凝作用,加强了土颗粒的联结特性,降低了尾矿砂的压缩性和渗透性,提高了尾矿砂的抗剪能力、无侧限抗压强度。研究结果为采用水泥尾矿砂混合料直接筑坝提供了可靠的设计依据。     

掺加固化剂后放置时间对底泥固化效果的影响

以水泥、粉煤灰为主固化剂对嘉兴市连三连四荡底泥进行固化处理,通过无侧限抗压强度试验,重点研究含水率为34%的土样掺加8%的固化剂后放置不同时间后再击实对固化底泥干密度和强度的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)试验进行了解释,并分析其微观结构演化特征。结果表明,底泥掺加固化剂后,随着放置时间的增长,水泥水化反应使土体颗粒形成更大的土颗粒团聚体,从而改变土的性质,导致土体结构越来越疏松,固化底泥干密度和强度总体呈降低趋势。结果可为底泥固化工程提供理论与技术指导。     

纳米粒子和PVA纤维增强水泥基复合材料抗碳化性能研究

为研究纳米粒子掺量和种类、PVA纤维掺量对水泥基复合材料抗碳化性能的影响,通过碳化试验测得各组水泥基复合材料碳化试件的碳化深度。纳米粒子的质量掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%,纳米粒子种类为纳米SiO_2和纳米CaCO_3,PVA纤维的体积掺量分别为0.3%、0.6%、0.9%、1.2%。研究结果表明,纳米SiO_2可以显著提高PVA纤维增强水泥基复合材料抗碳化性能,且在纳米SiO_2掺量低于2.5%时,抗碳化性能随着纳米SiO_2掺量的增加不断增强;PVA纤维可明显提高纳米水泥基复合材料的抗碳化性能,当纤维体积掺量不大于1.2%时,纤维体积掺量较大的纳米水泥基复合材料具有较高的抗碳化性能;纳米CaCO_3与纳米SiO_2均能提高水泥基复合材料的抗碳化性能,纳米SiO_2的提高效果略优于纳米CaCO_3。研究结果为纳米粒子和PVA纤维在水泥基复合材料中的应用提供指导。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强地聚合物砂浆抗压强度研究

为研究纳米SiO_2和PVA纤维对地聚合物砂浆工作性和抗压强度的影响,进行了地聚合物砂浆坍落扩展度和抗压性能试验。结果表明,在一定的掺量范围内,随着纳米SiO_2掺量的增加,地聚合物砂浆的坍落扩展度、立方体抗压强度、折后抗压强度和轴心抗压强度均先增大后减小,在纳米SiO_2掺量为1.5%时,抗压强度达到最大值;在试验PVA纤维掺量范围内,随着PVA纤维掺量的增加,地聚合物砂浆坍落扩展度逐渐减小,地聚合物砂浆各试件抗压强度也都呈先增大后减小的趋势,当PVA纤维掺量为0.6%时,抗压强度达到最大值;同时掺加纳米SiO_2和PVA纤维地聚合物砂浆各试件抗压强度比单掺纳米SiO_2或PVA纤维地聚合物砂浆高。     

含盐量对MBER土壤固化剂加固土性能的影响试验

为分析MBER固化剂在咸水地区、盐渍土地区应用的可能性,通过试验分析了不同NaCl溶液浓度对MBER固化土的无侧限抗压强度、应力—应变关系和弹性模量的影响规律。结果表明,当NaCl浓度低于0.5%时,无侧限抗压强度及弹性模量均随溶液浓度的增加而增加,应力—应变曲线空隙闭合阶段随溶液浓度增加呈减小趋势;NaCl浓度高于0.5%时,无侧限抗压强度及弹性模量均随溶液浓度的增加而降低,应力—应变曲线空隙闭合阶段随溶液浓度增加呈增加趋势;弹性模量与无侧限抗压强度随NaCl浓度变化的趋势基本一致,两者存在较好的线性相关性;适量浓度的NaCl溶液对固化土早期强度的提升效果显著;NaCl浓度低于1%时,可应用于固化土工程建设。研究成果可指导MBER土壤固化剂在盐渍土地区的应用。     

同强度等级下粉煤灰掺量对抗冲磨混凝土性能的影响

为了研究粉煤灰掺量对抗冲磨混凝土性能的影响，使用4种掺量粉煤灰配合比(20%、30%、40%、50%),通过水下钢球法、高速水下钢球法、旋转射流法、抗空蚀试验、温度-应力法，对抗冲磨混凝土的性能进行试验研究。结果表明，同强度等级设计时，增加粉煤灰掺量，早龄期混凝土的抗压强度无明显降低，轴拉强度略降，弹模明显降低，这对早期抗裂有利；随着龄期增加，粉煤灰掺量高的混凝土后期强度增幅明显；粉煤灰掺量增加后，混凝土表面抗悬移质冲刷强度降低，但抗推移质冲磨强度未见明显下降或提高；抗空蚀强度整体上随掺量增加而提高；粉煤灰可以明显改善混凝土的抗裂性能，以90 d为设计龄期时，最佳掺量为40%。     

混掺粉土与水泥改良风积沙堤坝性能试验研究

风积沙堤坝结构在地震荷载作用下易发生液化破坏。为有效提高堤坝抗震性,开展了掺入适量水泥与粉土改良筑堤风积沙的相关性能试验,并仿真分析了边坡抗震稳定性。研究表明,单掺5%水泥可有效提高风积沙最大干密度、粘聚力,但保证压实度时难以充分发挥水泥粘结作用,且风积沙颗粒表面光滑,胶凝-沙粒联结体形成骨架对内摩擦角影响相对较小;单掺5%水泥基础上掺入粉土可进一步提高风积沙最大干密度,且粉土掺量为10%时风积沙改良效果最好,边坡抗震稳定安全系数最大;掺粉土至15%～20%时内摩擦角提高,但粘聚力下降。说明适量粉土掺入后颗粒吸水性增强,改善了水泥胶凝和沙土粘结性能,而过量粉土掺入,粉土吸附水分超量进而制约了水泥水化联结效应,导致混合土体粘聚力下降;基于5%水泥掺量下的粉土掺量不超过15%,可显著改善整体级配、降低孔隙比、增大风积沙内摩擦角。     

HP改性砂浆力学性能试验研究及分析

主要研究了在工作性相同条件下不同掺量的水溶性高分子纤维(HP)对水泥砂浆抗折强度、抗压强度的影响。结果表明,HP对水泥砂浆有显著的增强作用,且随着HP掺量的增加抗压强度提高的幅度增大,抗折强度提高的幅度降低;SEM描照片分析显示:加入HP后改变了砂浆的微观结构形态,在砂浆中形成了水化产物与HP膜交织的空间网状结构,使浆体致密、孔隙率减小,起到改性作用。     

水泥固化污染土强度与变形特性分析

水泥固化常用于污染场地的治理,然而对于不同类型的污染物质,其相应的固化体物理力学性质亦不同。基于锌离子污染土样,通过室内试验分析了不同水泥掺量、不同重金属离子浓度条件下水泥固化污染土样强度及压缩特性。试验结果表明,水泥固化土的强度及压缩特性随龄期增加而不断增强,固化体的强度在前期提高较快,到后期增长较为缓慢;重金属离子浓度对水泥水化具有显著的抑制作用,为了保证重金属污染土的固化效果,水泥掺量至少应达到7.5%;固化体内摩擦角在养护期前期（7 d）有所增加,但在后期出现明显的下降趋势,其机理并无一个较为明确统一的理论。     

PVA纤维对纳米水泥基复合材料单轴拉伸性能的影响

为研究PVA纤维掺量对掺纳米SiO_2水泥基复合材料抗拉性能的影响,通过单轴拉伸试验测得了试件的极限拉伸应变和极限拉伸应力,并得到了试件应力—应变关系曲线。纳米SiO_2的质量掺量为2%,PVA纤维采用五种体积掺量(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%)。结果表明,PVA纤维的掺加增大了纳米水泥基复合材料单轴拉伸试件的极限拉应变和极限拉应力。当PVA纤维体积掺量不大于1.5%时,随PVA纤维掺量的增大,试件极限拉应变逐渐增大,极限拉应力先增大后减小。当PVA纤维体积掺量分别为1.5%、1.2%时,试件极限拉应变和极限拉应力分别达到最大值;PVA纤维水泥基复合材料中掺加2%纳米SiO_2后,整体上提高了试件的极限拉应力,但试件极限拉应变变化不明显,纳米SiO_2使PVA纤维增强水泥基复合材料的抗拉伸性能得到了进一步提高。研究成果可为工程应用提供指导。     

聚丙烯纤维低弹模混凝土特性试验研究

针对聚丙烯纤维低弹模混凝土工作性及物理力学性能与普通低弹模混凝土的不同,通过室内试验分析了聚丙烯低弹模混凝土的工作性、强度特性,并开发了一套混凝土耐久性渗透水采集仪,对聚丙烯低弹模混凝土的渗透性和耐久性进行了研究。结果表明,与传统低弹模混凝土相比,聚丙烯低弹模混凝土的抗压强度、弹性模量变化不大,抗拉强度有所提高,抗渗性能明显改善,渗透系数降低了一个数量级左右,耐久性年限进一步提高。     

不同分形维数玻璃粉对胶砂强度的影响

为研究不同分形维数玻璃粉对胶砂强度的影响,碾磨绿色废玻璃10、20、30min使其分别成为分形维数为2.375 25、2.081 70、2.967 83的粉末状态,作为辅助胶凝材料以内掺法分别替代胶砂中水泥10%、20%、30%的用量,同时以粉煤灰为参照试验,测得试件7、14、28、35、120d不同龄期的抗压强度。结果表明,不同分形维数的玻璃粉与粉煤灰掺量均为10%时对提高试件强度相对较佳;分形维数为2.967 83的玻璃粉掺量为10%时对拌合物前期强度的影响与粉煤灰作用相差无几,其后期强度影响虽微弱于粉煤灰,但强度均优于基准试件。     

水泥净浆、水泥砂浆的压蒸膨胀率及孔隙结构与MgO掺量的关系研究

为合理确定混凝土中的MgO外掺量,通过室内试验测定了不同MgO外掺量的硬化水泥净浆、水泥砂浆的压蒸膨胀率,并对压蒸后的试样进行压汞试验、扫描电镜分析、背散射电子分析和X射线能谱分析。结果表明,MgO的掺量明显影响试样的密实度和孔隙结构。当MgO外掺量大于一定数值后,水泥浆、水泥砂浆的压蒸膨胀率发生显著增长,孔隙率明显增大,孔隙结构逐渐劣化。同时,水泥砂浆容许的MgO掺量多于水泥净浆,即利用水泥砂浆压蒸试件测得的MgO极限掺量比水泥净浆多。