海水拌养水泥稳定珊瑚砂基层力学性能及微观结构

利用珊瑚砂取代天然河砂制备水泥稳定基层材料,系统研究了水泥稳定珊瑚砂材料在海水拌合养护、淡水拌合养护制度以及干湿循环作用下的力学性能差异,利用XRD、SEM对其微观结构和强度形成机理进行分析.结果表明,海水拌合养护水泥稳定珊瑚砂材料比淡水拌合与养护早期强度发展快,但后期强度会出现倒缩,其中5％、6％、7％、8％水泥用量90 d强度分别倒缩15％、5％、3％、1.5％,而6％水泥用量下的试件90 d强度依然满足规范要求;干湿循环作用加速了海水对水泥稳定珊瑚砂材料内部结构破坏,最终导致材料表面局部脱落、松散,使强度降低;微观结构分析表明海水拌合水泥稳定珊瑚砂材料水化产物与普通水泥石类型相同,水泥水化产物与珊瑚砂表面孔隙紧密接触,有利于增强浆体与珊瑚骨料结合强度.     

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。     

防腐阻锈剂和矿物掺合料对复合胶凝材料性能与水化特性的影响

通过水泥胶砂强度和水化热试验对不同替代水泥量的防腐阻锈成分、粉煤灰、矿渣粉三种活性掺合料进行了SEM、XRD衍射分析,观察其水化形貌及特性。试验结果表明:单掺防腐阻锈剂、双掺矿物掺合料都有利于提高水泥胶砂的抗压强度、降低水泥水化速率,但后者因早期水化慢会降低砂浆早期强度;三者复合后,进一步降低了水泥早期水化放热速率,避免了胶凝材料水化的集中放热,使胶砂56 d抗压强度高于基准组8 MPa。通过SEM水化产物结构形貌分析和XRD衍射图谱可知:防腐阻锈成分的掺入对矿物掺合料实现了碱改性,促进了矿物掺合料的二次水化,提高了砂浆或混凝土的强度及耐久性。     

养护条件对钢渣粉水化性能的影响

以磨细钢渣粉(SS)作辅助胶凝材料,研究不同养护条件下掺钢渣粉水泥的强度,并将之与砂粉(SP)对比.测试其在碱溶液作用下活性硅的溶出量、与饱和氢氧化钙溶液反应程度以及显微结构,探讨不同养护条件对钢渣粉水化性能的影响.结果表明:在常温水养条件,在同等掺量条件下,掺钢渣粉水泥3d、7d、28 d强度均较砂粉水泥强度高,钢渣粉早期水化活性较砂粉高.80℃水热养护至相同龄期,在同等掺量条件下,掺钢渣粉水泥强度均较掺砂粉水泥要高.与常温条件相比,80℃水热条件下钢渣粉消耗的Ca(OH)2量明显增加,生成的水化产物也较多,水化反应程度较砂粉高.水热条件有利于激发钢渣粉活性,提高其水化反应程度,增加试样强度.     

水泥稳定砂砾力学强度增长机理及影响因素研究

为研究水泥稳定砂砾力学强度增长机理及影响因素,设计试验方案和方法,研究龄期、水泥剂量、温度等对水泥稳定砂砾力学强度的影响。结果表明：随龄期增长,水泥稳定砂砾力学强度增长速率呈现先快后慢的趋势,并逐渐趋于其极限值;合适的水泥剂量可实现工程项目的经济性;选择合适的温度并缩短混合料从拌合至压实完成的时间,可有效提高水泥稳定类材料的强度,从而提高高速公路建设质量。     

含高吸水树脂的自养护水泥稳定基层的收缩特性

为提高水泥稳定碎石基层的抗裂能力,选择聚丙烯酸高吸水树脂(SAP)材料作为自养护剂添加到基层混合料中,通过振动压实试验、无侧限压缩强度试验、干缩特性试验和温缩特性试验对其力学性能和收缩特性进行研究.结果 表明:SAP的掺入可显著提高水泥的水化程度,大幅抑制水泥稳定碎石基层的收缩应变,改善其内部结构.养护时间达到28 d...     

不同铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能研究

通过对不同化学组成的商品铝酸盐水泥胶砂试件进行水化强度及抗硫酸盐侵蚀试验，研究了不同铝酸盐水泥的胶砂强度保留率及抗硫酸盐侵蚀性能，并采用扫描电镜、能谱检测分析了铝酸盐水泥胶砂侵蚀机理。结果表明，随着铝酸盐水泥中CA和CA2含量的增多，水泥胶砂试件强度保留率提高，CA2含量高的试件抗硫酸盐侵蚀能力较强。     

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。     

醇胺类助磨剂对硅酸盐水泥水化及胶砂强度影响的研究

研究了C和D两种醇胺类助磨剂对硅酸盐水泥水化过程及胶砂强度的影响。化学结合水、水化热分析、综合热分析及XRD结果表明,C加快了水泥3d水化放热和28d水化速度及水化放热,促进了铁铝酸盐矿物的水化;D加快了水泥3d水化速度和水化放热：C、D复合加快了水泥3d和28d的水化,且复合作用优于两者的叠加效应。胶砂强度结果表明,C对水泥28d胶砂抗压强度提高幅度显著;D的加入有利于提高水泥3d胶砂抗压强度;C和D复合对28d抗压强度的增幅远高于两者的叠加效应。     

正交法研究水泥稳定砂砾基层设计

水泥稳定砂砾基层（以下简称水泥土）主要用于高等级公路和一般公路的底基层及基层。近年来，我国高等级公路的建设发展迅速，水泥稳定基层以其强度高、稳定性好、经济、施工便利等优点，在道路工程建设中得到了越来越广泛的运用。路面基层是道路的主要承重层，与面层一起承受车行荷载的作用并将其传递给底基层。     

高性能土壤固化剂的制备与性能

为适应滨州地区土壤盐渍土的土质要求,提高固化土壤的强度,以石灰、石膏为主要原料,通过正交试验的方法研究了影响滨州地区土壤的因素,确定了高性能土壤固化剂的最佳配比.对固化剂稳定土与石灰、水泥等稳定土进行对比试验,并初步分析了其固化机理.结果表明:固化剂稳定土的强度高于石灰、水泥等稳定土,且水稳与冻稳系数均大于0.90.     

水泥钢渣稳定土的路用性能研究与工程应用

在道路材料中应用钢渣是钢渣规模化消纳的重要途径之一,水泥钢渣稳定土是一类新型路面基层材料。本文针对水泥剂量、钢渣掺量对水泥钢渣稳定土抗压强度以及劈裂强度的影响进行了研究,同时还探讨了钢渣掺量对水泥钢渣稳定土干缩性能的影响。结果表明：随着钢渣掺量的增加,水泥钢渣稳定土的无侧限抗压强度和劈裂强度逐渐提高,折压比先增加后降低,干缩系数逐渐降低;随着水泥剂量的提高,水泥钢渣稳定土的28、90 d无侧限抗压强度和劈裂强度逐渐提高,水泥剂量提高至5%(质量分数)时,折压比出现一定幅度的降低。采用配合比(质量分数)水泥外掺5%,钢渣掺量60%,土掺量40%进行工程应用研究,试验段经过现场检测,工程应用效果良好,具有较好的经济效益。     

高吸水树脂自养护剂对水泥胶砂性能的影响

为提高水泥胶砂的养护质量,将高吸水树脂材料自养护剂掺入不同水泥胶砂中,研究自养护剂对标准稠度水泥用水量、凝结时间的影响,分析水泥胶砂的力学性能及干缩性能,揭示自养护剂的养护机理。结果表明：自养护剂前期会吸收大量水分,增加了水泥的标准稠度用水,后期在水泥中缓慢释放水分参与水泥的水化,延长水泥的凝结时间。自养护剂的掺入前期会降低水泥胶砂的抗压、抗折强度,水泥型号越高这种影响越小。后期会提高上述强度,当自养护剂掺量为水泥质量的0.2%时,强度达到最大。自养护剂的掺入为试件内部水泥水化提供了水分,可降低水泥胶砂的干缩量,提高水泥胶砂干缩性能。     

煅烧煤矸石对硅酸盐水泥胶砂力学性能及微观结构的影响

通过水泥胶砂力学强度测试,并结合压汞仪、X射线衍射、热重和扫描电镜测试,研究煅烧煤矸石掺量对水泥胶砂力学性能和水化产物微观结构的影响.力学性能测试结果表明:相同养护龄期下,水泥胶砂的抗压和抗折强度都先随煅烧煤矸石取代量增大而增加,取代量为15％时水泥胶砂的力学强度达到最大值;相同取代量下,水泥胶砂养护龄期越长,煅烧煤矸石对水泥胶砂力学性能的提升效果越显著.机理研究表明:煅烧煤矸石中主要组分为偏高岭土,其具有较强的火山灰效应.水泥水化初期,偏高岭土具有异相成核效应,可加速水泥的初期水化;水化后期,偏高岭土能与水泥水化产物氢氧化钙进一步发生水化反应,生成更多的水化硅酸钙凝胶,不仅降低了水化产物氢氧化钙对水泥胶砂的不利影响,而且提高了水泥胶砂的密实性,降低了水泥胶砂孔隙率并减少了有害孔比例,从而优化了水泥胶砂的孔径结构,使其力学性能得到强化.     

固化剂改良水泥稳定黄土强度及水稳性研究

为了研究水泥及微量固化剂对黄土路基强度及水稳性的影响,选择3个水泥掺量(6％、7％和8％)和4种固化剂(M1、M2、M3和M4),测试3个水泥掺量下黄土的7-d无侧限抗压强度,在8％的水泥掺量下分别加入0.2％和2％的4种固化剂,测试其7d无侧限抗压强度、渗水系数K20和30 rain冲刷量,并结合分别加入4种微量固化剂的黄土试件微观形貌图,分析固化剂改善水泥稳定黄土的机理.结果表明,水泥稳定能大幅提高黄土强度;4种固化剂成份体系不同,对水泥稳定黄土的主要作用机制也不同,主要包括离子交换作用、火山灰作用、化学反应生成Friede晶体改善作用和膨胀填充作用;固化剂类型对土壤有一定的适应性,不同土壤类型需要有选择的使用固化剂类型;各类固化剂改善黄土方式并不只是通过单一作用,而是主要机制不同的多种作用复合发生;对黄土的改善途径主要是通过提高土体颗粒粘聚性或生成更多、更强的水化产物提高强度或填充孔隙提高密实性.     

水剂混凝土水化温升抑制剂的制备工艺研究

通过控制水解温度,酸浓度和反应时间等工艺因素,利用水解糯玉米淀粉的方法制备了一种水剂混凝土水化温升抑制剂,并对其性能进行了探索。微量热测试表明,与基准相比,50℃下所得样品能削弱水泥水化速率放热峰值40%。影响样品性能的主要因素是温度。温度越高,制备类似性能的样品所需时间越短。酸浓度和反应时间对其水泥水化速率调控性能也有一定影响。强度测试则表明水化温升抑制剂对后期胶砂强度没有影响。     

基于灰色理论的水泥稳定碎石基层抗冲刷性能分析

结合陕南秦巴山区某高速公路工程实例,通过对室内模型试验结果的归纳与总结,利用灰色理论分析了水泥稳定碎石半刚性基层抗冲刷性能与主要影响因素间关联度,建立了以集料分形维数、压实度、水泥含量及其28 d胶砂强度、集料中含水量及水泥强度等级等因素为参数的水泥稳定碎石基层冲刷量预估模型.研究结果表明:集料分形维数与冲刷量关联度最大,压实度、水泥含量及其28 d胶砂强度次之,集料中含水量较小,水泥强度等级最小;水泥稳定碎石半刚性基层抗冲刷性能受其结构型式影响较大;基于材料组成和外界环境影响因素建立的水泥稳定碎石基层冲刷量预估模型能够反映其抗冲刷性能,对类似地区半刚性基层的设计与施工提供了借鉴.     

细磨石灰石粉对水泥性能的影响

将不同比表面积的石灰石粉按不同比例掺入水泥中，对水泥的性能进行研究。结果表明：石灰石粉的加入，能有效提高水泥的外加剂相容性、促进水泥的水化及提高水泥胶砂的体积稳定性；一定颗粒分布的石灰石粉对水泥胶砂的流动性能及强度有促进作用。     

水泥稳定砂砾基层机械化施工质量控制

在国道111线基层施工中，采用WTU-950沥青砼摊铺机摊铺水泥稳定砂砾，实践中用场拌设备与摊铺机之间互相匹配，日铺2800t。其结构为9．5m宽，16cm厚水泥稳定砂砾上基层，其下基层为16cm水泥稳定砂砾，场拌法推土机配合平地机摊铺已完成。     

Fe_2O_3对白云石砖抗水化性能的影响

白云石砖主要原料是镁钙砂,提高白云石砖的抗水化性能就是要提高镁钙砂的抗水化性能。试验认为:(1)添加Fe_2O_3能够显著提高镁钙砂的抗水化性能,随着Fe_2O_3含量的增加,水化增重率呈下降趋势,材料的耐压强度及抗折强度增大,但是随着Fe_2O_3含量增加到1%后,材料的抗折强度、气孔率有明显大的波动;(2)烧成温度对镁钙砂的抗水化性能有一些影响,烧成温度升高,材料强度增加,气孔率降低,抗水化能力有一定的提高。该研究结果有利于白云石砖的质量控制,对水泥企业选用白云石砖具有参考意义。