干湿循环下钢渣粉水泥改良膨胀土室内试验研究

为有效控制干湿循环作用下膨胀土的膨胀性,利用水泥钢渣粉掺合料改良膨胀土.通过室内试验,研究了纯膨胀土(Es)、水泥改良膨胀土(Es-C)、钢渣粉-水泥改良膨胀土(Es-SSP-C)和钢渣粉-水泥-NaOH改良膨胀土(Es-SSP-C-N)在不同养护龄期以及不同干湿循环次数下的无荷载膨胀率、体积质量变化率、无侧限抗压强度...     

钢渣粉掺合料改良膨胀土特性试验研究

为解钢渣粉掺合材改良膨胀土特性,在膨胀土中掺入不同比例的钢渣粉,制作试块后测定其无荷载膨胀率及无侧限抗压强度。结果表明,随着钢渣粉掺入量的增加,钢渣粉对膨胀土的改良作用愈加明显;膨胀土的膨胀率随钢渣粉掺入量的增加而显著降低,强度随钢渣粉掺入量的增加而增加。这一结果说明钢渣粉对于膨胀土的改良效果明显。结合试验数据,从理论上分析了钢渣粉改良膨胀土的作用机理,为钢渣粉在膨胀土中的应用提供了试验和理论依据。     

纤维加筋石灰改良膨胀土工程性质试验研究

摘 要：本文以宁淮高速公路淮安段膨胀土填料为研究对象,主要通过室内试验研究纤维加筋石灰改良膨胀土作为路基填筑材料的工程性质。通过在天然膨胀土进行石灰砂化的基础上,加入不同比例的纤维,制备不同纤维掺量石灰土土样,分别进行了有荷膨胀试验、无侧限抗压强度试验。试验结果表明,纤维加筋不仅可减小石灰土的膨胀性,还可以提高石灰土的无侧限抗压强度,并确定改良膨胀土中纤维的最佳掺量为0.2%。此外对最佳纤维掺量的复合改良土进行直剪试验和干湿循环试验,结果表明纤维和土颗粒之间的摩擦力增大使得纤维石灰土的c明显增大,且经过多次干湿循环后CBR值和强度指标不再随循环次数的增加而发生变化。综上研究表明纤维加筋可有效改善石灰土的膨胀性和强度等工程性质,其中0.2%纤维掺量效果最显著。     

镁渣改良膨胀土的物理力学特性试验研究

针对膨胀土路基带来的问题,结合固体废弃物改性土壤的相关研究,提出了利用镁渣对膨胀土进行改良的研究思路。通过室内试验,研究了镁渣对膨胀土相对密度、液塑限、自由膨胀率以及无侧限抗压强度和抗剪强度的影响。试验结果表明,随着镁渣掺量的增加,改性土的液限、塑性指数、自由膨胀率均呈减小趋势,这表明镁渣对于膨胀土膨胀性的改良具有显著的效果;此外,随着镁渣含量的增加,镁渣改性土的无侧限抗压强度和抗剪强度都呈现先增加后减小的趋势,在镁渣掺量为15%时达到峰值。     

钢渣-土混拌基层材料试验研究及微观机理分析

针对钢渣用于基层材料易发生膨胀的问题,采用钢渣、高炉矿渣微粉、土混拌并结合土体固化技术,制备道路基层材料钢渣混合土。对16组不同配比土样开展了击实、膨胀率、无侧限抗压强度试验。研究表明：钢渣混合土最佳含水率受配比影响较小,均维持在12%~14%;最大干密度随钢渣掺量的减少而降低,随高炉矿渣微粉掺量的增加而降低;高炉矿渣微粉的掺入可显著降低钢渣混合土膨胀率,提高其无侧限抗压强度;7、14、28、90 d无侧限抗压强度均随钢渣占比增加呈先增后减趋势,配比为50%钢渣、50%土时达到最大。微观结构分析表明：土颗粒表面电荷的改变使得钢渣混合土体结构在成型时更易受压密实,钢渣中游离氧化钙（f-CaO）在固化过程中的水化反应受到明显抑制,主要与矿渣中二氧化硅（SiO₂）发生消解反应生成水化硅酸钙凝胶（C—S—H）;与此同时,钢渣、土相互包裹的颗粒间堆叠效应及C—S—H凝胶填充混合料缝隙产生的自密实效应进一步提高了土体强度,从而制备出强度高、安定性好的钢渣混合土。     

干湿循环对风化砂改良膨胀土无侧限抗压强度的影响

以掺风化砂改良的膨胀土为研究对象,通过系统的室内无侧限抗压强度试验,研究了在干湿循环作用下,掺砂改良膨胀土的无侧限抗压强度的变化规律,深入分析了干湿循环过程中不同风化砂掺量下试样的破坏形态及机理,并且建立了干湿循环作用及风化砂掺量耦合影响下的无侧限抗压强度预估模型.结果表明:1)随着干湿循环次数的增加,掺砂改良膨胀土的无侧限抗压强度呈指数函数形式衰减,并且该过程可划分为3个阶段:急速衰减阶段、减速衰减阶段和衰减稳定阶段;2)在干湿循环作用下,随着风化砂掺量的增加,试样的无侧限抗压强度衰减幅度逐渐减小,试样自身的松散剥落及裂隙发育情况有了显著改善;3)通过无侧限抗压强度计算值与实测值的散点图,验证了所建预估模型的精确性,该模型对于不同风化砂掺量下的膨胀土均实用,具有较高的推广应用价值.     

石灰改良膨胀土无侧限抗压强度试验

结合广西南友公路膨胀土路堤试验段,开展石灰改良膨胀土无侧限抗压强度试验。结果表明：素膨胀土试件浸水后全部崩解,该区膨胀土的水稳性很差;部分养生7 d和14 d的石灰改良土试件也在浸水时崩解,主要是由于龄期较短,改良土中产生的CaCO3较少导致联结作用较弱,改良土无侧限抗压强度采用养生28 d龄期的强度值较合适;掺灰率和养护龄期对改良土无侧限抗压强度的影响较大,且石灰改良土存在最优掺灰率,无侧限抗压强度与龄期在养护初期表现为线性增大关系。     

土凝岩改良盐渍土干湿循环试验研究

盐渍土是广泛存在于我西北地区的一种工程性质较差的路基填土,通过采用土凝岩进行盐渍土的改良研究,通过对不同干湿循环次数、不同含盐量和不同掺量的土凝岩改良盐渍土的无侧限抗压强度试验,得出以下结论:土凝岩改良盐渍土的无侧限抗压强度随着干湿循环次数的增加整体呈减小的趋势,经过四次干湿循环后强度趋于稳定,衰减幅度为29%左右,在干湿循环条件下,土凝岩改良盐渍土的无侧限抗压强度随含盐量的增加先增加后减小,随土凝岩的掺量的增加而增加,当含盐量和土凝岩掺量分别增加到3.9%和12%左右强度基本趋于稳定.     

改性石灰土在干湿和冻融循环下的无侧限抗压性能

为进一步提升在复杂环境工程中石灰土的适用性和安全性,利用纳米粘土和纤维改性石灰土的力学性能。通过分析改性石灰土在干湿循环和冻融循环作用下的无侧限抗压性能,从而判断纳米粘土和纤维对石灰土的改性效果。试验结果证明,纤维和纳米粘土可以提高石灰土的抗压强度和残余强度,增大破坏应变,改变破坏模式。尤其在纤维和纳米粘土的复合作用下纳米粘土/纤维改性石灰土（NFLS）呈现出最优无侧限抗压性能,并能够延缓因干湿循环和冻融循环作用导致的NFLS内部损伤。     

干湿循环条件下CFG固化膨胀土强度特性研究

为研究水泥-粉煤灰-脱硫石膏(CFG)复合材料改良膨胀土的强度及干湿循环耐久性,制备CFG改良土进行强度试验及干湿循环试验.测试分析不同龄期CFG改良土的无侧限抗压强度及不同干湿循环次数下的表观状况、质量损失率和强度并与水泥改良土进行对比.结果表明:粉煤灰和脱硫石膏均可提高水泥固化土的强度,脱硫石膏能够增强早期强度而粉煤灰对长期强度的增强效果更明显,固化土的强度随龄期的增加而增加;干湿循环后,水泥固化土的强度随循环次数的增加而降低,其质量先增加后降低且表观破坏程度逐渐增大;CFG复合固化土的强度随循环次数的增大先增加后降低,其质量减小缓慢;与水泥固化土相比,CFG复合固化土的抗干湿循环能力更好.     

Methods for improving volume stability of steel slag as fine aggregate

Suitable methods for enhancing the volume stability of steel slag utilized as fine aggregate were determined. The effects of steam treatment at 100 ℃ and autoclave treatment under 2.0 MPa on the soundness of steel slag sand were investigated by means of powder ratio, linear expansion, compressive and flexural strength. DTA, EDX, XRD and ethylene glycol methods were employed to analyze both the treated slags and susceptible expansion grains. Experimental results indicate that powder ratio, content of free lime and rate of linear expansion can express the improvement in volume stability of different treated methods. Steam treatment process cannot ultimately prevent specimens from cracking and decrease of strength, but mortar made from autoclave treated slag keeps integration subjected to hot water of 80℃ until 28 d and its strength do not show significant decrement. The hydration of over-burn free lime and periclase phase are the main cause for the disintegration or crack of untreated and steam treated steel slag＇s specimens. Autoclave treatment process is more effective than steam treatment process on enhancement of volume stability of steel slag.     

钢渣-杂填土基层材料配合比优化试验研究

以杂填土、钢渣、矿渣微粉为原料,采用土体固化技术混拌制备钢渣-杂填土基层材料。开展钢渣、混凝土破碎料、素土等主料对基层材料强度的耦合影响试验,构建回归模型,得到主料最优掺入比例,试验验证表明,回归模型预测值误差小于2%;以钢渣、混凝土破碎料、水泥、固化剂为因素开展正交试验,得到的最优结果与强度耦合影响试验基本一致,从而确定钢渣-杂填土最优配合比。最优配合比试件试验结果表明：钢渣-杂填土强度随龄期增长显著提升,30 d高温水浴膨胀率仅为1.03%。X射线衍射分析（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）测试表明：矿渣微粉中SiO₂与钢渣中f-CaO反应生成水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,同时发现土壤固化剂对土体的改性可有效抑制钢渣膨胀;C-S-H凝胶填充于混凝土破碎料、钢渣、土颗粒间,增加了钢渣-杂填土基层材料密实度,使其强度得以提高。     

粉煤灰改良膨胀土抗剪强度室内试验研究

以宜昌市某公路沿线的膨胀土为原材料,采用宜昌热电厂产生的粉煤灰为外掺剂,在室内进行直接剪切试验,观察不同掺灰量对改良膨胀土的抗剪强度指标的影响规律.研究结果表明,掺粉煤灰改良膨胀土能提高膨胀土的抗剪强度,掺入粉煤灰之后,内摩擦角增大,黏聚力降低.掺粉煤灰改良膨胀土提高膨胀土的抗剪强度主要靠提高内摩擦角来实现.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的内摩擦角先增大后减小,当掺灰量达14％时,内摩擦角达到最大值.随着掺人粉煤灰量的增加,改良膨胀土的黏聚力逐渐降低,降低的趋势先快后慢.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的抗剪强度先增大后减小,当掺灰量达到14％时,抗剪强度达到最大值.结论为：掺灰量达14％时,改良效果最好.     

石灰改性汉中膨胀土试验研究

试验以石灰作为外掺料,对汉中中、强两种膨胀土进行了以界限含水量、自由膨胀率和强度等为指标的改性对比试验。试验表明：在不同掺灰剂量、不同龄期作用下,石灰对强膨胀土界限含水量的改性效果相对明显,其改性效果存在一个限值。掺灰量在6%左右时,两种膨胀土改良效果较好。在严格按照施工规范和控制技术标准进行现场掺料时,可适当缩短闷料时间。     

钢渣与废旧轮胎颗粒混凝土的强度与收缩变形性能

为研究钢渣部分或全部替代天然集料对混凝土基本力学性能和体积变形行为的影响,对使用不同种类集料混凝土的抗压强度、抗折强度、干缩变形和早期塑性开裂进行了试验研究。结果表明:钢渣取代天然集料将使抗折强度稍微降低而抗压强度有一定提高,也将显著改善混凝土的早期塑性开裂行为;废旧轮胎胶粉颗粒取代10%细集料能够显著降低全级配钢渣集料混凝土的膨胀、普通混凝土的干燥收缩,也将使混凝土的强度有所降低;弹性废旧轮胎胶粉颗粒的使用,可以改善钢渣混凝土的体积变形。     

钢铁渣粉对水泥基材料性能影响机理研究

通过对马钢钢渣粉化学成分、X-射线衍射原材料分析,探究了钢渣粉对水泥基材料力学性能、体积稳定性的影响.试验结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,力学性能下降明显,当掺量为10％时,与空白样相比抗压强度略有下降,当掺量为20％时,抗压强度下降幅度较大;钢渣对水泥基材料体积稳定性影响明显,相同龄期随着钢渣掺量增大,自由膨胀率升高.通过化学成分及扫描电镜分析,f-CaO是导致水泥基材体体积膨胀的根源.     

膨胀土路基石灰改性试验研究

在膨胀土路基及其掺灰改性后的室内试验的基础上,对土体改性前后粘粒含量、胀缩性能、界限含水量、击实性能及抗剪强度进行了分析,给出了该工程的最优掺灰率,并指出通过粘粒含量、自由膨胀率及界限含水量试验可方便快捷地得出膨胀土体改性的最优掺灰率.     

泥质粉砂岩路基填料改良试验研究

通过对施工现场不同路段天然的泥质粉砂岩的基本土力学性质的分析,提出了采用掺加石灰或水泥的方法来改良土体,并进一步通过无侧限和CBR试验确定掺加石灰和水泥的优劣性,从而确定了采用添加水泥的方法来改良路基填料。最后通过干湿循环试验模拟现场路基经历的干湿频繁交替的过程来观察水泥土在该环境下的强度变化,最终确定了水泥改良泥质粉砂岩的可靠性。