水泥/玄武岩纤维复合固化剂分别对泥炭质土静力特性的影响

为了研究单掺水泥及复合固化剂(由水泥、生玄武岩纤维、石灰和生石膏组成)对滇池地区高原湖相泥炭质土静力特性的影响,对不同掺量水平下的水泥改良土和复合固化剂改良土进行静三轴不固结不排水剪切试验,研究了两种改良土的三轴应力应变关系与抗剪强度变化规律。研究表明:随掺量的增加,两种改良土的主应力差峰值强度增大;当掺入复合固化剂的质量分数为15%时,相比5%、10%两个掺量水平,复合固化剂改良土的三轴应力应变关系由“应变硬化型”转变为“应变软化型”,且抗剪强度显著提升;当改良土的内部结构发生破坏时,水泥改良土的抗剪强度有较大损失,而复合固化剂改良土仍保持较高的抗剪强度。     

冶金污泥用于路基回填土的试验研究

以冶金污泥资源化为宗旨,对冶金污泥固化/稳定化后用于路基回填土进行研究。试验研究表明,通过适宜固化处理工艺,冶金污泥能够满足路基回填土物理化学、力学以及重金属浸出安全性等要求。选用水泥、石灰和粉煤灰作固化剂（内掺）,适宜掺量为20%（水泥5%、粉煤灰10%、石灰5%）和掺量为25%（15%水泥、10%粉煤灰）,对于公路等级较低的公路,还可以进一步减少固化剂掺量,以降低成本。     

养护温度对高掺量粉煤灰硅酸盐水泥砂浆干缩性能的影响

实验研究了经20℃(标准养护)和60℃养护后,高掺量粉煤灰水泥砂浆的干缩性能。用结合水法、压汞法对水泥水化程度、水泥石孔结构及其分布进行研究。分析了养护温度对不同掺量粉煤灰硅酸盐水泥砂浆干缩性能影响的机理。结果表明：经20℃养护后,高掺量粉煤灰水泥砂浆在各龄期的干缩均小于不掺或低掺量粉煤灰水泥砂浆的干缩。经60℃养护后,高掺量粉煤灰水泥砂浆的干缩大于不掺或低掺量粉煤灰水泥砂浆的干缩。当粉煤灰掺量较低时(0～20％),经高温养护的水泥砂浆的干缩小于低温养护的。粉煤灰掺量较高时,高温养护的水泥砂浆的干缩大于低温养护的。掺粉煤灰水泥砂浆,无论经高、低温养护,各龄期的干缩均比标准养护的小,并且掺粉煤灰水泥砂浆的干缩稳定期较不掺粉煤灰水泥的早。温度对不掺粉煤灰的硅酸盐水泥砂浆干缩的影响主要是影响C—S—H凝胶的微观结构,而对于粉煤灰水泥则主要是影响水泥石的孔径分布及水化程度。     

低水泥含量级配碎石路用性能试验研究

为研究低水泥掺量对级配碎石路用性能的影响,考虑1%、2%、3%和4%水泥掺量,进行7 d无侧限抗压强度、承载比CBR、抗压回弹模量以及温缩、干缩系数等路用性能指标试验,确定出低水泥含量级配碎石的最佳水泥掺量。结果表明:通过7 d无侧限抗压强度指标确定最佳水泥掺量为3%,抗压强度均为3.65 MPa;3%低水泥含量级配碎石承载比CBR值为435.7%;3%低水泥含量级配碎石抗压回弹模量为900.5 MPa,与普通掺量回弹模量相比,降低了26.45%,有效提高基层韧性抑制反射裂缝扩展;3%低水泥含量级配碎石与普通水泥稳定级配碎石温缩、干缩系数的发展趋势相同,但3%低水泥含量级配碎石对温度和湿度敏感性最弱。     

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。     

脱硫石膏的热处理及其对矿渣水泥若干性能的影响

研究了在不同温度下处理的脱硫石膏对矿渣水泥若干性能的影响，确定其在水泥基材料中循环利用的可行性。研究结果表明，经低温烘干焙烧处理的脱硫石膏，掺入到矿渣水泥中并控制适当的SO3掺量，水泥凝结时间正常，强度略有提高，并且明显降低了硬化水泥浆体的失水率和干缩率，可以有效防止收缩裂缝的产生：并进一步探讨了脱硫石膏对矿渣水泥性能的影响机理。     

基于应变特性分析的水泥就地冷再生温缩性能研究

本文基于应变特性对比分析不同水泥剂量及新旧混合料的温缩性能,研究结果表明温缩应变与温度有很高的相关性,温缩系数随着温度降低而减小,同时随着水泥用量的提高,平均温缩系数先增大后减小,5%水泥剂量的旧混合料温缩性能较好,且在再生混合料应用过程中,应尽量增加粗集料用量,增强再生混合料的抗温缩性能。     

工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究

为促进磷石膏在公路工程中的规模化利用,本文通过基础力学试验、泡水膨胀试验、收缩试验、冻融循环试验、延迟成型试验以及低温自然养生试验对磷石膏路面基层材料的综合路用性能进行了系统化评估。结果表明：磷石膏路面基层材料的力学性能与普通水泥稳定碎石性能相当;磷石膏路面基层材料的28 d浸水累计膨胀率仅为0.086%,具有良好的浸水稳定性;干缩系数为116.64με/%,温缩系数为5.15με/℃,冻融循环抗压强度比为81.13%,抗收缩性能和抗冻性能显著;试件的成型时间延迟和低温养生均对混合料强度产生不利影响,延迟4 h后强度下降了24%,5℃养生条件下强度下降了33%。     

石灰改良软土填料路用性能试件研究

为探讨季节性冻土地区石灰改良土填料填筑路基的性能,研究了石灰改良软土力学特性和冻融条件下含水率、颗粒粒径和养护方式对石灰改良软土抗剪强度的影响规律。研究结果表明:石灰改良土CBR、抗压强度随石灰掺量增加逐渐增大,石灰掺量7%～10%下改良土抗压强度增长较慢,建议改良土最佳石灰掺量为7%;冻融条件下改良土抗剪强度随冻融次数增加呈减小趋势,达到5次后,改良土抗剪强度逐渐减小至稳定值,当含水率由15.7%增加到19.7%,改良土冻融5次、10次后抗剪强度分别降低了24.5%、28.0%;粒径2mm改良土抗冻性好于粒径5mm改良土,粒径2mm、5mm改良土冻融10次后抗剪强度分别平均减小了10.4%、23.4%;标准养护改良土抗冻性好于现场养护改良土,标准养护和现场养护改良土冻融10次后抗剪强度分别平均减小了10.2%、14.5%。     

近海冲洪积粉土水泥改良试验研究

针对松铁东岸高速公路合浦境内路段近海冲洪积粉土作为路基填料时,存在强度不足,压实控制困难,研究水泥改良粉土机理,提出水泥掺量设计公式,结合室内试验测定改良土膨胀量及CBR。结果表明:水泥掺量为3%即可满足强度和变形控制的要求,且经济性最佳。     

干湿循环条件下玄武岩纤维水泥土力学强度试验研究

为保证干湿条件下水泥土工程特性,在水泥土中掺入玄武岩纤维,研究水泥掺量、纤维掺量、干湿循环次数对水泥土力学强度的影响规律。结果表明,干湿条件下,随水泥掺量或纤维掺量的增加,水泥间接抗拉强度提高较抗压强度明显;同一干湿次数下,水泥掺量增加1%,纤维水泥土抗压强度、间接抗拉强度至少分别提高12%、15%;纤维掺量为0.3%的水泥土力学强度达到最大值,纤维掺量≤0.3%时,纤维掺量增加0.1%,抗压强度和间接抗拉强度分别平均提高了18%、26%;纤维水泥土力学强度均随干湿次数增加先增大后减小,干湿次数为5次时,力学强度达到最大值。     

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%。     

粉煤灰部分取代石灰石粉的水泥胶砂干缩性能研究

通过测定水泥胶砂不同龄期干缩率,分别研究了石灰石粉、粉煤灰单掺以及石灰石粉和粉煤灰双掺时水泥胶砂干燥收缩性能的影响。结果表明：随着石灰石粉掺量增加,胶砂干燥收缩先增大后减小,石灰石粉掺量为10％左右时胶砂干燥收缩最大;胶砂干燥收缩随粉煤灰掺量增加先减小后增大,粉煤灰掺量10％左右时,胶砂干燥收缩最小;石灰石粉掺量一定时掺入粉煤灰可以减小胶砂干燥收缩。     

低温养护对硫铝酸盐基三元复合体系水化性能的影响

研究了低温养护对硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥-石膏三元体系凝结时间、抗压强度、干燥收缩等宏观性能的影响,并采用X射线衍射仪分析了不同温度下的水化产物。结果表明,低温及石膏掺量均影响着水化产物钙矾石及单硫型水化硫铝酸钙的生成,从而对宏观性能产生影响。石膏掺量较低时,低温对凝结时间影响不大;石膏掺量较高时,低温大幅延缓了凝结。低温养护延缓三元体系的早期水化,明显降低早期强度及干燥收缩,但对后期强度影响不大。     

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.     

水泥稳定钢渣碎石基层材料实验研究

采用钢渣替代碎石,设计了5种配比的水泥稳定钢渣碎石混合料。通过力学和抗裂性能实验,得出钢渣和石料的最佳掺配比例。研究表明,使用钢渣代替局部粗骨料可以大幅提高水泥稳定碎石混合料的抗压强度和劈裂强度。干缩系数随钢渣掺量增大呈现减小趋势,掺加钢渣后能够明显减少因失水产生的干缩变形,但钢渣掺量不能过多,否则会导致水泥稳定碎石混合料温度收缩变形增大。经过综合评估,建议采用粗钢细石(粗集料采用钢渣,细集料采用石灰石)的替代组合。     

废玻璃粉对泡沫混凝土性能和微观孔结构的影响及其价值工程分析

玻璃研磨成粉后的主要成分与粉煤灰相似,具备潜在的火山灰活性。为提高我国对废弃玻璃的循环利用率,将泡沫混凝土与废玻璃粉结合用于改善泡沫混凝土性能,减少水泥消耗量,提高废玻璃的循环利用率。本文研究了以废玻璃粉作为胶凝材料替代部分水泥,并探究废玻璃粉对泡沫混凝土抗压强度、干密度、干缩率、软化系数等的影响。结果表明：在替代胶凝材料总质量的0%～30%(质量分数,下同)时,废玻璃粉会提高泡沫混凝土的抗压强度;且在废玻璃粉掺量为20%时,泡沫混凝土28、56 d抗压强度达到最大值;而在120 d时,废玻璃粉掺量为30%的泡沫混凝土抗压强度达到最大值。废玻璃粉会降低泡沫混凝土的干缩值,且掺量越大,干缩值的降低程度越大,这有助于解决泡沫混凝土易开裂的问题。废玻璃粉能够明显提高泡沫混凝土的软化系数,便于其在潮湿或水下环境应用。此外,从微观孔结构的角度对废玻璃粉引起的泡沫混凝土力学及耐久性能的变化规律做出解释,最后对废玻璃粉引入泡沫混凝土后的价值进行分析,定量证明了废玻璃粉的环保性和经济性。     

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.     

不同措施对水泥稳定碎石混合料性能的影响

通过开展抗压回弹模量测试、强度测试、收缩性能测试和耐久性能测试,研究了采用振动拌和技术、掺加玄武岩纤维、掺加膨胀剂以及提高水泥用量四种措施对水泥稳定碎石混合料性能的提升效果,并基于多因素方差分析评价了不同技术措施对水泥稳定碎石混合料各项性能的影响程度。结果表明,这四种措施对水泥稳定碎石混合料性能具有显著影响,增大水泥用量对其强度、抗压回弹模量和耐久性提升效果最为显著,但对抗收缩开裂性能不利。掺加膨胀剂和玄武岩纤维可以显著改善水泥稳定碎石混合料的干缩性能,与31 d龄期的基准水泥稳定碎石混合料相比,干缩系数分别降低57.7%和18.8%。     

大掺量超细矿渣粉水泥基胶凝材料的性能与结构及磷石膏的影响

研究了用50%～80%(质量分数,下同)超细矿渣粉和20%～50%的P·Ⅱ42.5水泥配合的胶凝材料的性能及添加磷石膏对其性能的影响.结果表明:用50%～80%超细矿渣粉等量取代水泥,对水泥的凝结时间影响不大,但会较大幅度降低其3 d和7 d的抗压强度和抗折强度:而超细矿渣粉的取代量为50%～60%时,胶凝材料的28d强度与硅酸盐水泥持平甚至超过后者,并可减小胶凝材料的早期收缩:掺加超细矿渣粉量的2%～3%的磷石膏可以较大幅度提高大掺量超细矿渣粉胶凝材料的早期强度,而对其后期强度和干缩性能无不利影响,对大掺量超细矿渣粉胶凝材料硬化后期浆体水化产物和结构也无显著影响.