磷石膏结合无机材料用于路基材料的研究

对磷石膏结合白灰、红土、碎石等材料应用于路基进行了研究.小试、室外模拟及工业化路面基层强度试验表明:在一定的施工工艺下,磷石膏不仅是一种品质优良的路基填料,而且是一种性能优良的路面基层材料,并可不同程度地改善半刚性基层的工程性能.     

磷石膏对水泥稳定碎石基层性能影响研究

为掌握磷石膏对水泥稳定碎石基层性能的影响,通过制备不同磷石膏用量的水泥磷石膏稳定碎石试件,并结合室内试验对其无侧限抗压强度、抗压回弹模量和抗裂性能进行研究。研究表明:随着水泥用量增加,水泥磷石膏稳定碎石7d无侧限抗压强度、抗压回弹模量和干缩应变均逐渐增加;随着磷石膏用量增加,水泥磷石膏稳定碎石7d无侧限抗压强度和抗压回弹模量呈先增加后减小趋势,在用量为6%时性能最好,干缩应变则逐渐降低,抗裂性能变好;磷石膏水化过程随龄期增长逐渐深入,故龄期越长其对水泥磷石膏稳定碎石的强度指标提高作用越明显;采用6%磷石膏取代1%水泥制备的水泥磷石膏稳定碎石强度指标和抗裂性能较好。     

低温早强水泥稳定碎石材料无侧限抗压强度和抗冻性能研究

在低温环境下水泥稳定碎石材料的强度形成较为缓慢,同时材料的耐久性能也会受到严重的损伤.要使水泥稳定碎石材料能够满足施工阶段的早期强度要求,往往需要延长水泥稳定碎石材料的养生时间.为了缩短低温环境下水泥稳定碎石材料的养生时间,提高水泥稳定碎石的耐久性能,制备了早强剂分别为水泥剂量的0％,4％,8％,12％,16％五种掺量下的水泥稳定碎石试验试件,通过无侧限抗压强度试验、冻融循环试验,分析了不同低温环境下水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、冻融循环后的质量损失率和抗冻系数的变化规律.结果表明:在低温环境下,随着早强剂掺量的增加,水泥稳定碎石材料的早期无侧限抗压强度会越来越大,在养生温度为0℃以下时,水泥稳定碎石材料的后期无侧限抗压强度也会越来越大.并且随着早强剂掺量的增加,冻融前后的质量损失率也降低,抗冻系数得到了提升.随着养生温度的升高,早强剂的作用效果越明显,无侧限抗压强度、冻融质量损失率和抗冻系数都得到了明显的改善.     

钢渣混合土基层材料干缩及抗冻性能研究

为了解钢渣混合土基层材料在环境作用下的响应特性，分别以失水率、干缩应变、干缩系数和冻融质量损失率、冻融残留强度比为指标，开展了干缩和冻融循环试验研究。研究发现，随着钢渣占比的增加，钢渣混合土28 d干缩系数、冻融质量损失率均有所减小，冻融残留强度比先增后减，在钢渣占比50%(质量分数)时达到峰值96.1%,说明合适的钢渣占比既能抑制钢渣混合土的干缩，又赋予其较好的抗冻性能；随着水泥掺量的增加，28 d干缩系数、冻融残留强度比增加，冻融质量损失率减小，表明水泥掺量的增加不利于钢渣混合土的干缩性能但有利于其抗冻性能；土壤固化剂的掺入能改善钢渣混合土的干缩和抗冻性能。SEM分析表明，钢渣占比为50%、水泥掺量为5%配合比的钢渣混合土结构更紧密，8次冻融循环后整体性更好。通过对比不同基层材料的干缩系数和冻融残留强度比发现，钢渣混合土的干缩性能劣于水泥稳定碎石但优于水泥石灰稳定土，抗冻性达到甚至超过水泥稳定碎石。     

掺建筑垃圾水泥稳定碎石材料路用性能研究

为保证掺建筑垃圾水泥稳定碎石材料路用性能,对不同建筑垃圾再生集料掺量的水泥稳定碎石进行了力学强度试验、冻融循环试验、抗冲刷试验和干缩试验。结果表明:水泥掺量≥4%时,各级配建筑垃圾掺量的水泥稳定碎石抗压强度满足路面基层要求,且抗冻性能良好,水泥稳定碎石冻融20次后BDR50%;在各级配水泥掺量下,60%建筑垃圾掺量的水泥稳定碎石劈裂强度最大,较未掺建筑垃圾的水泥稳定碎石劈裂强度至少提高了70%;水泥稳定碎石冲刷质量损失、干缩系数分别与建筑垃圾掺量正相关,且水泥掺量的增加有效改善了稳定碎石抗冲刷性,水泥掺量每增加1%,掺建筑垃圾的水泥稳定碎石质量损失平均降低了42%。     

大掺量煤气化炉渣稳定基层混合料的制备及路用性能研究

为解决传统砂石骨料供应不足、工业固废煤气化炉渣大量堆存的问题，本文利用煤气化炉渣、砂砾土制备路面基层材料，探究煤气化炉渣、水泥剂量与砂砾土掺配最佳比例，从力学性能、路用性能及耐久性能方面研究了水泥稳定煤气化炉渣路面基层材料在公路工程中应用的可行性。研究结果表明：最佳配比为煤气化炉渣和砂砾土的质量比为40%∶60%、水泥剂量7%,该配比下水泥稳定煤气化炉渣路面基层材料7 d无侧限抗压强度超过3.0 MPa,劈裂强度超过0.5 MPa,弯拉强度超过1.5 MPa,具有良好的抵抗竖向变形能力；经过5次冻融循环试验后，试件抗压强度损失比B均在90%以上，质量变化率小于5%,且水稳定性良好；经过180 d干缩试验，A组(煤气化炉渣掺量35%、水泥剂量6%)和C组(煤气化炉渣掺量40%、水泥剂量7%)试件累积干缩量均小于2.5 mm,具有较好的干缩应变。采用SEM、XRD观测煤气化炉渣路面基层材料的水化产物种类及空间分布特征，提出煤气化炉渣强度形成机理，得出主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、Ca(OH)₂,有利于基层混合料强度的形成。     

水泥改良公路路基土体的温度收缩性能研究

在公路路基土体中添加2%～10%的水泥作为固化剂,采用高、低温交变试验箱对不同水泥掺量改良土的温缩性能进行试验研究。结果表明,固化剂水泥改良试件的温缩应变会随着温度循环次数的增加而逐渐趋于平稳;固化剂水泥掺量为6%时改良土的温缩系数在温度10～40℃、温度循环次数达到第3次时的温缩系数较大,且温度为30℃时温缩系数达到峰值;冰点温度区间及低温区间的温缩系数要低于高温和常温区间的温缩系数,且温缩系数呈现随着温度降低而减小的趋势。固化剂水泥掺量为6%时,改良土的温度收缩性能较好,可以有效抑制公路路基土体在温差较大区域发生收缩裂缝的可能性,并提高公路路基土体的整体的稳定性和安全性。     

水性环氧树脂对废旧材料水稳基层性能影响北大核心CSCD

为改善废旧材料水泥稳定碎石基层性能,在其中掺入水性环氧树脂,通过抗压强度、劈裂强度、弯拉强度和干缩试验,研究了水性环氧树脂对废旧材料水泥稳定碎石性能的影响,构建了干缩系数随失水时间变化的关系模型。结果表明:水性环氧树脂掺加质量分数为4%时,废旧材料水稳碎石7 d抗压强度最高。掺入水性环氧树脂提高了废旧材料水稳基层的劈裂强度和弯拉强度,其90 d劈裂、弯拉强度分别增长了49.87%和37.14%,强度随龄期的增速亦得到提升。水稳碎石基层的累计失水率、累计干缩应变随失水时间的增长而增大,增速由快至慢并趋于平稳。在废旧材料水稳基层中掺入水性环氧树脂后,其累计失水率、累计干缩应变和平均干缩系数分别降低了19.22%,28.00%和10.90%,有效地改善了废旧材料水稳基层的干缩性能。     

水泥锶渣混凝土路用性能评价

为了分析水泥锶渣混凝土用于低交通量道路路面的可行性,采用正交方法分析了水泥用量、用水量(坍落度)、砂率、碎石级配等因素对水泥锶渣混凝土抗压强度和抗折强度的影响规律,优选出合理的材料配合比;试验对不同水泥用量的水泥锶渣混凝土的力学性能、干缩性能、温缩性能和抗冻性能进行了系统评价.结果表明:水泥锶渣混凝土强度低于普通C30混凝土,但“折压比”高,弹性模量小,具有较好的抗裂性能;于缩系数比普通混凝土低20％,温缩系数为普通混凝土的53％,具有优良的抗收缩性能;抗冻性能低于普通混凝土;水泥锶渣混凝土可用于非冰冻地区低交通量道路路面.     

原状磷石膏基固化材料固化粉质土性能评价

针对原状磷石膏耐水性差、体积稳定性差和利用率低等问题,以原状磷石膏为主要原料,富硅铝材料、增强材料和耐水材料作为辅助材料制备固化材料,选择原状磷石膏基固化材料（40%原状磷石膏+30%富硅铝材料+30%增强材料）和掺耐水材料的原状磷石膏基固化材料（40%原状磷石膏+30%富硅铝材料+30%增强材料+外掺5%耐水材料）对粉质土进行固化试验,评价固化土的力学性能、水稳性及长期耐水性、体积稳定性和环境毒性。结果表明：固化材料掺量为12%,其中耐水材料掺量占固化材料的5%时,7 d和28 d的无侧限抗压强度分别为4.1 MPa和4.7 MPa,较未掺耐水材料试样分别提高了37%和12%;掺耐水材料试样标养28 d后浸水60 d,强度可达3 MPa,高于未掺耐水材料的2.7 MPa;体积膨胀率在浸水720 h后达到稳定值0.07%,浸出液检测结果表明没有环境危险。原状磷石膏基固化材料较传统的二灰土力学性能、水稳性及长期耐水性、体积稳定性都得到明显改善。     

连续玻璃纤维增强聚丙烯拉挤棒材的性能稳定性

本文利用自行开发设计的热塑性拉挤装置成功制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯拉挤棒材。针对该棒材预期的使用环境,考察了拉挤棒材在不同环境条件下的性能变化,探讨了高低温、热处理及冻融循环对拉挤棒材性能的影响规律。高低温试验表明,随着温度升高,材料弯曲性能逐渐下降,在100℃时仍有40%左右的弯曲性能保留率,而在低温下,材料弯曲性能则呈上升趋势;材料经过热处理后,弯曲性能也获得了一定的提高;通过热处理后的冻融循环试验后,材料的弯曲性能和剪切强度有所下降,但是幅度不大。上述结果表明材料在不同环境下具有较好的性能稳定性。     

利用原状磷石膏制备石膏基复合胶凝材料的力学性能

以未经处理的原状磷石膏制备磷石膏基复合胶凝材料,测试磷石膏基复合胶凝材料的力学性能,考察生石灰的掺量、水灰比以及成型压力对磷石膏基复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:当生石灰掺量为4%时,磷石膏-矿渣复合胶凝材料具有较好的力学性能,矿渣微粉对磷石膏-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能有增强作用。对于磷石膏-矿渣-炉渣复合胶凝材料,当成型压力超过3 MPa时,制备的材料力学性能明显下降。同浇注成型试样相比较,在5 MPa成型压力下的压实成型试样,材料孔隙率提高,特别对于200 nm以上孔所占体积分数来说,其所占体积分数要远远高于浇注成型试样,导致了材料微观结构劣化,力学性能变差。     

玄武岩纤维对磷石膏基复合材料耐久性能的影响

通过在磷石膏基复合材料(PGC)中掺入不同直径、长度和掺量的玄武岩纤维(BF),探究BF对PGC耐久性能的影响。结果表明，BF的掺入能显著降低PGC的溶蚀率。随着BF掺量的增加，试样干湿循环和冻融循环强度整体提高，且与绝干强度变化机制类似，其中干湿循环的抗压和抗折强度较空白组分别提高了约22.3%和100.3%,冻融循环的抗压和抗折强度则分别提高了近46.5%和124.0%。同时，PGC的干湿循环与冻融循环强度系数整体随着BF掺量的增多而增大，干湿循环抗压和抗折强度系数分别上升至0.95和0.92,冻融循环抗压和抗折强度系数分别增长至0.71和0.62,这表明PGC耐久性能得到显著改善。此外，BF直径对PGC耐久性能的影响并不显著。本研究结果可以为纤维改性石膏基复合材料的耐久性能研究提供一定的参考。     

磷渣做路面基层材料的试验研究

根据磷渣的物理化学特性,进行了磷渣做路面基层材料的试验研究.研究结果表明:选用适宜的稳定技术和配合比,磷渣路面基层材料可满足高等级公路的要求.二灰稳定磷渣7d强度可达0.88Mpa以上,28d强度2.80Mpa以上;水泥粉煤灰稳定磷渣7d强度可达1.8Mpa,28d强度达2.9Mpa.磷渣路面基层材料长期劈裂强度增长较快,而回弹模量并没有太明显提高,是一种韧性很好的路面基层材料.     

水泥粉煤灰稳定粒料基层的研究

对水泥粉煤灰稳定粒料作为路面基层材料的性能进行了研究。试验表明 ,水泥粉煤灰稳定粒料的强度与水泥稳定粒料相当 ,强度离散性小 ,早期强度远高于二灰稳定粒料。粉煤灰对提高水泥稳定粒料的均质性和整体性有一定作用。加入磷石膏可大幅度提高水泥粉煤灰稳定粒料的强度     

水泥稳定钢渣碎石基层材料配合比设计及力学强度评价

为有效利用钢渣力学性质,通过室内无侧限抗压试验、CBR试验和浸水膨胀试验优选钢渣碎石级配,并设计水泥稳定钢渣碎石材料水泥剂量,研究钢渣掺量和养生龄期对水泥稳定钢渣碎石力学强度影响规律。研究表明,C级配的钢渣碎石材料击实特性、CBR和浸水膨胀率最优,水泥掺量4%的级配钢渣碎石7d抗压强度满足公路工程基层抗压强度设计要求,且水泥掺量超过4.0%时,抗压强度增长速率降低显著;养生初期,水泥稳定钢渣碎石力学强度随钢渣掺量增加呈线性提高;养生龄期超过7d时,钢渣掺量80%的水泥稳定钢渣碎石力学强度最大;不同钢渣掺量的水泥稳定钢渣碎石力学强度在养生前期增长迅速,养生龄期超过28d时,抗压强度增速减缓。     

高寒地区水泥稳定碎石弯拉特性研究

青藏高原寒冷地区特殊的气候环境条件对水泥稳定碎石半刚性基层强度形成与使用性能的影响较大.通过标准养生与低温养生成型的混合料劈裂强度和弯拉强度室内试验,对比分析了水泥用量、养生龄期、养生温度对混合料劈裂强度和弯拉强度的影响.研究得出:标准养生条件下,水泥用量与养生龄期对混合料劈裂强度和弯拉强度呈交互影响,水泥用量越大,养生龄期越长,其劈裂强度和弯拉强度越大;养生龄期对混合料弯拉强度的影响比水泥用量更明显,应重视基层7d龄期的养生温度.研究表明,水泥用量选用4％,7d养生龄期内最低养生温度大于10℃,并对7～28 d养生期间基层进行适当保护,能够满足水泥稳定碎石的基本性能要求.     

磷石膏基复合相变材料的制备及储热性能研究

以磷石膏为原料,采用常压盐溶液法在硝酸镁溶液中制备α-半水石膏,以凹凸棒土和聚氨酯为载体、十水硫酸钠和结晶乙酸钠二元共晶水合盐为相变材料,采用真空吸附法制备定形相变材料,然后将α-半水石膏与定形相变材料复合制备磷石膏基相变材料,并考察了其机械强度和储放热性能。结果表明,由磷石膏制备的α-半水石膏抗折、抗压强度分别为8.9、36.8 MPa,定形相变材料的相变温度为28.5 ℃,相变焓为82.6 J/g。由于掺入相变材料导致石膏晶体结合点减少,磷石膏基相变材料抗压强度降低,但其仍然能够达到建筑石膏的使用要求。升、降温实验结果表明,磷石膏复合相变材料与纯磷石膏保温箱相比,温差为8.9 ℃,具有一定的储能效果。     

水泥稳定碎石低温强度与干缩特性分析

以研究高寒地区水泥稳定碎石基层材料路用性能为目的,分别研究了在低温环境下,不同的级配、不同类型早强剂对水泥稳定碎石材料无侧限抗压强度和劈裂强度的影响,同时也研究了不同外加剂对水泥稳定碎石材料干缩特性的影响.研究结果表明:0℃和5℃养生,级配偏中值时试件的无侧限抗压强度最佳,掺入C类早强剂7d无侧限抗压强度和劈裂强度最佳,无侧限抗压强度提高了57.8％和99％,劈裂强度分别提高了78％和14％;掺人聚丙烯纤维的水泥稳定碎石28 d累计干缩应变减小了33.3％,抗干缩性能优于膨胀剂.     

掺磷石膏的加气混凝土的制备工艺研究

用粉煤灰为原料,分别研究了磷石膏、氧化钙和砂的加入量对试样强度的影响。研究发现,磷石膏掺量增加,试样的强度下降;氧化钙的加入量增加,试样强度先上升后下降;加入100%的河砂对试样强度没有影响。磷石膏掺量为10%、氧化钙掺量为20%、河砂加入量为100%、铝粉加入量为0.4%,制备的加气混凝土在200℃保温5h后,加气混凝土强度为1.23MPa,干密度为318Kg/m3。