铁水脱硫渣固化土基层材料力学性能研究

基于土壤固化技术，将铁水脱硫渣、高炉矿渣微粉、普通硅酸盐水泥与素土按一定比例拌和制备铁水脱硫渣固化土基层材料，通过击实、无侧限抗压强度、劈裂强度等试验对其性能进行测定，并分析物料掺量对铁水脱硫渣固化土力学性能的影响，结果表明：提高铁水脱硫渣掺量和降低矿渣微粉掺量均会使混合料最大干密度增大、最佳含水率下降；铁水脱硫渣固化土基层材料具有较好的力学性能，7 d无侧限抗压强度均大于6 MPa;当矿渣微粉掺量为40%时，铁水脱硫渣固化土基层材料达到力学峰值，道路基层强度最佳。     

岩土胶结工程用复合环氧树脂胶黏剂的制备及性能研究

以高渗透改性环氧树脂、乙二胺、活性稀释剂、交联促进剂以及磺化油离子交换剂为主要原料,制备了一种适合岩土胶结工程用的复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2,并通过无侧限抗压强度实验和耐水性能实验对其综合性能进行了评价。实验结果表明,复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2的加量越大,养护时间越长,固化土试件的无侧限抗压强度值和水稳定系数就越大,而随着土样含水率的不断增大,固化土试件的无侧限抗压强度值则呈现出“先升高后降低”的趋势,并且随着浸水时间的延长,固化土试件的水稳定系数逐渐降低。当使用含水率为10%的土样时,在FHZ-2的加量为6%,养护时间为7d的条件下,固化土试件的无侧限抗压强度值可以达到2.65MPa,并且在浸水时间为48h时,固化土试件的水稳定系数仍能达到90%以上。复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2的加入,能够显著提高实验用土样的无侧限抗压强度和水稳定系数。     

水泥固化铬污染土强度及浸出试验研究

为了解决重金属铬污染带来的土壤及地下水污染问题,以沈阳铬渣堆场污染土为研究对象,进行水泥固化重金属铬污染土中Cr(VI)和Cr(Ⅲ)试验研究,测定了水泥掺量、养护龄期、铬不同含量及价态对固化土体的无侧限抗压强度及淋滤特性影响.结果表明,水泥是Cr(VI)和Cr(Ⅲ)污染土的有效固化剂,水泥掺量以20%为宜;Cr(VI)和Cr(Ⅲ)对固化土强度都具有弱化效应,Cr(Ⅲ)弱化效应更明显;SEM图从微观上解释了水泥固化铬污染土强度的变化,该变化与无侧限抗压强度试验结果一致.     

城市污水污泥固化处理实验研究

城市污水污泥中依次加入本地土和水泥,搅匀后按土工实验规范要求制样,测定无侧限抗压强度。结果表明,固化污泥作为建筑填土的污泥、水泥及本地土的最佳掺入量比为110∶12∶30,无侧限抗压强度达到215 kPa。对污泥进行水泥固化处理,不仅大大改善了污泥土工力学性质,而且降低了重金属浸出浓度,使污泥能够满足填埋和用于建筑填土的要求。     

水泥-钢渣粉-粉煤灰固化泥岩碎石试验研究

通过无侧限抗压强度试验,研究了水泥-钢渣粉-粉煤灰固化泥岩碎石的7d无侧限抗压强度及其作为路面基层材料的可行性。试验结果表明,采用一定配比水泥-钢渣粉-粉煤灰固化泥岩碎石,其7d无侧限抗压强度可达到2MPa以上。分析认为,该固化泥岩碎石可作为路面基层材料。     

脱硫石膏钢渣无熟料水泥对软土固化效果的研究

利用脱硫石膏钢渣无熟料水泥固化软土,既可以充分利用工业废渣,又能减少水泥的用量,保护自然资源.通过研究在不同掺入比和不同龄期时固化土的无侧限抗压强度,分析了掺入比、龄期对固化土强度的影响.试验结果表明,脱硫石膏无熟料水泥固化早期强度较低,与水泥相比不同掺入比时随龄期的增长固化强度变化较大.当脱硫石膏钢渣无熟料水泥的掺入比较水泥的掺入比大5％时,在龄期达到28 d以后,其固化强度与水泥土的固化强度相当.     

β-环糊精侧链对聚羧酸减水剂抑制蒙脱土的影响

采用水泥净浆和混凝土试验，详细研究了β-环糊精侧链对聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应的影响。试验表明，与仅含有聚氧乙烯侧链的传统聚羧酸减水剂相比，蒙脱土对掺加含有β-环糊精侧链的聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的负作用影响明显减弱；蒙脱土（1.0%，以砂质量计）存在时，为获得与无蒙脱土时相同的混凝土坍落度，β-环糊精类聚羧酸减水剂的掺量增幅减小，掺加β-环糊精类聚羧酸减水剂的混凝土抗压强度下降幅度减小。结合吸附试验分析，β-环糊精类聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应能力的增强应归功于其侧链中的β-环糊精基团，β-环糊精基团具有中空筒状的刚性结构，其显著的空间位阻效应将阻止蒙脱土颗粒继续吸附其他β-环糊精类聚羧酸分子，进而提高聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应的能力。     

腐植酸丙烯酸酯接枝共聚物土壤固化剂的制备及其应用研究

以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)和苯乙烯(st)为主单体,利用腐植酸(HA)接枝,制得土壤固化剂PAAB和PAAH,对其进行结构表征和应用性能测试。结果表明：(1)合成乳液稳定,粒径分布均匀;(2)固化土/水接触角、静水中团聚体稳定性、抗冲刷性均有明显增强效果;(3)随着养护龄期和固化剂掺量的增大,固化土试样的无侧限抗压强度呈现增大的趋势。适量加入生石灰和水泥,可以提高无侧限抗压强度值。加入土壤固化剂PAAH能显著提高土样的抗水和抗压性能,在路基施工领域具有广阔的应用前景。     

FDN-C对高塑性黏土力学特性的影响与机理分析

为考察萘系减水剂(FDN-C)在土体固化中的应用效果，在高塑性黏土中掺加不同用量FDN-C,与木质素磺酸钙(CA-LS)对比，分析其对压实荷载、无侧限抗压强度等力学性能的影响，并对固化处理后试样粒度、微观结构、结合水以及矿物成分和官能团等进行分析，研究FDN-C对土壤颗粒的作用机理。结果表明：与CA-LS类似，FDN-C也可起到降低压实荷载，提高土体无侧限抗压强度的作用，在掺量超过土样质量的0.7%后，掺加FDN-C试样的压实荷载更低，添加两种减水剂试样的无侧限抗压强度相当；FDN-C和CA-LS均可通过分散土中的“假粉粒”,降低土颗粒表面结合水膜厚度及减少颗粒间距，使土颗粒间更密实，从而提高土体的工程性质；不同的是，CA-LS降低弱结合水膜厚度能力较强，FDN-C降低强结合水膜厚度能力较强。CA-LS分子中较多可交联的游离空位使其具有一定的粘合性，可以使土颗粒更好地胶结到一起，而未发现FDN-C有类似作用。     

CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能研究

为研究CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能,对不同赤泥掺量、不同养护龄期的固化土进行无侧限抗压强度测试,分析了强度随赤泥掺量、养护龄期的变化规律,提出了赤泥强化因子和龄期强化因子,揭示了无侧限抗压强度的变化机理.结果表明:随着赤泥的增加和养护龄期的增加,无侧限抗压强度逐渐增大;强度随赤泥掺量的增加符合二次函数变化,随龄期的增加符合线性变化规律;当赤泥掺量达到45％～60％时,强度在此区间达到最大值;应用赤泥强化因子和龄期强化因子分析,发现在28～90 d龄期且赤泥掺量为30％～60％时,强度相比水泥固化土可提高2.5～4倍.     

β-环糊精侧链对聚羧酸减水剂抑制蒙脱土的影响

采用水泥净浆和混凝土试验,详细研究了β-环糊精侧链对聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应的影响。试验表明,与仅含有聚氧乙烯侧链的传统聚羧酸减水剂相比,蒙脱土对掺加含有β-环糊精侧链的聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的负作用影响明显减弱;蒙脱土(1.0%,以砂质量计)存在时,为获得与无蒙脱土时相同的混凝土坍落度,β-环糊精类聚羧酸减水剂的掺量增幅减小,掺加β-环糊精类聚羧酸减水剂的混凝土抗压强度下降幅度减小。结合吸附试验分析,β-环糊精类聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应能力的增强应归功于其侧链中的β-环糊精基团,β-环糊精基团具有中空筒状的刚性结构,其显著的空间位阻效应将阻止蒙脱土颗粒继续吸附其他β-环糊精类聚羧酸分子,进而提高聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应的能力。     

水泥固化锌污染红粘土力学特性及强度预测

将重金属污染土与水泥混合固化处理后,可防止重金属向周围进一步扩散,并可作为稳定的固化材料用于浅层地基等非敏感区域,达到污染土二次利用的目的.将人工制备的锌污染红粘土通过水泥固化处理后,进行无侧限抗压强度试验,研究不同水泥掺量、污染物浓度和养护龄期下固化物的无侧限压缩变形特性.研究结果表明:锌离子浓度对水泥固化土的强度和变形模量存在阈值,且随着水泥掺量的增加,浓度阈值增加.锌离子浓度在5000mg·kg-以内,固化土的应力-应变曲线经历弹性变形阶段、弹塑性变形阶段、破坏阶段和残余强度阶段,且水泥掺量大于8％时,破坏应变随龄期增加而增大.锌离子浓度在10000 mg·kg-1时,固化物的弹性变形阶段经历短暂后直接进入残余强度阶段.固化物的变形模量随着锌离子的增加而减小,但当水泥掺量10％时,少量的锌离子会提高固化产物的变形模量.通过对不同水泥掺量、养护龄期和污染物浓度的固化物强度进行拟合分析,最终得到了与试验结果吻合度较高的水泥固化锌污染红粘土强度预测经验公式.     

矿渣基地聚合物固化有机质土的强度试验及影响因素分析

通过采用无侧限抗压强度试验、电镜扫描等试验方法,研究了有机酸总量、胡富比、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)及矿渣掺量对矿渣基地聚合物固化有机质土(GGBS-G)强度的影响规律.结果表明:矿渣基地聚合物固化有机质土强度随着有机酸总量的增加显著降低,而随着胡富比的增大而上升.随着胡敏酸含量的增加,固化有机质土的强度先减小后增...     

新型废渣软土固化剂的试验研究

通过配合比正交试验和优化,将脱硫石膏、钢渣、矿渣复合形成固化剂(简称GSC);采用扫描电镜对其水化产物进行微观分析;并通过无侧限抗压试验对GSC固化土与水泥土作了强度对比分析.研究结果表明,钢渣作为胶凝材料对GSC固化剂强度影响最大;发现GSC固化剂安定性、凝结时间可以满足使用要求,其水化产物和水泥相似;GSC固化土无侧限抗压强度随龄期的增长规律与水泥土一致,但早期强度比水泥土低;调节GSC的用量和水灰比大小可以实现与水泥相同的固化效果.     

粉煤灰基地聚物固化盐渍土的工程特性与微观机制

为探索粉煤灰基地聚物对盐渍土的加固效果，对固化后的土体开展了力学性能和细微观结构的试验，从本质上揭示粉煤灰基地聚物对盐渍土的固化机理。结果表明:随着粉煤灰基地聚物掺量的增加，盐渍固化土的最优干密度下降，最优含水率上升;当掺量从0增至6%时，盐渍固化土的无侧限抗压强度增加了5.5倍，而当掺量为8%时的强度没有明显提升;盐渍土的孔径分布呈双峰分布，随着地聚物掺量的增加，孔隙体积逐渐降低;盐渍固化土的阳离子交换量随粉煤灰基地聚物掺量增加而提高，且与无侧限抗压强度呈现线性相关;在盐渍土中加入粉煤灰基地聚物使土颗粒间的孔隙收缩，黏结性和密实度增强，进而达到固化的效果。本研究成果为粉煤灰基地聚物在盐渍土地区地基加固工程中的设计与施工提供了参考。     

冻融循环下不同龄期水泥土损伤特性和能量耗散

为了研究冻融循环对水泥土损伤特性和能量耗散的影响,通过对饱水状态下不同龄期的水泥土试样进行冻融循环试验,测得了不同冻融循环次数下水泥土的无侧限抗压强度、相对动弹性模量、质量变化率和应变能密度,并建立了无侧限抗压强度、应变能密度与冻融循环次数的衰减方程.试验结果表明:不同龄期下水泥土的无侧限抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小,经历15次冻融循环,水泥土无侧限抗压强度和相对动弹性模量在龄期为7d、28 d、60 d时分别下降了59.79％和54.47％、64.10％和54.89％、59.79％和53.08％,并建立了相关性良好的无侧限抗压强度与冻融循环次数的指数函数表达式;在冻融循环条件下,随着龄期的增长,水泥土质量的变化波动幅度逐渐减小;分析得出了不同龄期下水泥土无侧限抗压强度的损伤量可以近似用动弹性模量的损伤量进行估算;水泥土能量耗散随着冻融循环次数的增加而逐渐降低.     

流态固化土用无熟料胶凝材料的性能研究

流态固化土是近年来为提高市政、建筑工程狭窄空间回填质量而发展的一种新材料。本文采用钢渣粉、CFB脱硫灰、稻壳灰等多种低品质固废作为无熟料胶凝材料制备流态固化土,并对流态固化土的无侧限抗压强度、干燥收缩性能、重金属浸出性能、微观结构等开展相关试验。研究表明:采用无熟料胶凝材料制备的流态固化土,其拌合物流动扩展度和无侧限抗压强度可满足一般填筑工程的要求,硬化体的干燥收缩值明显低于同掺量的水泥固化土,且无重金属浸出毒性超标的风险;在多种固废协同作用下,土颗粒聚集成团,孔隙明显减小,絮状的凝胶与针棒状的钙矾石晶体相互交织,附着在土颗粒表面,联结土颗粒,使得固化土的强度显著提高。     

外加剂对水泥-水玻璃固化软土影响效果试验研究

针对含水率高于75％,孔隙度大于2.0软土的固化处理,提出了一种在传统水泥-水玻璃基础上添加氯化铝溶液与石膏的固化方法,并结合无侧限抗压强度试验研究了石膏掺量、氯化铝溶液浓度、龄期及水泥掺入比对固化效果的影响规律.试验结果表明:石膏的添加能显著提高固化土强度,且存在一定最佳掺量.在未添加石膏时,固化土强度随氯化铝溶液浓度增大而提高.在掺有石膏时,添加低浓度氯化铝溶液的固化土早期强度较高,但后期强度增长较小;添加高浓度氯化铝溶液的固化土早期强度较小,但后期增长较大,同时氯化铝溶液也存在一定最佳浓度.     

纳米硅粉改良碱渣-矿渣固化淤泥的抗硫酸镁侵蚀性能

利用纳米硅粉对碱渣-矿渣固化淤泥抗硫酸镁侵蚀性能进行改良，对MgSO₄溶液浸泡后的固化淤泥试样开展无侧限抗压强度、核磁共振和X射线衍射试验，研究硅粉掺量、养护龄期、浸泡时间对固化淤泥强度的影响规律及其微观机理。研究表明：在标准养护条件下，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥试样的孔隙体积最小，无侧限抗压强度最大，生成水化铝酸钙等产物。在MgSO₄侵蚀环境下，标准养护7 d试样具有很好的抗侵蚀能力，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力最好，无侧限抗压强度随浸泡时间的增加而增大；标准养护28和60 d时，固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力减弱。建立了固化淤泥无侧限抗压强度与硅粉掺量及浸泡时间的关系式，预测了最危险条件和最低强度。适量的纳米硅粉可增加固化淤泥中水化速度和程度，减少钙矾石的生成量及其不利影响，达到提高碱渣固化淤泥抗MgSO₄侵蚀性能的目的。     

木质素磺酸钙对Pb2+污染土固化效果的研究

文中以受铅污染的杨凌黄土为研究对象,以木质素磺酸钙为改良剂,通过无侧限抗压强度试验、崩解试验和渗透试验,以及对土体浸提液的pH和电导率进行测试,揭示木质素磺酸钙对Pb²⁺重金属污染土稳定固化的效果。结果表明：随着木质素磺酸钙掺量的增加,固化土的无侧限抗压强度和水稳性均先增大后减小,渗透系数先减小后增大,pH值和电导率值均不断增大;木质素磺酸钙对Pb²⁺污染土改良的最佳比例范围是0.5%～1.0%,在此范围内,木质素磺酸钙对于提高污染土的无侧限抗压强度、水稳性以及减小土的渗透性均有明显效果。