矿渣地聚物改良红黏土力学特性及微观机制研究

利用水玻璃作为碱性激发剂与矿渣生成凝胶体地聚物,来改良广西红黏土的力学性能。通过无侧限抗压强度试验得到当矿渣掺量为红黏土质量的10%、水玻璃模数为1.2、掺入的水玻璃为矿渣掺量的10%、养护龄期为28 d时,红黏土强度最高可以达到3 204 kPa。同时,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对地聚物改良红黏土进行分析可知,加入地聚物后生成的水化硅酸钙等凝胶体将土体内部孔隙填充,使红黏土内部孔隙变小,土体结构更加稳定,提高了土体的强度。     

地聚物对固化焚烧飞灰的研究

垃圾焚烧处理技术产生的飞灰浓缩了重金属等一些高毒性当量的危险成分, 如果处理不当会 产生二次污染, 因此焚烧飞灰被认为是危险废物, 必须进行特殊处理.论文对地聚物固化垃圾焚烧 飞灰的工艺及养护条件进行了实验研究, 以抗压强度和重金属浸出质量浓度为效果表征量, 研究了 地聚物固化飞灰的合成配方.结果表明:氧化物配比为m(Na2O)∶m(SiO2)=0 .30 , m(SiO2)∶m (Al2O3)=4 .7 时, 飞灰掺量为40 %的固化体在养护7 天后抗压强度能达到31 .25 MPa , 固化体中 Pb , Zn ,Cu 和Cr 的浸出质量浓度分别达到0 .183 8 , 0 .023 1 , 0 .008 1 , 0 .367 9 mg/L .     

碱激发粉煤灰固化淤泥的强度特性及微观机制研究

为解决废弃淤泥资源化,以及单一水泥固化剂高能耗、高污染、高排放等问题,采用碱-粉煤灰混合料对淤泥进行固化处理,考虑不同养护龄期、激发剂和固化剂掺量条件,开展无侧限抗压、X射线衍射和扫描电子显微镜试验,观测了固化淤泥的典型矿物组成和微观结构特征。结果表明,对于石灰-粉煤灰混合料而言,Na₂SO₄与NaOH的单独激发效果相当,NaOH和Na₂SO₄两者复合激发效果优于单独激发。     

聚丙烯酰胺对水泥固化砂土性能的影响

针对传统水泥固化土耐久性较差的特点,通过对加入三种不同吸水性能聚丙烯酰胺(PAM)的水泥固化砂土进行无侧限抗压强度试验、干湿循环试验、干缩试验以及SEM电镜扫描试验,对不同吸水性能的PAM改善水泥固化土的强度、耐久性以及微观机理进行研究分析。试验结果表明:PAM的掺入可有效提高水泥固化土的强度,而PAM吸水性能的不同会导致水泥固化土的强度呈现出一定的规律性变化;PAM的掺入可有效改善水泥固化土的耐久性能,相对而言,强吸水性能PAM对于水泥固化土的耐久性表现出更好的改善作用;PAM掺入水泥固化土后形成PAM-水泥石-土颗粒的整体胶结结构,增强了水泥固化土的强度和抗干缩开裂的能力。     

粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土力学性能与微观结构

为考察不同配合比对地聚物混凝土性能的影响,开展了粉煤灰与矿渣比例、水玻璃模数以及水玻璃掺量(质量分数)对其宏观力学性能影响的实验研究,并从微观层次扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)以及压汞实验(MIP)对微观结构进行研究.结果表明:养护龄期的增加,...     

偏高岭土地聚物制备条件及其水化过程

研究了青岛高岭土制备地聚物的最佳条件和地聚物的水化过程。重点考察了水灰比、碱激发剂掺量、水玻璃模数等因素对地聚物抗压强度的影响。结果表明：以高岭土煅烧得到的偏高岭土为原料制备地聚物,当水灰比为 ０.３５、碱激发剂掺量为 ２１％、水玻璃模数为 １.４时,地聚物具有较高的强度。由此制备的地聚物试块在 ５０℃下用保鲜膜包裹养护 ９ｄ再自然养护 １９ｄ,其抗压强度为 ７１ＭＰａ。通过 ＸＲＤ、ＳＥＭ对地聚物的水化过程进行了研究,揭示了地聚物不同水化时间的微观结构变化,结果表明：地聚物在水化过程中,先脱水缩聚生成小颗粒地聚物前驱体,然后进一步生成相对较大的分子,最后连接成网状结构,形成致密结构;其水化产物主要是网状无定型的硅铝凝胶,对应的 ＸＲＤ衍射区域为 ２０°～３０°。     

微波加热对地聚物砂浆力学强度的影响

目的探讨微波加热工艺在混凝土快速养护工艺中的应用效果,探寻适用于地聚物混凝土的快速养护方法及其可靠工艺参数.方法采用水玻璃、粉煤灰、石英砂、水为主要原料配制地聚物砂浆,成型后坯体置于微波装置中加热固化处理,分析表征试样的微观结构和力学强度.结果微波加热条件下,试样的力学强度增长迅速,10 min左右微波处理即可达到甚至超过标准养护28 d的强度,但长时间微波加热导致试样力学强度降低甚至结构开裂;试样最大强度随微波功率的提高而有所增大,相应微波加热时间则有所缩短;在自然干燥状态下,微波加热后地聚物砂浆试样可长期保持强度稳定.结论适当管理的微波加热工艺可作为一种简便的混凝土快速养护方法,适用于地聚物混凝土等结构表面的快速硬化工程等,但过度地微波处理如功率过大或处理时间过长,对砂浆强度不利.     

玄武岩纤维地聚物混凝土的高温动态力学特性

采用自主研制的高温100 mm SHPB试验装置,研究了玄武岩纤维增强地聚物混凝土(BFRGC)的瞬时高温动态力学特性.采用厚度为1.0 mm,直径为30,35,40,45,50 mm的铝片作为整形器对入射波进行整形,保证了试验过程的有效性.结果表明:不同温度下,玄武岩纤维地聚物混凝土(BFRGC)的动态抗压强度、峰值应变和能量吸收特性随应变率的提高近似线性增长;200℃时BFRGC的动态抗压强度相对于常温时大幅度提高;随着温度的升高,BFRGC的峰值应变显著提高,且均大幅度高于常温时的峰值应变值;200～600℃时BFRGC的吸能特性明显优于常温状态,而800℃时能量吸收特性明显降低.     

聚丙烯纤维页岩陶粒地聚物砂浆高温后力学性能

在矿渣-粉煤灰地聚物砂浆基础上,加入不同掺量的页岩陶粒以及聚丙烯(PP)纤维,研究标准养护条件下120 d后地聚物砂浆在不同温度(25～800℃)条件下的残余抗压强度,采用X射线衍射(XRD)分析其高温后产物劣化规律,利用扫描电镜(SEM)对比分析其微观形貌。结果表明：PP纤维页岩陶粒地聚物砂浆升温条件后抗压强度均呈现出先升高后降低的趋势;单掺页岩陶粒能够提高800℃后地聚物砂浆抗压强度;单掺PP纤维无法显著提高高温后抗压强度;建议对页岩陶粒掺入前进行适当的预处理。     

纤维地聚物混凝土断裂性能试验

为研究不同性质的纤维对粉煤灰基地聚物混凝土(GPC)断裂性能的影响,通过混凝土切口梁的三点弯曲试验,探讨了不同体积率的玄武岩纤维(BF)、聚乙烯基聚丙烯纤维(SPPF)和端勾钢纤维(SF)对GPC断裂性能的影响规律。结果表明：（1）BF-GPC、SPPF-GPC和SF-GPC的抗压强度和劈裂抗拉强度均较GPC有显著提高。最大抗压强度分别在体积率为0.2%、0.8%和1.0%获得。劈裂抗拉强度对应的最佳体积率分别为0.2%、0.4%和1.0%。（2）BF-GPC的各断裂性能指标均随BF体积率的增加先增大后减小。在体积率为0.2%时,BF-GPC的起裂韧度 、失稳韧度 、等效裂缝长度ae和断裂能GF的增益比最大。BF-GPC是以BF拉断为主要特征的脆性破坏。（3）SPPF-GPC的各断裂性能指标在低掺量范围内随纤维体积率增加而增大,在高掺量范围内先增大后减小,并在SPPF的体积率为1.5%时有最大增益比。SPPF-GPC以SPPF的脱黏和拔出而失效,为低延性破坏。（4）随着SF体积率的增加,SF-GPC的各断裂力学参数和断裂能逐渐增大,SF-GPC具有显著的延性破坏特征。SF-GPC中建议采用的体积率为0.5%~1.5%。（5）在地聚物混凝土中,SF的增强增韧效果都是最好的,BF的增强效果胜于SPPF的,但SPPF的增韧要优于BF的。     

湿陷性黄土工程特性及路基病害防治措施

湿陷性黄土压缩性大、强度低。在其上修筑路基容易产生较大的沉降量,且常因雨水导致各种工程病害。随着我国道路工程建设的不断发展,在西部地区由湿陷性黄土引起的路基病害问题日益突出,已严重影响到道路的施工建设。介绍了湿陷性黄土的工程特性,针对路基各种病害类型及成因进行了分析,并提出了相应的防治措施。该研究对湿陷性黄土地区路基的设计、施工及养护具有重要的指导意义。     

酸碱条件对聚苯硫醚纤维力学性能的影响

研究酸和碱对聚苯硫醚纤维性能的影响.通过场发射扫描电镜(FESEM)、单纤强力仪和差示扫描量热仪(DSC)对酸、碱处理前后PPS纤维的表面形貌、力学性能和热学性能进行研究.结果表明:NaOH和H2SO4对PPS纤维的性能影响较小;而HCl、HNO3对PPS纤维各种性能的影响较大.经HCl、HNO3处理后PPS纤维表面出现凹槽和裂痕,其断裂强力和断裂伸长率随HCl、HNO3浓度增大和处理时间的延长而降低;经酸碱处理后的PPS纤维的热焓值都有不同程度的下降,其中经HNO3处理后其热焓值降幅最大.     

粉煤灰影响湿陷性黄土工程性质试验

对掺入适量粉煤灰的黄土试块进行室内压缩实验,得出其压缩系数和湿陷系数,并对黄土粉煤灰混合料的力学性能进行探讨.研究结果表明,粉煤灰能改变湿陷性黄土的工程性质,使其能满足工程对地基土的要求.     

灌溉淋滤对原状黄土物理力学性质的影响

甘肃黑方台地区因农业灌溉诱发了大量黄土滑坡,给当地群众生命财产安全构成了严重威胁。为探究灌溉诱发黄土滑坡的形成机理,以灌溉淋滤为出发点,对比分析了原状黄土在长期灌溉条件下物质组成、物理性质的变化规律,通过室内三轴试验研究了灌溉淋滤对原状黄土静态液化特性的影响。结果表明:长期灌溉造成原状黄土中可溶盐含量的大幅降低,胶结弱化,粗颗粒分散,黏粒增多,塑性指数增大,同时灌溉过程中发生的湿陷引起黄土干密度增大、孔隙比减小;淋滤前后饱和黄土均表现出强烈的应变软化特性,具有静态液化特征;与未淋滤黄土相比,淋滤后黄土脆性破坏特征有所减弱,表现为峰值应变增大、超孔隙水压力减小和稳态线上移。     

微生物改性对粉土某些特性的影响

将微生物技术引入岩土改性中,筛选出多种碳酸盐矿化菌和多糖粘胶菌,利用碳酸盐矿化菌ATCC 6453、3和多糖粘胶菌5、6的代谢产物对粉土的工程性能进行改性,对改性土体进行了渗透和无侧限强度试验,测定土体工程指标的变化.通过扫描电镜(ESEM)和能量弥散X射线(EDX)能谱分析,研究不同微生物改性粉土的微观结构特征,揭示微生物改性粉土的机理.研究表明:掺碳酸钙矿化菌和多糖粘胶菌对粉土的渗透性和无侧限抗压强度均有不同程度的影响.     

秸秆纤维对低碱水泥基材料阻裂性能的影响

探讨了秸秆纤维对低碱水泥基材料阻裂性能的影响,结果表明,基准低碱水泥砂浆的塑性收缩裂缝的开裂权重值为37．5cm,随着秸秆纤维的掺入其裂缝明显减少,当掺入0．2％时塑性收缩的裂缝减少了96％,当超过0．5％时,砂浆基本不产生裂缝,说明秸秆纤维的掺入对低碱水泥砂浆具有很好的阻裂效果．     

黄土蠕变特性研究进展

黄土地区重大工程建设引发的崩塌、滑坡、地面沉降等地质灾害,往往与黄土蠕变特性密切相关。从黄土蠕变研究阶段、研究方法、本构模型和蠕变引发的工程灾害等方面进行梳理,归纳总结了黄土蠕变研究的现状,探讨了黄土蠕变研究中存在的问题以及未来研究的趋势。具体来说,①在系统梳理国内外研究文献基础上,将黄土蠕变研究分为3个阶段,分别为黄土基本性质研究阶段、黄土工程灾害研究阶段和黄土重大工程研究阶段; ②从黄土蠕变研究方法出发,分析讨论了黄土蠕变研究中采用的各类方法以及影响黄土蠕变的各类要素,尤其是含水量、干密度以及荷载对黄土蠕变特性的影响; ③总结了黄土蠕变本构模型的研究特点,评述了包括元件理论本构模型、经验本构模型及半经验半理论本构模型等3类模型的优缺点; ④对黄土地区常见的边坡、路(地)基、隧道等工程类型的蠕变破坏特征进行了梳理; ⑤建立考虑多因素影响的黄土蠕变本构模型、系统研究黄土蠕变微结构的动态演化和微观本构模型及动荷载作用下的蠕变特征,是未来黄土蠕变研究的发展趋势。     

新型碱性阻焦剂对渣油热反应性能的影响

考察了新型碱性阻焦剂对辽河减压渣油热反应性能的影响。实验采用FYX05A型高压釜作为间歇式反应嚣,考察了辽河减压渣油在435~480℃温度范围内的热反应性能。实验中通过产品收率随温度的变化,以及阻焦剂加入后产品分布的变化情况,确定阻焦剂的质量分数对原料热反应性能的影响。新型碱性阻焦剂加入后,辽河减压渣油的热反应性能明显改变,提高了轻油收率,焦炭、气体收率都有所下降。实验结果表明,在温度为480℃, 阻焦剂的质量分数为3％时,焦炭和气体产率最低,液体产率最高。并利用胶体分散理论对实验结果进行了简要分析。     

酸碱处理对天蚕丝结构与性能的影响

通过对酸碱处理前后天蚕丝结构与性能的研究,发现天蚕丝经酸碱处理后,由于分子间的氢键被破坏,使得纤维的断裂强度和断裂功下降,断裂伸长减少,其中碱处理后下降的更多.天蚕丝经酸处理后,发生重结晶现象,使得结晶度、初始模量、屈服应力和伸长增加;天蚕丝经碱处理后,酰胺键水解使结晶度、初始模量降低.     

激发剂对发泡水泥制备与性能的影响

以快硬硫铝酸盐水泥作为胶凝材料,绝干密度为200 kg/m3的发泡水泥为对象,研究激发剂对发泡速度、发泡倍数和制品强度的影响.结果显示,随着激发剂掺量的增加,发泡速度呈现阶段性变化,并显著增加,但发泡倍数不发生改变.激发剂能够明显提高发泡水泥的抗压强度和抗折强度,其中当激发剂的掺量为0.5％时,发泡总时间为10 min,28 d的抗压强度增大43％,抗折强度增大13％,垂直表面的拉伸强度增大3％.