水泥固化硫酸钠污染土的电阻率和强度特性研究

以水泥固化的硫酸钠污染土为对象,首先定量研究水泥土电阻率和无侧限抗压强度随龄期和硫酸钠含量的变化规律,然后研究水泥土电阻率和无侧限抗压强度的关系,最后从化学反应的角度浅析电阻率和强度的变化机理。结果表明:在各个硫酸钠含量下,水泥土电阻率和强度均随着龄期的增加而增大;在各个龄期下,水泥土电阻率和强度均随着硫酸钠含量的增加先增大后减小,当硫酸钠含量等于9g/kg时,它们均达到最大值;水泥土强度随着其电阻率的增加而增大。水泥土电阻率的改变是由于孔隙结构和导电离子含量发生变化,电阻率越高,结构的整体导电性就越差,土颗粒之间的连接越紧密,孔隙比就越小,孔隙的连通性就越差,结构性越强,导致水泥土的抗压强度越高。     

碳酸钠对水泥土强度的影响

在其它条件恒定时,研究了碳酸钠掺量对水泥土强度的影响.对比水泥土7d和28 d的强度发现,水泥土的强度总体上随碳酸钠掺量的增加先增大后减小;随龄期增长,水泥土强度峰值前移.分析原因主要为:碳酸钠促进水化作用和抑制硅酸凝胶转化为沉淀的双重功能,碳酸钠抑制了对水泥土后期强度增长有重要作用的火山灰效应等.     

污染土对水泥土强度和电阻率影响的试验研究

为揭示污染土对水泥土的影响规律,引入电阻率法作为描述强度和污染特征的手段,分别以3种液体(自来水、生活污水、造纸厂污水)、粉质黏土、两种水泥(普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥)制作的水泥土为研究对象。首先对比分析3种液体对土体液塑限指标的影响,其次研究不同龄期、水泥类型、污染土类型等条件下水泥土抗压强度和电阻率的变化规律,最后建立电阻率和抗压强度的定量关系。结果表明:污染后土样的液限、塑限均增大,而塑性指数减小;水泥土抗压强度和电阻率均随龄期的增加而呈对数增长;污染土降低了水泥土的抗压强度和电阻率,但是相同龄期下矿渣硅酸盐水泥土的抗压强度和电阻率均高于普通硅酸盐水泥土,说明土体污染后,矿渣水泥对水泥土有一定的抗劣化能力;在不同龄期和污染土条件下,普通硅酸盐水泥土和矿渣硅酸盐水泥土的抗压强度均随着其电阻率线性增长;相比矿渣硅酸盐水泥土,电阻率对普通硅酸盐水泥土更敏感。     

低掺入土聚水泥固化软土的试验研究

水泥土搅拌法是加固软土地基的常用方法,固化剂和水泥掺入比的选择直接关系到水泥土地基的整体强度和工程成本。基于上海软土特点,模拟第四层天然软土和吹填土,通过室内配合比试验和水泥土强度分析,研究了在土聚水泥GEOTONE1000和普通硅酸盐水泥P.O32.5为固化剂以及含水量为45%和75%的情况下,低掺入比对水泥土无侧限抗压强度的影响。研究发现,在含水量及掺入比相同的条件下,两种水泥土的无侧限抗压强度增长规律大致相同;当掺入比大于5%时,水泥土强度增长效果十分明显;GEOTONE1000水泥土强度为P.O32.5水泥土强度的2~3倍,显示出土聚水泥在软土地基加固领域广阔的应用前景。     

水泥固化法处理重金属污染土的强度特性研究

通过室内无侧限抗压强度试验,对水泥固化稳定后的重金属镍污染土的强度特性进行了研究,并对不同镍离子浓度、水泥掺入量和龄期对水泥固化土强度特性的影响进行了分析,对比分析了不同重金属离子对水泥固化土强度特性的影响,最终得到了水泥固化土强度预测公式。     

碱性氧化剂对水泥固化淤泥强度的影响研究

为消除淤泥中有机质对水泥固化淤泥的不利影响,提出了氧化降解有机质、减薄双电层厚度、维持pH值稳定等对策来提高水泥固化淤泥的强度。采用高铁酸钾和碳酸氢钠作为碱性氧化剂,配合水泥对淤泥进行固化处理。通过无侧限抗压强度试验,初步了解碱性氧化剂对水泥固化淤泥强度的影响规律,并利用有机元素试验、动电电位试验、比表面积试验和SEM等手段,进一步探究碱性氧化剂的固化机理。研究结果表明:掺碱性氧化剂的水泥固化淤泥7d无侧限抗压强度达到了1.536 MPa。碳酸氢钠通过中和有机酸,维持水泥固化淤泥为p H=9～10的碱性环境;该条件下,高铁酸钾能高效降解有机质,除去黏土颗粒表面聚合态的有机质胶膜,有利于SiO_2与Al_2O_3游离于孔隙溶液中,促进水泥水化产物的生成。同时,孔隙溶液中游离的高价阳离子与黏土颗粒表面低价阳离子交换吸附,减薄双电层厚度,引起土颗粒的絮凝团聚。     

稻壳灰水泥固化淤泥土试验研究

为拓宽稻壳灰和淤泥土等固废资源处理途径,基于传统水泥固化处理方法,提出稻壳灰-水泥固化处理淤泥土技术。通过室内击实、无侧限抗压强度(UCS)和电镜扫描(SEM)试验,分析稻壳灰-水泥土强度特性及微观机理。结果表明:稻壳灰对淤泥固化土强度增强效果显著,并且15%稻壳灰+8%水泥掺量效果最佳,稻壳灰加入显著提高淤泥固化土韧性,其破坏应变在3%~5%左右,变形系数E₅₀与抗压强度近似呈线性递增关系,E₅₀可取(19~50)q_u。微观分析表明:水化硅酸钙生成是稻壳灰-水泥固化淤泥强度提高的主要来源,其填充孔隙、胶结作用使土体更加密实,提高强度。基于试验结果,提出了稻壳灰-水泥固化淤泥微观演变机制分析模型。     

湿化条件下水泥固化土的强度与变形特性分析

固化处理已成为软弱土地基处理的主要方式之一,固化土在湿化作用下的力学和变形特性研究对路基等固化土工构筑物的稳定性分析和沉降变形预测具有重要意义。以无锡地区典型淤泥质黏土为研究对象,采用硅酸盐水泥进行固化处理,研究不同水泥掺量和湿化程度条件下固化淤泥质黏土的无侧限抗压强度特性和变形特性。结果表明：水泥掺量的增加有助于提高土体的强度并降低土体的压缩变形,但水泥掺量对回弹变形无显著影响;随着固化土含水率的提高,土体的无侧限抗压强度降低,变形增大,表明湿化过程对水泥固化土的强度和变形特性存在不利影响。实际工程中应注意做好固化土工构筑物的防排水措施,尽量减少湿化作用的影响,保障固化土工构筑物的安全稳定。     

水泥改性聚乙烯醇固化轻质土的强度特性

为改善水泥固化轻质土存在的不足,采用水泥-改性聚乙烯醇(SH)对轻质土进行固化.分析探讨了水泥-SH固化轻质土的受压破坏方式、应力-应变曲线类型以及龄期、养护环境、SH掺量、土质成分对水泥-SH固化轻质土无侧限抗压强度的影响.结果表明:水泥-SH固化轻质土受压破坏没有出现明显的破裂面,且破坏应变较大,有较高的残余强度;室温养护下水泥-SH固化轻质土的无侧限抗压强度显著高于恒温恒湿养护;SH固化剂显著提高水泥固化轻质土无侧限抗压强度的最低掺量为4.5%(质量比);SH固化剂可以减小土质成分对水泥固化轻质土无侧限抗压强度的影响.     

地聚物固化软黏土的力学特征及机理分析

采用无侧限抗压强度(UCS)试验、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),研究了地聚物对软黏土的固化和UCS提升效果,分析了地聚物碱激发剂模数、掺量对软黏土固化效果和UCS提升的影响,并探讨了其固化机理.结果表明:碱激发剂模数为1.2时,地聚物固化软黏土的UCS得到大幅提高,最大值为4.37MPa;碱激发剂掺量的增加对地聚物固化软黏土的早期强度提升影响显著,但对14、28d强度影响较小,当掺量超过5.0%时,强度提升效能降低;地聚物固化软黏土中同时生成了水化硅铝酸钠(N-A-S-H)、水化硅酸钙(C-S-H)、碳酸钙晶体和莫来石晶体,土颗粒间的孔隙得到填充,凝胶的胶结作用提高了土体的整体性.基于试验数据给出了28d龄期内地聚物固化软黏土强度提升的评价公式.     

水泥土性能及其影响因素的分析

针对水泥土在土体加固中的广泛应用,在综合各种文献的基础上,介绍了水泥土的含水量、相对密度和重度等物理性质,对水泥土的力学性质及其影响因素进行了总结分析,为以后的岩土工程设计及施工提供依据。     

偏高岭土地质聚合物仿瓷材料的试验研究

以偏高岭土为原料,水玻璃为激发剂制备了地质聚合物材料,研究了激发剂的模数、掺量、水土比及养护方式对地质聚合物抗压强度的影响,确定了此类地质聚合物的最佳制备条件为水玻璃模数1.0,碱掺量10%,水土比0.25,自然条件下养护,并探讨了地质聚合物的开裂和气泡问题,从而制备了性能优良的地质聚合物仿瓷材料。     

碱激发体系与土聚水泥抗压强度的灰色关联

基于土聚水泥形成过程中碱激发过程的复杂性,采用灰色关联理论考察了影响其抗压强度的3个影响因素:碱激发剂浓度(COH-)、碱硅摩尔比(M2O/SiO2)和铝硅摩尔比(Al2O3/SiO2).利用灰色数列GM(1,N)模型建立了土聚水泥28d抗压强度与COH-、M2O/SiO2和Al2O3/SiO2之间的预测方程,并进行了预测结果精度验证.结果表明:碱激发剂浓度与土聚水泥抗压强度(7d和28d)的关联度均最大,GM(1,N)模型可精确预测土聚水泥的抗压强度发展.     

水泥土加固机理及材料性能

通过对水泥土凝结过程的机理分析，论述了其对水泥加固土的材料性能的影响，从而结合实际工程提出水泥加固土在工程应用中须注意的问题。     

土聚水泥的物理力学性能研究

以煤系高岭土为原料,经粉磨、煅烧活化后加入碱性激发剂,在常温常压条件下制备出了土聚水泥.研究了土聚水泥砂浆和混凝土的力学性能及土聚水泥净浆和砂浆的黏结性能.研究表明:煤系高岭土经850℃煅烧-保温2 h,所得的处于无定性状态的偏高岭土经模数为1.2,掺量为9%Na2·nSiO2溶液的激发,在自然养护条件下制备出了具有黏结性能好、早强和高强性能的新型胶凝材料.最后分析了目前国内土聚水泥推广应用存在的主要问题,并结合自身的研究提出了几点建议.     

水泥土应变软化特性三轴试验研究

目前,水泥土在工程当中已得到广泛运用.为了深入了解其力学性质,在大量三轴试验的基础上,对水泥土的破坏模式、应变软化相关特性进行了研究.试验结果表明:水泥土的破坏模式随水泥掺量的不同而发生变化;峰值强度、残余强度随水泥掺量及围压的增大而增大;临界应变(峰值强度对应的应变)则随围压增大而增大,随水泥掺量的增大而减小.     

原状土的无侧限抗压强度试验研究

针对连云港地区滨海相软土的工程特性，通过大量的试验，分析了原状土的无侧限抗压强度的主要影响因素，以确保提高无侧限抗压强度试验的精度。     

水泥土力学性质影响因素的理论与实证分析

根据多年水泥土室内试验统计结果,结合有关资料对影响水泥土力学性质的因素分别进行了分析总结,对岩土工程设计及施工提供相关依据。