淤泥质土的固化机理研究

为了消除腐植酸对水泥固化处理淤泥质土的不利影响,阐述了淤泥质土中腐植酸的特性,探讨了腐植酸对水泥水化过程的影响机理,提出了从减薄黏土双电层厚度、添加膨胀组分、提高固化土早期强度、提高土壤pH值、裂解有机质大分子结构以及调节水泥离子和黏土颗粒的活性的角度固化淤泥质土的对策.抗压强度试验表明,三乙醇胺和氢氧化钠双掺效果优于单掺效果,不仅可以加速早期强度的增长,而且对后期强度发展有利;随着生石灰、高效减水剂、水玻璃和生石膏掺量的增加水泥固化土的强度均呈现先提高后降低的规律.正交试验得到了复合固化剂中各添加剂间的最优配比.强度对比试验表明,复合固化剂的固化强度优于单掺水泥和水泥复掺固化剂SN201的固化效果,充分验证了其在强度提高方面的优越性.     

工业废料固化高含水率疏浚淤泥强度特性分析

疏浚淤泥因含水率高而难以直接利用,将其固化成填土材料是一种有效的处理方法．本文通过试验对比分析了3种常见工业废料：粉煤灰、矿渣、磷石膏作为主要固化剂、添加少量生石灰或水泥做反应诱发剂组成的6类复合固化剂固化处理高含水率疏浚淤泥的效果．结果表明：复合固化剂固化疏浚淤泥可以获得较高的无侧限抗压强度;3种工业废料中,磷石膏复合固化剂的固化效果最理想;水泥和工业废料组成的水泥基复合固化剂效果优于石灰基复合固化剂．通过引入强度增长率概念,发现固化淤泥的无侧限抗压强度增长率和复合固化剂中工业废料掺灰比呈线性关系．基于此规律,本文还给出了含工业废料固化高含水率疏浚淤泥早期强度的预测公式．     

粉煤灰矿渣复合水泥强度超叠效应的研究

通过由粉煤灰、水淬粒化高炉矿渣、硅酸盐水泥熟料及适量石膏组成的复合水泥强度试验，系统地研究了其强度叠加效应．在大量试验的基础上，优化了混合材料掺量及比例，选择了较为适宜的激发剂．从理论上分析了复合水泥产生强度超叠效应的原因及早期水化作用机理     

低掺量水泥固化土的力学特性及微观结构

针对某滩涂淤泥,开展不同淤泥初始水的质量分数、不同水泥掺量的固化土无侧限抗压强度试验、一维压缩试验以及扫描电镜试验,研究低掺量水泥固化土的力学特性与微观结构特征,探讨其与常规掺量固化土的差异. 结果表明：分界水泥掺量、最低水泥掺量与淤泥初始水的质量分数的线性关系明显;与常规掺量固化土相比,低掺量固化土的强度增长明显较慢,压缩性降低较少;固结屈服应力随水泥掺量增加而增大,在较低掺量区,固结屈服应力与水泥掺量具有非线性关系;低掺量固化土屈服前、后的孔隙形态特征以及孔隙排列特征差异较大,当固结压力小于固结屈服应力时,孔隙未呈现出明显的定向性且排列较为混乱,当固结压力大于固结屈服应力时,随着荷载的增加,孔隙形状变得圆滑,复杂程度降低,孔隙排列逐渐趋向于有序.     

低熟料掺量土壤固化剂三元混料系统的优化设计

目的在研究粉状土壤固化剂作用机理的基础上，用混料设计模型对以磨细水泥熟料、高钙粉煤灰、石灰三元混料系统的固化剂进行了配料优化设计．方法以固化剂与水泥胶砂质量比为30：70，50kN压力下成型，7d抗压强度为考核指标，用三元混料试验设计建立混料优化模型，优选最佳混料组合，对确认的最优配比进行了风化花岗岩、原状黏土的固化试验，在测试评价其基本性能后，进一步调整了激发组分的最佳用量．结果三元混料模型是显著的、有效的，无激发组分的固化剂掺量10％后，固化风化花岗岩的7d强度可达到4．06MPa。掺量12％固化原状黏土的7d强度可达到1．83MPa，根据工程土壤条件，进一步调整激发剂掺量后，低熟料掺量的固化剂固化7d强度可达到5．95MPa。掺量12％固化原状黏土的7d强度可达到3．76MPa．结论三元混料优化模型对于低熟料掺量土壤固化剂的配料设计是有效的。优选的配比是可靠的，进一步调整激发剂的掺量后，其性能完全满足《公路路面基层施工技术规范》JTJ034—2000的技术要求．     

水泥固化土强度特性试验研究

为研究水泥固化土强度特性,对水泥固化土进行室内不固结不排水三轴试验。结果表明,达到一定应变条件下,随着围压的增加水泥固化土应力不断增加。说明随着围压的增加,水泥固化土的强度不断增强,水泥对土体具有很好的加固作用。从不同水泥固化剂掺量应力应变关系曲线可知,水泥固化剂掺量对应力应变关系的影响从大到小顺序为5%、8%、12%、2%。随着水泥固化剂掺量的增加,破坏应力与应变成"波浪型",在水泥掺量5%处出现一峰值点。水泥固化剂掺量对固化土抗剪强度的影响,随着水泥掺量的增加黏聚力增加,但在水泥掺量5%～8%出现平稳过渡段,然后继续增加,而内摩擦角却几乎保持不变,说明水泥可以很好地改善土体强度,水泥固化土抗剪强度的重要指标是黏聚力。因此,采用水泥来加固土体,可以大大改善土体的力学性能,选取水泥掺量5%作为最佳配比,最经济合理。     

掺加矿渣的土壤聚合物对重金属的固化

在土壤聚合物固化重金属时进行了掺加不同量高炉矿渣的实验，测定固化体的抗压强度、浸出毒性．试验结果表明，土壤聚合物掺加一定量的高炉矿渣固化重金属对不同的重金属固化效果不同，但总体来说，固化体的浸出毒性低于国家标准，抗压强度可迭30MPa以上，能用于建材．高炉矿渣的掺量在30％左右时抗压强度最好，浸出毒性则随着高炉矿渣掺量的增加而下降，所以利用土壤聚合物固化一定含量的重金属时，可以加入适当的高炉矿渣来减小浸出毒性．     

水泥-膨润土复合固化市政污泥强度试验研究

针对固化污泥的强度问题,以水泥作为复合剂的固化基质材料,采用材料比选强度试验,优选复合剂的外掺剂;开展了不同水泥添加量和不同膨润土添加量条件下固化污泥的强度试验,研究固化污泥的强度特性。结果表明：膨润土可作为优选的外掺剂,其特殊的离子交换和团粒化作用,使得膨润土复合水泥固化市政污泥相比于黏土、页岩效果更好;固化污泥土的无侧限抗压强度总体上随着水泥、膨润土添加量的增加而增大,试验表明水泥和膨润土复合可有效固化市政污泥,提高污泥的强度特性;基于试验数据建立的固化污泥土强度预测模型,可以对固化污泥土的无侧限抗压强度进行准确预测。     

水泥基固化剂固化南沙软土的力学及微观试验研究

以普通硅酸盐水泥为基础,分别添加石灰、石膏、膨润土等外掺剂对广州南沙软土进行固化处理。通过直剪试验、无侧限抗压试验对固化土样进行了力学性能研究,分析了固化土体的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度随不同外掺剂掺入比及龄期的变化关系;通过扫描电子显微镜（ SEM ）研究了不同固化土样的微观结构特征。试验结果表明：与单掺水泥类似,添加不同外掺剂后土体的各个力学指标均随着外掺剂掺入比和龄期的增加而增大不同外掺剂对水泥加固淤泥效果的影响不尽相同,就后期强度而言石灰效果最佳,就早期强度而言石膏、膨润土效果都很好,膨润土相对更佳,且当强度要求一定时石膏和膨润土都能一定程度降低水泥使用量。这与固化后土体的微观结构有关。该研究成果可供类似研究和工程参考。     

矿物掺合料和CLDH对水泥基材料氯离子固化性能研究

采用等温吸附平衡方法,研究了单掺和复掺粉煤灰、矿渣和焙烧层状双金属氢氧化物(CLDH)对水泥基材料氯离子固化性能的影响,并借助XRD对影响机理进行分析.结果表明:单掺范围为15%～45%情况下,随着粉煤灰和矿粉掺量增加,水泥基固化氯离子的量先增大后减小,当粉煤灰和矿粉的掺量在30%时,其固化氯离子的能力较好且都优于纯水泥对氯离子的固化效果;水泥基材料氯离子固化量随着CLDH掺量的增加而增加;但是粉煤灰和矿渣依次与CLDH复掺,复掺效果不佳,其复掺效果不如单掺粉煤灰或矿渣对氯离子的固化效果好.研究成果对以后复掺技术在海工混凝土中的有效、合理使用提供相应的参考.     

人工制备有机质固化土力学特性试验研究

为了探讨有机质对水泥固化土物理力学特性的影响以及固化剂XGL2005的固化效果，在软土中添加腐植酸配制得到了不同有机质含量的人工有机质土，并进行了液塑限试验；另外，对单掺水泥固化与水泥添加固化剂XGL2005复合固化有机质土进行了无侧限抗压强度对比试验.试验结果表明,人工有机质土的液限以指数形式增长，塑限则呈线性形式增加；随着固化土中有机质质量分数的增加，固化土的强度呈对数形式下降；而随着固化剂XGL2005掺量的增加，固化土的强度呈幂函数形式增长；固化剂XGL2005可有效消除有机质的不利影响，显著增强水泥固化有机质土的效果.在分析水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度影响规律的基础上，通过回归分析建立了既可考虑有机质质量分数对强度削减的影响，又能考虑水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度增强影响的预测模型.     

滞洪区路堤改良路基填土CBR试验研究

滞洪区亚粘土作路基基层、底基层填料土必须进行固化改良,本文采用石灰一粉煤灰、水泥一粉煤灰组合和水泥一石灰组合对其进行改良研究,以承栽比CBR值作为指标,针对不同的压实度、固化剂不同配合比掺量开展了系列试验,并进行了分析和讨论．试验结果表明,三种改良填料土的抗压强度,随着压实度增加,分别先呈现不同比例的增长,但增加到一定值后,开始趋于平稳或弱有减少,可控制压实度在93％～96％之间,能兼顾施工质量与经济．水泥一粉煤灰组合改良土和石灰一粉煤灰土在水泥或石灰掺量一定时,其承栽比随着粉煤灰掺量的增大呈先增大后减少;水泥一石灰组合和石灰一粉煤灰组合改良土在水泥或粉煤灰掺量一定时,其承载比也随石灰掺量的增大呈先增大后减少．三种改良土粉煤灰、石灰掺量都存在最佳配合掺量,基于试验结果,笔者就三种改良路基土给出了建议的配比．     

粉煤灰地聚合物材料及性能研究

采用正交试验研究矿渣掺量、生石灰掺量和NaOH溶液浓度三个因素对以矿渣为矿物掺合料的粉煤灰地聚合物材料强度的影响.试验结果表明,生石灰掺量和NaOH溶液浓度对该材料强度起主要作用,而矿渣可以提高该材料的早期强度.此外,对比研究掺不同矿物掺合料的粉煤灰地聚合物材料以及普通硅酸盐水泥的碱集料反应性能,结果表明,粉煤灰地聚合物材料的抗碱集料反应性能均优于普通硅酸盐水泥,而掺矿渣的粉煤灰地聚合物材料的抗碱集料反应性能是粉煤灰地聚合物材料中最好的.     

焦作地区工业废渣分析与应用研究

对焦作地区主要工业废渣进行了成分分析, 并与硅酸盐水泥作了比较; 同时, 对工业废渣在水泥生产和混凝土工程中的应用作了研究, 当使用激发剂时, 水泥中的矿渣掺量可达７０ ％ ; 粉煤灰掺量为２０ ％ 时, 基本上不降低水泥的强度; 粉煤灰代砂配制混凝土, 当代砂量为３０ ％ 时, ９０ ｄ 强度可提高３０ ％ ．     

矿渣水泥中掺用大量粉煤灰的抗压强度特性

在矿渣水泥中大量掺用粉煤灰来生产水泥是一种新技术。这种复合水泥(代号P.O)由于参入了两种活性混合料,较单一混合料的水泥具有更好的使用效果,其性能一般受所用两种混合料的矿物成分、比表面积、掺量及配合比的影响。本文用矿渣水泥、粉煤灰、激发剂及填充料四种成分按一定比例配制复合水泥后,着重探讨了激发剂以及填充料对其抗压强度的影响。其结果表明,在矿渣水泥中大量掺用粉煤灰时,必须添加少量的激发剂,才能满足早期强度的技术性能,单独使用各种激发剂对早期强度的提高并没有显著的效果,各种激发剂之间存在最佳配合比。     

水泥固化土的室内三轴试验研究

对水泥固化土进行三轴试验研究其力学特性,分析水泥固化剂掺量、养护时间对水泥固化土的应力-应变、强度及刚度的影响,并分析其产生的原因。研究结果表明:随着轴向应变的增加,偏应力不断增加,在轴向应变相同时偏应力随着水泥固化剂掺量和养护时间的增加而增加;破坏应力随着水泥固化剂掺量和养护时间的增加而增加;强度提高系数随着水泥固化剂掺量的增加而增加;随着轴向应变的增加,刚度不断衰减,加载初期刚度衰减较快,随着轴向应变的增加曲线逐渐趋于平稳,在轴向应变相同时刚度随着水泥固化剂掺量和养护时间的增加而增加;水泥固化剂的掺入使得土体的强度、刚度及抵抗变形的能力较未加固土明显增强,且随着水泥固化剂掺量和养护时间的增加而增强。     

干湿循环作用下固化淤泥的抗剪强度变化规律

河、湖等的疏浚淤泥多采用固化方式进行处理。针对固化淤泥材料的干湿稳定性问题,系统开展了干湿循环作用下水泥固化疏浚淤泥的抗剪强度特性试验研究,揭示了固化淤泥在干湿循环作用下抗剪强度的变化机理,并对各影响因素进行了定量分析。结果表明：随着干湿循环次数的增加,固化淤泥的抗剪强度逐渐变化,且先快后慢,最后趋于稳定;干湿循环后,水泥掺量100 kg/m³固化淤泥试样的抗剪强度降低,而水泥掺量150、200 kg/m³试样干湿循环后的抗剪强度不降反增,说明干湿循环对固化淤泥的影响与水泥的掺量有关。较高的干燥温度促进了水泥水化,从而导致水化产物增加,固化淤泥的抗剪强度增大;同时,干湿循环过程中,微裂缝的发育导致固化淤泥的抗剪强度降低,干湿循环对固化淤泥抗剪强度的影响取决于二者的综合作用。     

改性淤泥固化土非饱和渗透特性试验研究

针对路基土的非饱和渗透特性对路基土强度和变形特性有着很大影响的问题,采用变水头方法,量测不同压实度、水泥掺量和养护龄期下改性淤泥固化土的饱和渗透系数.利用瞬态脱吸湿法(TRIM)系统对改性淤泥固化土样进行脱、吸湿试验,采用TRIM系统的软件进行反算,获得难以实际测量的水力学参数,得到改性淤泥固化土的渗透函数曲线.重点分析压实度、水泥掺量和养护龄期等因素对改性淤泥固化土非饱和渗透系数的影响.基于现有非饱和渗透系数模型,提出能够反映水泥掺量、压实度及饱和度等影响的改性淤泥固化土非饱和渗透系数预测模型,对模型有效性进行验证.结果表明,固化土渗透性较差,与养护龄期、水泥掺量和压实度成反比.脱、吸湿阶段,养护龄期对改性淤泥固化土非饱和渗透系数影响不大,改性淤泥固化土非饱和渗透系数随压实度增大而减小.     

合肥滨湖新区软土固化最优配比的试验研究

选择粒化高炉矿渣微粉（Ground Granulated Blast Slag，简称 GGBS）作为固化剂，MgO 和 Na2SiO3 作为激发剂固化合肥滨湖软土。其中影响因子为 GGBS、MgO、Na2SiO3 的掺量，响应值为养护 7 d 和 28 d 的固化土无侧限抗压强度。通过中心组合试验设计法（Central Composite Design，简称 CCD 法）确定三种外掺剂的最优配合比。研究表明：经过 7 d 和 28 d 的养护，三种外掺剂对固化土的无侧限抗压强度的曲面和线性效应均显著；两两因素之间的交互作用有着一定的区别，7 d 养护龄期下 GGBS 和 MgO 的交互作用显著，而 28 d养护龄期下 GGBS 和 Na2SiO3 的交互作用显著。试验得出：GGBS、MgO 与 Na2SiO3 三掺量固化软土的最优配合比分别为 12.46%、3.90% 与 6.73%。在最优配合比条件下，7 d 与 28 d 的预测抗压强度分别为 1 015.04 kPa 与1 166.48 kPa。最后分别对养护 7 d 和 28 d 固化土的实测抗压强度值与预测抗压强度值进行对比分析后，得到实测值与预测值相接近，故此试验研究成果可为实际软土固化工程的矿渣类复合固化剂配方提供参考依据。     

金矿渣和激发剂在少水泥熟料体系中的作用效果

为了促进金矿尾矿渣(简称金矿渣)在建材和少水泥熟料体系中的应用,在少水泥熟料体系中用金矿渣替代粉煤灰,并加入激发剂钾水玻璃、氢氧化钾和氢氧化钠,研究了硬化浆体组成和强度变化.结果表明:金矿渣取代粉煤灰量会影响激发剂的效果,取代量低时钾水玻璃的激发效果较显著,而取代量高时效果相反,这种差异性与激发剂对体系初始碱度和硅酸根基团贡献有关.