碱激发钢渣粉淤泥固化土性能研究

在淤泥土等不良土质中水泥固化存在抗压强度低、水泥消耗量大等问题,分析了钢渣粉掺量、养护龄期、激发剂等对固化土抗压强度的影响规律。结果表明:当钢渣粉掺量超过10%,固化土7 d抗压强度快速降低,28 d抗压强度逐渐提高;NaOH和Na2CO3对钢渣基淤泥固化土影响类似,低掺量效果有限,20%掺量固化土28 d抗压强度分别提高至1.33 MPa和1.67 MPa。复合碱激发材料对固化土的抗压强度提高效果优于单一碱激发材料,10%NaOH复合10%Na2CO3固化土28 d抗压强度达到2.37 MPa。SEM表明,复合碱激发材料的掺入可促使淤泥固化土内部产生更多的硅酸钙凝胶,减少孔隙,提升整体密实性,从而提高了固化土抗压强度。     

水泥固化温州污染土的力学性质和微观结构特性

在不同水泥掺量和龄期条件下对NaCl、油脂、Pb(NO_3)_2污染的温州软土进行水泥固化处理后,土体的强度得到改善。为进一步得出水泥固化处理对于不同污染土的处理效果,对水泥固化稳定不同的污染土进行了无侧限抗压强度试验和微观结构研究。分析了不同污染物类型、污染物掺入量、水泥掺入量以及养护龄期对水泥固化污染土强度特性的影响以及不同污染物浓度下水泥固化土微观结构的差异。试验结果表明:NaCl在一定范围内促进了水泥固化土早期强度的提高;油脂使水泥固化土的强度明显降低,压缩性增大;Pb(NO_3)_2掺入到土体中后,水泥固化土的强度总体上略有降低,掺入量与强度之间大致呈线性关系。随着水泥掺入量及龄期的增加,水泥固化污染土的强度会有显著提高。扫描电镜(SEM)结果分析得出:由于污染物的作用,污染物浓度的增加使固化土中孔隙增多,结构变得疏松。     

水泥基流态土固化剂的试验研究

为制备性能优良水泥基流态土固化剂,通过研究水泥基流态土固化剂中拌合用水与回填土的比例、固化剂掺量与回填土质量的比例和水泥基流态土固化剂的组成,确定水泥基流态土固化剂的最佳掺量,探讨增强固化土抗压强度的方法。采用扫描电子显微镜(SEM)观测水泥基流态土固化剂的微观结构和水化产物,分析水泥基流态土固化剂的加固机理。研究表明,在一定钢渣的情况下,选择硫酸钠(掺量4%)作为碱激发剂材料,调整合适比例的水泥-矿粉产生饱和Ca(OH)2,可保证强度有效增长。钙矾石膨胀填充固化土中的孔隙是提高固化土强度的主要因素。     

固废基软土固化材料的研制及在浅层就地固化工程中的应用研究

研究了固废（矿渣粉、钢渣粉）粒径对其活性及固化土性能的影响,开展了固化剂配合比试验及微观分析,并将固化剂应用于某工程浅表层就地固化试验段。结果显示,固废粒径与其活性及固化土的力学性能呈负相关性,活性与固化土性能呈正相关性;碱激发剂复配固化土性能优于单一效果,总量不变时固化土的早期性能与矿渣粉相对掺量成正比,与钢渣粉相对掺量成反比;确定的试验段用固化剂室内7 d强度为0.17 MPa,至28 d龄期时仍有近30%强度增长;固化剂固化土中产生的大量C-S-H等凝胶胶结了土颗粒成为一个整体;就地固化工程试验段显示,固化剂掺量为4.5%时7d龄期固化土承载力即已达到设计要求的28d无侧限抗压强度0.15 MPa。     

海水侵蚀下钢渣粉+水泥固化土强度劣化试验研究

为解决水泥固化海相软土工程性差、耐久性低,钢渣堆放、水泥生产污染环境等问题,采用激发钢渣粉替换部分水泥形成新型固化剂,选取海水中对固化土侵蚀影响较大的3种离子,深入探究单一离子引起的固化土强度劣化性能。通过室内物理力学试验,得到固化土在不同离子浓度的海水和蒸馏水养护条件下,各组无侧限抗压强度(UCS)变化规律;通过X-射线衍射(XRD)和电镜扫描(SEM)试验,得到钢渣粉+水泥固化土的微观形貌和物相随侵蚀时间的变化规律。研究发现钢渣粉中C_4AF和C_2AF可有效降低离子的侵蚀作用,3种离子对固化土的劣化影响为Mg~(2+)Cl- SO_4~(2-)。Cl~-侵蚀固化土会生成CaCl_2和F’s盐,F’s盐的无胶凝性引起固化土劣化;SO_4~(2-)与胶凝材料反应会生成石膏、硅钙石和钙矾石,当这些物质产生的体积膨胀量大于孔隙体积时,会使固化土产生裂纹;Mg~(2+)侵蚀会生成Mg(OH)2沉淀、Mg—S—H和Mg—A—H,同时也会降低孔隙溶液pH值,引起水化物凝胶的分解,造成固化土强度劣化。从微观结构与物相变化分析宏观物理力学特性变化和侵蚀机理,为钢渣粉+水泥固化软土在工程上的使用提供一定的理论依据。     

碱钢渣混凝土力学性能及耐久性能的试验研究

掺入一定比例及质量的复合激发剂,通过改变钢渣粉、矿渣粉及水泥等胶凝材料的比例,研究碱激发钢渣混凝土的力学性能及耐久性能,并采用XRD和扫描电镜等测试手段对其微结构进行分析。试验结果表明:在满足配置混凝土工作性能的前提下,钢渣掺量为40%、矿渣掺量为35%、硅灰掺量为5%、水泥掺量仅为20%,得到混凝土的强度等级可达C40,高于设计强度等级C30,且抗碳化性、抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性等耐久性能优异;微观分析表明,此配合比混凝土的胶凝体系28 d水化产物结构致密,且孔隙较少,后期强度发展较好,胶凝体系与骨料之间结合性较好。     

不同激发剂对钢渣活性及水泥强度的影响

研究了5种不同激发剂(单掺、复掺)对钢渣活性及水泥强度的影响。通过水泥细度负压筛、压力试验机、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试和检测方法揭示了钢渣的宏观性能和微观结构的内在联系。结果表明,掺加了激发剂和糖蜜的钢渣粉磨效率更高。单组分激发剂中,掺入硫酸钠的钢渣试样早期强度提升明显;偏铝酸钠的早期强度很低而后期强度高。在复合激发剂中,硫酸钠与铝酸钠复掺的效果最好,28d强度较纯钢渣试样提高了42%,活性指数K_(28)达到88.2%,其次是硫酸钠与硅酸钠复掺,28d钢渣强度较纯钢渣试样提升了35%,活性指数K_(28)达到82.5%。     

钢渣对磷酸钾镁水泥砂浆性能的影响

磷酸钾镁水泥(MKPC)是一种硬化快、早强高的胶凝材料,在其中掺入钢渣可对其性能有一定改善。为了研究钢渣对MKPC砂浆性能的影响,本文采用重烧氧化镁、磷酸二氢钾和缓凝剂配制而成磷酸钾镁水泥,骨料选用纯黄砂,并在其中掺入一定量的钢渣。测试了不同掺量的钢渣对MKPC砂浆的抗折抗压强度、变形及水化热。结果表明:掺加钢渣后,MKPC浆体的收缩变形和抗折抗压强度有明显改善,其中当钢渣粉掺量为10%时强度最佳。掺加钢渣后,水化热第二放热峰发生推迟,并且最高放热温度下降。     

掺钢渣粉高韧性纤维增强水泥基复合材料弯曲性能试验

着重介绍从提高钢渣利用率出发,采用"复合化"的技术途径,在以大掺量钢渣粉水泥基材料中掺加聚乙烯醇(PVA)纤维以改善其性能,制成大掺量钢渣粉超高韧性水泥基复合材料。试验中采用控制变量的方法,在高韧性复合材料典型配合比的基础上,选用两组工程常用的水胶比(0.25、0.35),分梯度掺入不同含量的钢渣粉(0~80%);通过抗压强度试验、薄板四点弯曲试验来研究掺钢渣粉高韧性水泥基复合材料的基本力学性能以及裂缝控制能力。结果显示钢渣粉高韧性水泥基复合材料在掺量达到80%时可以表现出较大的韧性特征和裂缝控制能力;同时,从节能减排的角度考虑,也证明了钢渣粉在高韧性水泥基材料中大规模利用的可行性。     

深圳滨海相吹填土固化的试验研究

针对深圳滨海相吹填土,采用水泥、石灰、粉煤灰等固化材料,在不同的掺入条件下进行了三轴直剪试验,对比分析了在不同的含水率和掺入配比情况下吹填土被固化材料加固后的强度发展变化情况。试验结果表明,采用单一水泥作为固化材料时,固化吹填土强度随水泥掺量增加成正比例变化;采用水泥、石灰两种固化材料时,相对经济的固化强度存在一个最佳配合比;当水泥、石灰、粉煤灰三种固化材料综合作用时,龄期对低含水率土样的固化效果影响较大。     

碱激发矿渣固化土压平衡盾构渣土的试验研究

利用碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土进行固化,考察了矿渣掺量、液固比、碱激发剂、成型压力、养护温度等因素对固化土力学性能的影响,分析了固化反应的主要产物及固化土的微观结构,研究了固化土的抗酸抗盐侵蚀能力。结果表明:碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土具有较好的固化能力,在配比范围内,随着高炉矿渣掺量的增加,固化渣土抗压强度和表观密度增大;固化渣土强度的主要来源是碱激发高炉矿渣生成的C-S-H和C-A-S-H;氢氧化钠和水玻璃的复合激发相对于单一激发固化效果更好,液固比、成型压力和养护温度对于固化渣土的抗压强度有一定影响;硫酸钠对所制备的固化渣土的侵蚀作用较小,而硫酸和盐酸的侵蚀作用相对较大。     

电石渣-火山灰质胶凝材料固化盐渍土试验研究

以电石渣、粉煤灰和碱激发剂作为原材料制备一种盐渍土固化剂,采用正交试验方法研究各因素对固化盐渍土击实性能和抗压强度的影响,并探索电石渣-火山灰质胶凝体系固化盐渍土的固化机理和水化产物。结果表明:各因素对固化盐渍土抗压强度的影响顺序为:碱激发剂>胶凝材料掺量>m(电石渣)∶m(粉煤灰);固化盐渍土养护7 d抗压强度和水稳定性满足实际工程中对固化盐渍土强度的需求;在电石渣和碱激发剂双重激发下粉煤灰发生火山灰反应,反应产物以水化硅酸钙凝胶、钙矾石和二水石膏为主。当养护龄期为360 d时,试件内未发现明显的Ca(OH)2存留,说明固化土试件养护360 d时,火山灰反应基本完成。     

矿渣-水泥固化碱渣土的工程特性

以天津港北疆港区的废弃碱渣为研究对象,提出了利用高炉矿渣微粉(GGBS)、水泥对高含水率碱渣进行固化处理的方法,并对基于模糊评价法得到的优选配合比固化碱渣土的压缩特性进行了研究.结果表明:同等固化剂掺量下,混掺固化剂的固化碱渣土的强度要高于单掺固化剂的固化碱渣土;基于优选配合比(3%水泥+8%GGBS)的固化碱渣土压缩系数及压缩指数随龄期的延长不断降低,而结构屈服应力不断增大.固化碱渣土的压缩性能在屈服前后变化很大,建议工程中应确保上部荷载不能超出其结构屈服应力,以免发生突然破坏.     

The effect of slaked lime,anhydrous gypsum and limestone powder on properties of blast furnace slag cement mortar and concrete

Basic properties of blast furnace slag cement mortar and concrete are investigated by adding inorganic activators. The result of this research concludes that slag cement mixed with suitable activator agents such as lime, gypsum and limestone powder could accelerate the compressive strength and tighten pore structure at early age. The addition of activator into mortar and concrete containing slag cement produces superior properties, reduced shrinkage and less carbonation compared to mortar and concrete containing slag cement without the addition of activator. Consequently, there are possibilities for manufacturing blast furnace slag cement, which could compensate the weak properties at early curing age. When compared with ordinary Portland cement, this cement has superior characteristics for long curing age.     

复合固化剂固化某淤泥质土的试验研究

为了改善青弋江分洪道工程淤泥质土地基的物理力学性能,选用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、水玻璃以及木质素磺酸钠组成的水泥基复合固化剂,以青弋江芜湖段典型淤泥质土样作为试验土样,进行了室内固化试验研究,分析了固化剂掺量、淤泥质土初始含水率以及养护龄期的改变对固化土无侧限抗压强度和抗剪强度参数的影响关系。研究结果表明:对于提高青弋江淤泥质土强度,试验所用固化剂作用效果明显,90d龄期养护条件下,掺入复合固化剂处理的固化淤泥质土无侧限抗压强度最高为单掺水泥条件下固化土无侧限抗压强度的4.2倍,同时前者抗剪强度也明显大于后者;固化土无侧限抗压强度随固化剂掺量增加而提高,但增长速率逐渐减缓,同时还随着养护龄期的增加而提高,两者呈明显的对数关系。     

含盐量与固化材料掺量对固化盐渍土抗压强度的影响

为解决滨海盐渍土的低强度和大变形问题,采用水泥、石灰、SH固土剂固化盐渍土,研究含盐量、固化材料掺量、养护龄期和浸泡用水对固化土抗压强度的影响.结果证实:含盐量大于1%,固化土抗压强度随含盐量的增加而减小;掺加水泥、石灰、SH固土剂均可提高土的强度和水稳性;随养护龄期的增加,固化土的抗压强度增加;石灰固化土和SH固土剂...     

钢渣用作水泥混合材的试验探究

研究了钢渣与矿粉按1∶2、1∶1、2∶1、1∶0掺合的复合粉分别以25%、35%、50%、60%掺入水泥中,对水泥胶砂力学性能的影响,并采用XRD和SEM分析其水化产物。结果表明:随着钢渣掺量的增加,水泥胶砂强度降低,当钢渣掺量超过30%时,强度降低尤为明显,但所配制水泥的技术指标均符合GB/T 175—2007《通用硅酸盐水泥》的技术要求。较钢渣单掺,钢渣与矿粉复掺有利于水泥强度的发展,但大掺量钢渣(60%以上)造成水泥安定性不良。钢渣掺量控制在25%内可以作为混合材应用于水泥生产中。