电石渣对碱激发粉煤灰-矿渣抗碳化性能的影响

为实现工业废料的二次利用,将电石渣部分替代粉煤灰掺入碱激发粉煤灰-矿渣(AAFS)中,制备碱激发粉煤灰-矿渣-电石渣复合凝胶材料(AAFSC)。本文考察了不同电石渣掺量下AAFSC的抗碳化性能,并通过压汞测试、热重分析、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等分析材料的微观结构。结果表明：经快速碳化作用,AAFSC的孔隙结构会向有害孔发展,抗压强度明显衰减;AAFSC在碳化前中期的抗碳化性能优于AAFS,但随碳化龄期延长,这种优势逐渐减小甚至消失;试验推荐的电石渣掺量质量分数为6%,此时AAFSC在碳化前中期具备最佳抗碳化性能,且在碳化后期仍具有最大抗压强度39.92 MPa;随电石渣掺量增加,AAFSC中Ca(OH)₂含量增加,这些Ca(OH)₂在碳化过程中被消耗,生成了方解石、霰石等碳酸盐。     

聚丙烯纤维对粉煤灰稳定膨胀土的性能影响分析

在粉煤灰质量分数为20%的条件下,分别取长度为6、12、24 mm的聚丙烯纤维掺入粉煤灰稳定膨胀土中,聚丙烯纤维质量分数以0.25%的增幅从0逐渐提升至1.5%,并开展膨胀压力、浸泡加州承载比、无侧限抗压强度和标准击实试验,探究粉煤灰稳定膨胀土路基混合料性能和聚丙烯纤维掺量之间关系。结果显示,在最佳粉煤灰掺量条件下,确保路基处于最佳稳定状态的聚丙烯纤维的质量分数为1.0%、长度为12 mm。     

改性橡胶混凝土的力学性能和抗冻融性能研究

在橡胶混凝土中复掺聚丙烯纤维和粉煤灰,研究其掺量对橡胶混凝土力学性能和抗冻融性能的影响。结果表明：橡胶混凝土的抗压强度和抗拉强度均随聚丙烯纤维掺量的增大先增大后减小,随粉煤灰掺量的增大而呈减小的趋势;在整个冻融循环进程中,复掺聚丙烯纤维和粉煤灰橡胶混凝土的相对动弹性模量降幅小于素橡胶混凝土,抗冻融损伤能力提高;在本试验聚丙烯纤维和粉煤灰掺量范围内,聚丙烯纤维掺量为10 kg·m^-3、粉煤灰掺量(以替代水泥的质量百分比计)为14%～16%时,橡胶混凝土的综合性能最优。     

淤泥-石灰-粉煤灰免烧砖制备与性能研究

本文系统研究了石灰掺量对淤泥-石灰免烧砖强度和耐水性能影响规律,在此基础上探讨了粉煤灰增强相掺量对淤泥-石灰-粉煤灰系统免烧砖的强度和耐水性影响,优化了淤泥-石灰-粉煤灰免烧砖配合比.结果表明:淤泥-石灰系统中,石灰掺量30％～40％时免烧砖强度最高;固定石灰掺量在30％时,粉煤灰掺量50％时,免烧砖强度高达15 MPa,耐水性能也最优.     

基于响应面法的碱激发地聚物固化淤泥质土试验研究

为实现滩涂淤泥质土和工业废料资源化利用,定量优化地聚物固化淤泥质土的关键因素,基于Box-Behnken响应面法对碱激发矿渣-粉煤灰基地聚物固化淤泥质土的配合比进行优化,选取矿渣掺量、碱激发剂模数和碱激发剂掺量为主要考察因素,并结合宏观性能和微观形貌进行固化机理分析。结果表明：固化土最优配合比为矿渣掺量86.5%(质量分数),碱激发剂模数0.84,碱激发剂掺量7.3%(质量分数),此时固化土7和28 d无侧限抗压强度分别为5 823和7 027 kPa,预测值与实际值误差较小,所建立的模型与实际数据拟合准确可靠;固化土的水化产物主要为无定形凝胶水化硅铝酸钙(C-(A)-S-H)和硅铝酸盐聚合物(N-A-S-H),可增强土体的密实程度和骨架结构,以此提高固化土的强度。本研究为碱激发地聚物固化淤泥质土提供了理论依据和实验基础。     

碱激发作用下海相软土固化研究

为提高工业废料电石渣、原状灰固化软土的作用效果,选择聚羧酸减水剂,硅酸钠、硫酸钠、三乙醇胺作为外加剂,采用无侧限抗压强度试验、X射线衍射、电镜扫描试验研究各外加剂间的协同作用。结果表明,0.1%质量分数的聚羧酸减水剂分别与3%(质量分数)硅酸钠、0.9%(质量分数)硫酸钠复配时能显著提高固化土强度,并确定硅酸钠与硫酸钠以1:1双掺的复合早强剂。通过正交试验确定出减水剂、复合早强剂与工业废渣复配的最优配比。7 d、28 d龄期时,掺入复合早强剂的工业废渣固化软土比未掺时的强度增幅可达47%、77%。7 d龄期时,减水剂的分散效应在固化土中起主导作用,28 d龄期时,复合早强剂碱激发作用下的火山灰效应则更加明显。     

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。     

电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制

为探究矿渣、粉煤灰及电石渣的资源化利用,以电石渣作为碱激发剂,研究了矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的水化产物组成及强度特征。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差示扫描热(TG-DSC)、扫描电子显微镜及能谱(SEM-EDS)等微观测试技术,分析了复合胶凝材料的晶体结构、热化学性质以及微观形貌等特性,研究了电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制。结果表明：电石渣作为碱激发剂时能为矿渣-粉煤灰复合胶凝材料提供初始水化所需要的强碱环境,驱动矿渣和粉煤灰发生水化反应。随着矿渣掺量的增加,复合胶凝材料的强度发展呈先增加后减小的变化趋势,在粉煤灰与矿渣掺量质量配比为4∶6、外掺电石渣质量分数为4%时,复合材料浆体经4 d常温养护+32 h高温蒸汽养护后抗压强度达到25.9 MPa;矿渣-粉煤灰复合胶凝体系中水化产物分布不均,主要组成为水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硅铝酸钙等凝胶。电石渣作为矿渣-粉煤灰体系的碱激发剂使用时效果良好。     

聚丙烯纤维与粉煤灰的优化配伍研究

将聚丙烯纤维与粉煤灰按不同掺量配合 ,研究两者同掺对混凝土的流变性、力学性及抗渗性的影响。试验表明 ,掺灰能明显改善聚丙烯纤维混凝土的流变性 ,对该混凝土的渗透性能改善更明显。聚丙烯纤维与粉煤灰在混凝土中的最佳配比为粉煤灰取代水泥 15 % ,在混凝土中的体积掺量为 0 1% ,对聚丙烯纤维与粉煤灰的协同作用作了分析     

电石渣-脱硫灰复掺对流态固化土基本性能及微观特性的影响

流态固化土基本性能指标包括湿密度、泌水率、流动值和抗压强度。为探究电石渣和脱硫灰复掺对流态固化土基本性能及微观特性的影响，使用同掺量的电石渣和脱硫灰单一替代以及同时替代Ca(OH)₂和CaSO₄(分析纯),测试其对流态固化土的流动值、泌水率、抗压强度等的影响，采用XRD及SEM对比分析两种分析纯试剂和两种固废制备的试件28 d的物相组成及微观形貌。结果表明，使用电石渣和脱硫灰单掺或复掺制备的流态固化土的流动性均优于使用Ca(OH)₂和CaSO₄复掺流态固化土，泌水率均满足要求，虽然其28 d抗压强度小于Ca(OH)₂和CaSO₄复掺试样，但是能满足大部分应用场景抗压强度要求。     

复合改良黄土状亚砂土强度特性及微观机制

针对绥大高速公路病害问题,本文采用新型材料硅酸锂、石灰、聚丙烯纤维对黄土状亚砂土进行改良研究,通过冻融循环试验、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了改良土的强度特性、微观机制、固化机理及孔隙结构。结果表明:增掺硅酸锂后可以大幅提升石灰改良土的无侧限抗压强度,复合改良土的最佳配合比为硅酸锂掺量3%(质量分数),石灰掺量6%(质量分数),聚丙烯纤维掺量0.4%(质量分数),纤维长度12 mm;复合改良土的破坏特征为“延性破坏”,聚丙烯纤维能够在受力过程中起到拉扯作用,使试件在一定应变范围内承受较大的应力;不论标准养护还是冻融循环环境,硅酸锂均能起到土体强度增强剂的作用,提供碱性环境,加剧水化反应,生成钠长石、C-A-S-H凝胶、Li[AlSi₄O₁₀]等新物质;水化产物的生成是土体孔隙相关参数下降的主要原因,标准养护环境及碱性环境能够促进水化反应的进行,加大孔隙参数下降幅度,有效提升改良土的强度。     

固化废弃软黏土的强度特性及水稳定性研究

为了提高水泥和粉煤灰固化高含水率废弃软黏土的固化效果,选取水玻璃作为外加剂,吸水性强的生石灰作为分散剂,采用无侧限抗压强度试验、X 射线衍射、扫描电镜试验研究掺量与龄期对固化软黏土水稳定性和强度特性的影响。试验结果表明,3%(质量分数)的水泥、7%(质量分数)的粉煤灰、2%(质量分数)的生石灰与2%(质量分数)的水玻璃复合时能较好提高高含水率软黏土固化后的强度和水稳定性,其强度能达到水泥粉煤灰类基底层最低强度(1 MPa)。在水泥、粉煤灰和水玻璃质量掺量相同情况下,生石灰质量掺入比由0%增加至2%,其强度增大约375 kPa,且有利于后续固化剂的均匀搅拌,说明生石灰的减水和分散效应在固化土中起主导作用。此外,扫描电镜结果显示加入复合固化剂后大集聚体消失,产生大量的片状结构,大孔隙被填充,土体的强度也随之提高。     

粒化高炉矿渣微粉固化淤泥质土的动力特性及微观机理

采用不同掺量的粒化高炉矿渣微粉(GGBS)对淤泥质土进行固化处理,利用动三轴试验,确定GGBS的最优掺量,并分析最优掺量固化土在不同围压下的动强度、动弹性模量和动阻尼比的变化规律,最后利用SEM和EDS分析固化土的微观结构和元素变化,揭示其固化机理。结果表明,当GGBS掺量为20%(质量分数,下同)时,固化土动强度呈台阶式增大,20%为最优掺量。20%掺量固化土动强度是淤泥质土的2～4倍,增大45～60 kPa,动弹性模量最大值是淤泥质土的3~4倍,动阻尼比相对减小,100 kPa和150 kPa围压下动阻尼比减小尤为明显。SEM照片显示,20%GGBS掺量的固化土颗粒成团聚状,颗粒间的孔隙大大降低,土体变得相对致密。EDS能谱显示,大量的Ca²⁺发生离子交换团粒化作用,从而增强了土颗粒之间的结合力,土颗粒的内摩擦角变大,土体的强度也随之提高。     

冻融循环下糯米浆对石灰土抗剪强度的影响

在季节性冻土地区修建道路工程时,不仅要对土壤进行力学改性还需要保护脆弱的生态环境。本文研究了冻融循环条件下,糯米浆对石灰土抗剪强度的影响。在石灰土(石灰质量浓度为10%)中加入不同质量浓度(0%、2%、4%、6%、8%)的糯米浆,研究不同冻融循环次数(0次、1次、3次、6次、10次)下糯米浆改良土的应力应变曲线特征以及抗剪强度、黏聚力和内摩擦角的变化特征。结果表明,在石灰土中加入糯米浆可以提高改良土的抗剪强度,但糯米浆浓度过高反而导致抗剪强度降低,糯米浆浓度为6%时改良土的抗剪强度较大。冻融循环会导致改良土的抗剪强度下降,糯米浆可以降低改良土在冻融循环下的强度损失。冻融循环作用下,改良土黏聚力和内摩擦角的变化趋势不同。该结果为糯米浆改性季节性冻土地区路基土提供了参考。     

提高二灰碎石早期强度的室内及路用试验结果

本文在提高二灰碎石早期强度室内试验的基础上 ,采用NaOH、Na2 CO3作为早强剂修筑了 5 0 0米试验路。对试验路的观测研究表明 ,早强剂对提高二灰碎石早期强度效果明显 ,能缩短二灰碎石的成型时间和施工期限 ,可在工程中推广应用     

高性能土壤固化剂的制备与性能

为适应滨州地区土壤盐渍土的土质要求,提高固化土壤的强度,以石灰、石膏为主要原料,通过正交试验的方法研究了影响滨州地区土壤的因素,确定了高性能土壤固化剂的最佳配比.对固化剂稳定土与石灰、水泥等稳定土进行对比试验,并初步分析了其固化机理.结果表明:固化剂稳定土的强度高于石灰、水泥等稳定土,且水稳与冻稳系数均大于0.90.     

混杂纤维对活性粉末混凝土高温后抗压强度的影响

对混杂纤维活性粉末混凝土(RPC)不同温度等级作用并烧透(试件中心内置热电偶达到目标温度)后抗压强度进行了测试,研究了钢纤维和聚丙烯掺量对RPC抗压强度的影响.结果表明,RPC混凝土的抗压强度随着作用温度的升高总体呈下降趋势,钢纤维可以有效提高RPC混凝土抗压强度,而聚丙烯纤维可以改善RPC高温后性能和抑制爆裂,混杂纤维可优势互补.基于实验结果,给出了在钢纤维体积掺量2％,同时混掺聚丙烯体积掺量0、0.1％和0.2％下的RPC平均抗压强度与受火温度的关系式.     

建筑废弃物再生冗余土制备预拌流态固化土及性能研究

再生冗余土作为建筑废弃物资源化利用处理的副产物,具有成分组成复杂、含泥量高等特点,相较已经得到成熟应用的再生骨料,再生冗余土的研究与应用相对较少。为解决其资源化利用难题,采用再生冗余土作为原料,水泥、钢渣粉、粉煤灰作为固化剂制备预拌流态固化土,研究加水量、固化剂掺量与组成对预拌流态固化土工作性能与力学性能的影响。结果表明,通过调整加水量与固化剂掺量,可制备坍落度80~240 mm的再生冗余土-预拌流态固化土,28 d龄期强度介于0.68~9.54 MPa,作为低成本回填材料可以替代素土或素混凝土回填,有效消纳冗余土的同时实现与工业固废的协同利用。     

超高含水率水泥固化泥炭土压缩模量和固结系数研究

泥炭土具有高含水率、高有机质含量、大孔隙比和低剪切强度等特点。化学固化常用于提升泥炭土地基承载力和抵抗变形能力。通过开展单向固结试验,研究了含水率、有机质含量、pH值、水泥掺量和掺料粒径对水泥固化泥炭土压缩模量和固结系数的影响。研究表明,随着水泥掺量和养护龄期增加,水泥水化反应生成的凝胶不断增长,固化土压缩模量随之增长。泥炭土初始含水率从600%降至300%后,固化土压缩模量增加了3.5倍。有机质含量从40%增至80%(质量分数)时,固化土压缩模量降低了50%。pH值从7.0降至3.5时,固化土压缩模量降低了15.8%。固化泥炭土的压缩模量和固结系数受含水率、水泥掺量影响最大,有机质含量次之,pH值影响最小。掺石英砂能提升固化泥炭土的压缩模量,且石英砂粒径越小,固化土压缩模量增幅越大。     

公路工程专用合成纤维研究开发及应用

分析了国内外公路工程用合成纤维的现状及发展趋势,重点介绍了沥青混凝土专用聚酯纤维和水泥混凝土专用聚丙烯纤维的应用性能和方法,并对我国开发公路工程用合成纤维提出了建议。