α和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料性能的影响

为了探究α型和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的改性作用,采用细度为30 nm的α型和γ型纳米Al_2O_3、尧柏水泥、标准砂和聚羧酸减水剂制备水泥基材料,探析α型和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的凝结时间、力学性能和收缩性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:α型和γ型纳米Al_2O_3均会降低水泥基材料的凝结时间,提高水泥基材料的抗折强度和抗压强度,降低水泥基材料的干燥收缩,但γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的改性作用低于α型纳米Al_2O_3。综合本文和文献分析发现,纳米Al_2O_3在水泥基材料中发挥着尺寸效应、填充效应和表面效应,从而达到改性水泥基材料的力学性能和耐久性。     

矿物掺合料对水泥水化性能的影响研究

为综合判定抚顺、鸡西、石河子、六枝、淮南和中梁山六个地区的煤矿石的活性情况,通过煅烧手段和XRD测试方法对煤矸石进行试验分析,得出结论:当煅烧温度为800～900℃时,高岭土等粘土矿物会转变为类偏高岭石相,基本上不含硅铝尖晶石和莫来石相;煅烧温度为900～1 000℃时,高岭土虽仍以偏高岭石相为主,但开始出现硅铝尖晶石和莫来石;1 000～1 200℃,高岭土的莫来石化进一步增加;当煅烧温度达到1 200℃,煅烧产物的莫来石特征峰已明显增强,已由偏高岭土转变为莫来石相,主要成分是莫来石和非晶质二氧化硅;通过对比得出六个不同地区的煤矸石最佳活化温度为900℃,并且煤矸石的活性主要来源于高岭土等黏土和长石类矿物在高温下形成的无定型SiO_2和Al_2O_3。因此,在水泥水化过程中,煤矸石中的SiO_2和Al_2O_3会和Ca(OH)_2发生反应,使得化学平衡方程向左移动。     

淤泥质土固化与强度特性试验研究

为了实现淤泥质土的大规模有效固化,解决水泥土早期强度低、淤泥质土易造成环境污染等问题,将水泥作为主固化剂,粉煤灰、聚羧酸高效减水剂(减水剂)、铝酸钙和钙基膨润土(膨润土)作为外掺剂固化淤泥质土。通过无侧限抗压强度、pH值、含水率以及电导率试验,探究固化土的特性变化规律,确定复合固化剂的最佳配比。结果表明,水泥、粉煤灰、减水剂、铝酸钙和膨润土掺量为22%(质量分数,下同)、5%、0.20%、2%、6%时,固化土固化效果达到最优。微观结构表明,复合固化剂的掺入有利于强度高、难溶、具有膨胀性的矿物晶体以及胶凝物质的生成,使得固化土的结构更加紧密、强度提高。     

河道底泥固化剂配方与预处理方法研究

以河道底泥为研究对象,目的是通过对污染底泥固化进行资源化利用。首先对固化剂配方进行了优化,以抗压强度为目标,在传统固化剂如水泥、粉煤灰、石灰基础上,通过添加碳酸钠或硫酸钙外加剂,进一步提高固化后水泥的抗压强度。还比较了几种预处理方法对底泥固化效果的影响。试验结果表明:Fenton处理和热处理等方法能够降低底泥中有机物的含量,提高固化后材料的抗压强度。其中以热处理效果最好。300°C热处理后底泥固化后抗压强度超过1 MPa,达到了填方材料要求。同时,固化后底泥中的重金属基本不浸出,对环境安全。     

无定形氢氧化铝吸附剂的制备及其除氟性能研究

降氟措施对高氟地下水地区居民饮用水安全具有重要意义。吸附法除氟技术被广泛应用,但仍存在适宜于偏酸性环境等难点。以提高适应高氟地下水pH值的能力为目标,通过控制反应过程中pH值制备无定形氢氧化铝吸附材料,开展吸附等温线试验、吸附动力学试验、pH值适应性试验、竞争离子试验、可重复利用性能试验和吸附机理试验。试验结果表明无定形氢氧化铝对氟离子的吸附属于优惠型吸附,Langmuir最大吸附容量为166.67 mg/g。与传统Al_2O_3吸附材料相比,在pH值为7.0~9.0时,无定形氢氧化铝吸附材料可减缓除氟效果下降速率,提高了适应地下水pH值的能力。氟去除率随着溶液中HCO_3~-、CO_2-3、PO_4~(3-)等离子浓度升高而降低。在初始氟浓度为5.00 mg/L时,可重复利用5个周期。因此,改进铝型吸附材料制备过程可显著提高吸附性能和适应高氟地下水的能力,是今后研制和改进吸附材料的重要方向。     

采用土壤固化剂改善渠道基土性能初探

通过不同固化剂固化渠道基土的击实性能、无侧限抗压强度、水稳定性、冻融等方面试验 ,简要分析了不同固化剂固化土壤后的性能变化 ,为今后在渠道上应用土壤固化剂进行了有益的探索     

桂林岩溶覆盖区土层浸出液化学特征分析

岩溶覆盖区不同土层特征不同深度其化学成分含量有一定规律性的变化。2013年1月13日在桂林理工大学雁山校区西南侧岩溶区沼泽谷地和松林坡地分别采取土样,通过提取土壤浸出液,测定其中HCO-3、NO-3、Cl-、SO2-4、Ca2+、Mg2+、Na+、K+、TN的含量,分析其基本特征及规律。在岩溶区沼泽谷地取样浅层离子总含量最高,松林坡地则在取样深度为40 cm处离子总含量较高。SO2-4、NO-3、Ca2+离子含量变化有一定的规律性。取样两地土壤电导率值变化规律几乎一致,在岩溶区沼泽谷地土壤总氮含量少于松树林的总氮含量。总体阳离子和无氧化还原性的阴离子含量变化较平缓。综合各种影响因素,岩溶覆盖区土层浸出液化学成分含量变化规律存在多样性。     

CHF固化剂对水泥土性能影响的试验分析

采用CHF高分子复合离子土壤固化剂,进行了一系列的固化土对比试验,分析了水泥掺量、固化剂掺量、成型压力对固化土无侧限抗压强度及抗渗性能的影响。结果:固化剂掺量0.02%,水泥掺量为8%的固化土能满足渠道工程的要求,且较为经济。     

离子土壤固化剂加固红色黏土土-水特征研究

采用离子土壤固化剂(ISS)对武汉红色黏土的加固进行了土-水特征曲线试验研究,并对离子土壤固化剂加固土的固化机理进行了分析.结果表明:ISS掺入红色黏土后,各种ISS配比下红色黏土的液限、塑限和塑性指数都有所降低,当ISS与水的配比为1:200时,红色黏土的塑性指数降至最低;红色黏土原样、ISS固化样的基质吸力都随着含水量的增大而降低,而且随着基质吸力的增大,红色黏土经ISS处理后,其持水能力明显比红色黏土原样强.     

花岗片麻岩人工骨料碱活性抑制试验研究

某水电站工程位于东南亚某国,由于天然砂砾料缺乏,混凝土骨料就近选择花岗片麻岩人工骨料。其岩石矿物组成主要是斜长石、石英、钾长石,少量黑云母、角闪石,主要化学成分为SiO2、Al2O3。用岩相法和砂浆棒快速法检验原岩的碱活性,发现该人工骨料具有潜在危害性反应活性。主要原因是岩石矿物中存在一定量的微晶石英,加上受到构造应力作用,存在波状消光现象。碱活性抑制试验表明,通过掺入适量的粉煤灰、火山灰,可以达到较为理想的抑制效果。为此,工程建设时应尽量使用低碱水泥并严格控制水泥的含碱量,并切实采取碱活性抑制措施,从而提高混凝土耐久性。     

重塑黏性土及不同砂砾含量土体的起动试验研究

应用冲蚀函数测定仪开展了两种重塑黏土及其砂砾含量分别为20%、40%、60%条件下的起动试验,研究了黏聚力、干密度、砂砾粒径及掺量对土体起动应力的影响。试验结果表明:纯黏性土的起动应力与黏聚力呈线性关系,但两种黏土的斜率变化较大;两种黏性土的起动应力与干密度的关系可统一用指数型表达式确定;不同砂砾含量土体的起动应力与黏性土的黏聚力、砂砾粒径和掺量有关;砂砾粒径一定时,随着掺砂砾量的增加,混合体的起动应力呈先增加后降低的趋势,而砂砾含量一定时,起动应力随着砂砾粒径的增加而增加。最后,提出了重塑黏性土-砂砾混合土体的起动应力表达式。与试验结果的对照表明,该公式可较好地对黏性土-砂砾混合体的起动应力进行预测。     

重塑粗粒土-黏性土混合物冲刷特性研究

针对粗粒土-黏性土混合物的冲刷特性与无黏性土、黏性土的不同,采用冲刷函数测定仪对三种重塑粗粒土-粉质黏土混合物进行了冲刷特性试验研究,分析了不同粉质黏土含量情况下三种混合土体冲刷速率和起动切应力的变化规律,根据冲刷速率和起动切应力的取值确定了三种混合土体临界黏性颗粒含量的范围。随黏性颗粒含量的增加混合土体的冲刷行为逐渐由无黏性变为黏性,基于这一特点,提出冲刷黏性度的概念,作为衡量混合土体是否具有黏性冲刷行为的度量,考虑无黏性颗粒粒径和黏粒含量对混合土体冲刷特性的影响,给出冲刷黏性度表达式,根据本文冲刷试验数据确定了表达式参数的取值,通过已有其他试验数据,验证了冲刷黏性度表达式的合理性和准确性。     

弃渣的综合利用及弃渣场地水土保持方案的研究

大伙房水库输水工程以公路改造和河道规划整治项目为着手点,利用渣料修路筑堤;根据各渣场堆放形式的不同而采取不同的防治措施,可有效地防止工程施工可能造成的水土流失。     

黄河下游重塑黏性土抗冲特性试验

黄河下游河床存在典型的分层结构,不同部位对水流抗冲性不同,抗冲性极强的"胶泥层"对河势演变具有重大影响。通过对黄河下游花园口附近黏性土进行取样,开展了黄河下游河岸黏性土起动冲刷的水槽试验。分析了起动切应力随干密度的变化情况,建立了干密度、含水率与淤积历时的关系,拟合了黏性土侵蚀系数与起动切应力的关系式,结果表明:黏性土起动切应力随干密度的增大而增大,两者呈幂函数关系;当淤积历时较短时,黏性土干密度(含水率)随淤积历时的增大而增大(减小),两者呈对数函数(指数函数)关系;黏性土侵蚀系数随起动切应力的增大而减小,两者呈幂函数关系;同时研究发现,黏性土起动切应力与黏粒含量相关,相同干密度条件下,黏粒含量越高起动切应力越大;黏性土侵蚀系数与该土体的黏粒含量、土体结构相关,黏粒含量越高侵蚀系数越小,相应的其抗冲性越强。     

就地固化技术处理浅层软土的应用及机理研究

就地固化是近年来逐渐得到应用的浅层软土处理技术。通过室内及现场试验,对就地固化技术在河塘淤泥处理中的应用及加固机理进行了研究。结果表明,结合强力搅拌头对河塘淤泥进行的就地改良固化,可在改良后的淤泥顶部直接进行路基填筑等进一步工艺,实现了淤泥的就地资源化利用,同时减少了外弃土方和外借土方,有利于保护环境和节约造价。加固机理表明,强力搅拌头处理后的固化土中水泥分布相较于常规方法更加均匀,因此在相同的水泥掺量情况下,能得到更高的强度。     

黏土矿物对泥石流体屈服应力影响的实验研究

一般情况下,泥石流体屈服应力随着泥沙颗粒体积浓度的增大而增大,同时随着黏粒黏性的增强而增强。在此研究基础上,以泥石流体屈服应力为研究目标,选取了蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭土等4种常见的黏土矿物为研究对象,通过改变泥石流体中泥沙颗粒体积浓度、黏土矿物成分及黏粒重量百分含量得出:1一般情况下,黏土成份对泥石流体屈服应力影响的强弱关系依次为蒙脱石伊利石绿泥石高岭土。2泥沙颗粒体积浓度和黏粒百分含量对泥石流体屈服应力的影响呈指数关系。3综合分析泥沙颗粒体积浓度、黏土矿物成份、黏粒百分含量与屈服应力的关系后获得了黏土矿物下屈服应力的关系式。4用野外调查资料验证了上述泥石流屈服应力与泥沙颗粒体积浓度、黏土矿物的关系,具有一定的准确性。     

秸秆还田下耕作深度对土壤机械组成和土壤密度影响

为探明耕作深度对秸秆还田下土壤机械组成和土壤密度的影响,进行了小麦秸秆还田玉米大田试验,设置了20 cm、25 cm、30 cm三个耕作深度,测定了玉米生育期的土壤机械组成、土壤密度和玉米收获时的根系量和产量。结果表明:三个耕作深度下,以犁底层为界,砂粒、粉粒和黏粒的含量在犁底层之上和之下变化显著,砂粒随着土层深度加大而减小,粉粒和黏粒则相反,但播前和收获时耕作深度对三个粒级在剖面的分布规律没有明显的影响。三个耕作深度的土壤密度在玉米不同生育时期的变化趋势相似,方差分析表明玉米生育时期对同一土层深度的土壤密度有影响,但规律不明显。耕作深度对玉米产量和根系量的影响相同,以耕作深度25 cm的根系量和产量为最大,耕作深度与耕层平均土壤密度呈显著负相关。     

黄河流域泥沙矿物成分与分布规律

黄河及其干支流经常产生高含沙水流,泥沙中矿物的成分及含量是影响高含沙水流性质的主导因素,粘土矿物颗粒含量对高含沙水流流变性质的影响,远大于颗粒粒径大小对流变性质的影响,粘土颗粒和阳离子之间的相互作用对高含沙水流的流变性质也有非常大的影响。通过对黄河及其支流地区12个地点进行采样分析,得出黄河及其支流地区泥沙基本来源于同一地区,次生矿物是在长期的、相同的环境条件作用下形成的。根据泥沙样本的粒径分布曲线和矿物成分及含量,建立了黄河及其支流泥沙粘土、非粘土矿物含量与中值粒径之间的关系,能够更方便、快捷、廉价地估算黄河及其支流粘土矿物的含量。     

土体固结剂(HEC)固化三峡工程弃渣试验

粉末状高强高耐水土体固结剂（ＨＥＣ） ，不仅可用来固化各种土体，使之具有强度、耐水性和耐久性，而且还可以作为混凝土的胶凝材料，其特点是掺量少、固结范围广、固结体强度高、水稳定性好、使用简便、就地取材、降低工程造价、缩短施工周期等。利用ＨＥＣ 对三峡风化砂、碎石屑等弃渣和毛料进行了固化试验研究，结果表明，ＨＥＣ 的固结体具有良好的物理力学性能和耐久性能，可用于路基、路面、挡墙、护坡、护砌等工程。ＨＥＣ 的开发为合理而有效地利用三峡工程弃渣开辟了一条新途径