济钢转炉钢渣在路面基层中的应用研究

检测济钢转炉钢渣的化学成分及物理、力学性质,分析其用于路面基层材料的可行性.分别以不同水泥掺量制备水泥稳定钢渣无侧限抗压强度试件,测定其7d、28 d强度及浸水7d后的水稳定性.以相同的方法制备两种不同粉煤灰掺量的水泥粉煤灰稳定钢渣的无侧限抗压强度试件,测定其强度及水稳定性.通过与水泥稳定碎石力学性质的对比,表明水泥稳定钢渣及水泥粉煤灰稳定钢渣均具有良好的力学性能及水稳定性,济钢转炉钢渣可作为路面基层材料推广应用.     

磷钛石膏混合体系无侧限抗压强度

为了解决磷、钛石膏工程应用不足之处,对其工程力学性质进行研究并提出改良方案。对磷、钛混合石膏掺加不同配合比的水泥、石灰、石膏及液黏剂进行击实试验和不同配合比、不同龄期、不同干湿循环次数的无侧限抗压强度试验。发现改良体系最大干密度及最佳含水率变化较小,相同压实度钛石膏较磷石膏无侧限抗压强度更高,水泥石灰双掺改良体系较单掺改良体系无侧限抗压强度更高,水泥掺量为3%以上的改良体系强度随龄期增长显著,其无侧限抗压强度随干湿循环次数及水泥掺量增加而增强。     

固化剂改良铁尾矿基层强度影响因素敏感性分析

为了明确影响固化剂改良铁尾矿基层强度的敏感参数,以无侧限抗压强度试验为基础,通过正交试验建立水泥、土凝岩两种固化剂改良铁尾矿的7d无侧限抗压强度简化预报模型,并对各敏感因素进行逐步回归分析,明确各敏感因素所占权重。结果表明:掺量为8%的固化剂改良铁尾矿满足低等级公路强度要求;掺量相同的条件下压实度越大固化剂改良铁尾矿强度越大;压实度相同的条件下固化剂掺量越大固化剂改良铁尾矿强度越大;影响固化剂改良铁尾矿7d无侧限抗压强度的因素按其权重大小排序为:固化剂掺量、压实度、固化剂掺量和压实度交互作用。     

聚酯纤维对水泥冷再生稳定碎石强度影响的试验研究

为了揭示聚酯纤维水泥冷再生稳定碎石的强度特征,通过室内试验研究了纤维含量、纤维长度和废旧路面材料掺量对水泥冷再生稳定碎石无侧限抗压强度和劈裂强度的影响规律.结果表明:聚酯纤维的掺入能够显著提高无侧限抗压强度和劈裂强度,且当聚酯纤维含量为0.7‰时,无侧限抗压强度和劈裂强度均达到最大值,分别为素水泥冷再生稳定碎石的1.18倍和1.30倍;无侧限抗压强度和劈裂强度随着废旧路面材料掺量的增加而降低,且当废旧路面材料掺量超过30％后,无侧限抗压强度迅速衰减,但掺入不低于0.5‰的聚酯纤维可有效缓解这种不利情况的发生;无侧限抗压强度和劈裂强度随纤维长度的增加而增加.以力学性能最优为原则,综合考虑经济性,建议纤维用量为0.7‰、纤维长度为7 cm、废旧路面材料掺量为30％.     

固化剂稳定磷石膏路基填料的工程特性研究

为提高磷石膏路基填料的强度和水稳定性,降低有害物质溶出,采用甲基硅酸钠、硅酸钠和乳化剂制备磷石膏固化剂（CA）,并将质量比为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的CA加入到磷石膏中制备CA稳定磷石膏混合料（CASP）,研究了CA掺量对CASP的力学性质（加州承载比CBR、回弹模量、无侧限抗压强度和剪切强度）、水稳定性（泡水软化系数和接触角）与有害物质溶出量的影响规律,并结合扫描电镜试验揭示了CASP的强度形成与水稳定性增强机理。结果表明：CA中的硅酸钠与磷石膏可生成硅酸钙凝胶与硫酸钠晶体,前者的胶凝作用和后者的填充作用提高了磷石膏的强度和密实度,CASP的CBR、回弹模量、无侧限抗压强度和剪切强度随着CA掺量的增加而大幅提升;由CA中的甲基硅酸钠所生成的聚硅氧烷憎水膜,改变了磷石膏颗粒表面的亲疏水性质,降低了磷石膏孔隙,改善了磷石膏的水稳定性,CASP的泡水软化系数随着CA掺量的增加而变大,掺2.0%CA的CASP与水分的接触角为91.4°;浸水11 d后掺1.0%CA的CASP可满足高速公路的路床填料CBR不小于8%和路基回弹模量不低于40 MPa的技术要求;通过硅酸钙凝胶的物理吸附和化学结合,以及憎水膜的填充固封,CA显著降低了磷石膏砷、铬、铅、氟离子和磷酸根的溶出量,掺0.5%CA的CASP浸出液中砷、铬和铅含量分别满足地下水Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅳ级标准。     

掺磷尾矿的海淤固化土路堤强度影响因素研究

以疏浚海淤泥为研究对象,水泥为固化剂,掺入连云港当地固体废弃物磷尾矿砂,达到改善海淤泥工程性质、缩短建设周期、保护环境的目的.采用2因素(水泥添加量和磷尾矿砂掺量)5水平均匀试验确定了不同的配比,利用无侧限抗压强度试验,研究无侧限抗压强度的影响因素,从水稳定性和CBR值两个方面证明,提高磷尾矿砂掺量对海淤固化土强度有促进作用.在试验和理论的基础上提出掺磷尾矿砂海淤固化土的强度公式,并进行回归,固化土存在最小的水泥需要量.     

水泥粉煤灰综合稳定钢渣碎石基层性能研究

利用水泥粉煤灰稳定钢渣碎石复合集料作为新型路面基层材料,以无侧限抗压强度作为评价指标,对比了水泥稳定钢渣碎石基层与水泥稳定普通碎石基层的性能,确定了钢渣细集料代替石屑的可行性.同时还研究了湿排粉煤灰的引入对水泥稳定钢渣碎石基层性能的影响,研究表明湿排粉煤灰存在一最佳掺量值,在最佳掺量点水泥粉煤灰稳定钢渣碎石路面基层材料具有较好的强度,且因引入湿排粉煤灰,成本造价也得以降低,故市场应用前景广阔.     

水泥稳定钢渣碎石基层材料路用性能研究

通过室内浸水膨胀率试验、CBR试验及无侧限抗压强度试验,设计了60 %钢渣掺量的水泥稳定钢渣碎石材料配合比,对比研究了水泥稳定钢渣碎石与水泥稳定碎石路用性能。结果表明:粗型C级配钢渣碎石材料承载力和体积稳定性最好,4 %水泥掺量的稳定钢渣碎石抗压强度满足基层强度设计要求;水泥稳定钢渣碎石养生前期力学强度增长速率大于后期强度增长速率,室内标准养生试件抗压强度较现场养生试件强度提高了17 %,16 %;干缩观测时间≥28天,水泥稳定钢渣碎石干缩性基本消失;冲刷时间>60分钟,水泥稳定钢渣碎石累计冲刷量曲线减缓,质量损失显著减小。     

改良盐渍土物理力学性质试验研究

盐渍土作为一种性质特殊的土体,在用作路基填料时表现出易溶陷、盐胀、腐蚀等问题。结合某铁路工程建设,采用石灰、水泥及粉煤灰对盐渍土进行改良试验研究,分析了石灰、水泥及粉煤灰掺量对改良盐渍土的击实特性及无侧限抗压强度的影响关系。结果表明:改良盐渍土的最优含水率随改良材料掺量的增加而增大;除水泥改良土的最大干密度随改良材料的增加而增大外,石灰、石灰粉煤灰、石灰水泥改良土的最大干密度均随改良材料掺量的增加而减小。改良盐渍土的无侧限抗压强度与龄期呈正相关关系。龄期一定时,因部分石灰水化和物理作用的不完全致使石灰、石灰粉煤灰及石灰水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度随改良材料掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势,而水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度则随改良材料掺量的增加而增大。     

固化剂在水泥灰土稳定砂基层中的应用

为了减小水泥灰土稳定砂基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,对水泥灰土稳定砂材料的配比进行了研究,掺加了适量固化剂。通过对比研究掺加固化剂水泥土稳定砂和普通水泥灰土稳定砂各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和干缩系数等路用性能指标,认为固化剂能够显著改善水泥灰土稳定砂材料的路用性能。最后,通过电镜扫描和能谱分析方法,对其微观结构和粘结方式进行研究,进一步验证了掺加固化剂的水泥土稳定砂基层路用性能的优越性。     

土壤固化剂改良铁尾矿路用性能研究

以河北张家口地区铁尾矿为研究对象,通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳定性试验,研究水泥和土凝岩两种土壤固化剂对该类铁尾矿性能的影响。结果表明:水泥改良铁尾矿和土凝岩改良铁尾矿满足二级及二级以下公路路基强度要求的经济掺量为8%,其7d无侧限抗压强度分别为2.48 MPa和2.08 MPa;土壤固化剂改良铁尾矿前期和中期强度增长迅速,后期强度增长缓慢,10%水泥改良铁尾矿7d龄期和35d龄期强度可达到97d龄期强度的49.23%和81.13%;土壤固化剂改良铁尾矿水稳定性较好,10%土凝岩改良铁尾矿7d~97d龄期水稳系数在93.72%~99.20%之间,水稳系数随龄期先减小再增大,土凝岩改良铁尾矿水稳定性要优于水泥改良铁尾矿。     

土凝岩固化黏性土路用性能试验研究

采用无侧限抗压强度试验、击实试验、抗疲劳性能试验和水稳定性试验,对土凝岩固化黏性土与水泥固化黏性土的力学及耐久性能进行对比,探究其性能变化规律。结果表明:随土体固化剂掺量增加,固化稳定黏性土7 天无侧限抗压强度增大,其最佳含水率也随之增大;水泥固化稳定黏性土的早期水稳定性系数低于土凝岩固化黏性土,后期水稳定性系数较为接近。     

改良垃圾土强度特性及酸碱性侵蚀试验研究

以水泥为固化剂,粉煤灰、石膏为外掺剂对人工配置的垃圾土进行改良,并对其不同龄期无侧限抗压强度进行了测量;通过电镜-能谱分析试验,分析了改良垃圾土的固化机理;以H2SO4和NaOH溶液模拟酸碱性环境,研究了酸碱性侵蚀对改良垃圾土强度的影响规律。试验结果表明：在垃圾土中加入水泥、粉煤灰和石膏比单独使用水泥加固垃圾土效果好;掺有水泥和粉煤灰的的改良土强度比单掺水泥的改良土强度均有所提高,在碱液中提高的幅度更大。     

水泥粉煤灰稳定碎石力学特性研究

为了评价水泥粉煤灰稳定碎石力学特性,该文研究了养生龄期、粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和回弹模量的影响规律。结果表明:随着龄期的增长,水泥粉煤灰稳定碎石的力学性能均随之增大;粉煤灰的掺加对水泥稳定碎石早期无侧限抗压强度和劈裂强度都有影响,掺量越大早期强度越低;掺加粉煤灰对长期强度有利,随着粉煤灰掺量的增加,无侧限抗压强度和劈裂强度先增大后减小,存在最佳掺量;在进行混合料设计时,可以适当降低7d强度,建议以90d强度作为设计强度;随着粉煤灰掺量的增加,回弹模量呈减小的趋势。随着养生龄期的增长,材料的压折比逐渐降低,弹强比逐渐提高,随着粉煤灰掺量的提高,材料的压折比先减小后增大,弹强比逐渐降低。     

固废基硫铝酸盐水泥固化低液限粉土的试验研究

为探究固废基硫铝酸盐水泥对低液限粉土的固化规律和效果,开展无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR、XRD、TGA和SEM等试验,研究复掺不同比例硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的固化剂对固化土力学性能的影响及其微观机理。研究结果表明:相对于普通硅酸盐水泥,固废基硫铝酸盐水泥水化产物中钙矾石含量较高,水化硅酸钙含量较少。单掺掺量为6%的固废基硫铝酸盐水泥固化土,其无侧限抗压强度前期增长较快,后期增长相对缓慢,28 d强度可以达到0.83 MPa;确定胶凝材料掺量为6%,将固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥进行复掺时,随普通硅酸盐水泥占胶凝材料比例的增加,固化土抗压强度和劈裂强度逐渐提高,膨胀量逐渐降低。当普通硅酸盐水泥比例由60%上升到70%时,固化土强度提高最为显著,两种水泥的互补性发挥得最好,CBR可达235%,28 d强度可达2.25 MPa。     

水泥稳定废弃混凝土再生集料性能研究

为提高废弃混凝土再生材料的使用量，以100%废弃混凝土再生集料作为路面基层集料，进行了原材料试验、配合比设计、不同水泥掺量稳定再生集料的击实试验和无侧限抗压强度试验。结果表明：再生集料规格良好，最佳含水率在5.5%～7.5%之间；在水泥掺量为3%和4%时，再生集料的无侧限抗压强度不低于天然集料的强度，可以满足高等级公路和重载交通路面基层的建设要求；建立了针对再生集料的静压成型和振动成型的无侧限抗压强度之间的对应关系，为工程建设提供依据。     

矿物掺合料对复合注浆材料性能优化研究

针对水泥混凝土路面板底脱空等病害,系统研究了硅灰、粉煤灰等矿物掺合料,减水剂掺量和乳化沥青掺量等对复合注浆材料性能的影响,研发的复合注浆材料初始流动度不大于20 s,30 min流动度不高于30 s,与水泥稳定材料相比,复合注浆材料固结体7 d无侧限抗压强度略低,但挠度和水稳定性显著提高。     

纤维加筋复合固化黄土的强度特性研究

为了探究纤维加筋固化土技术应用于应急机场的可行性，通过无侧限抗压强度试验，探究了不同掺量和龄期的水泥、固化剂以及纤维复合固化黄土的强度特性。结果表明:固化剂与纤维可以提高黄土无侧限抗压强度，其中水泥固化效果最优，且最优掺量为8%，随着纤维和砂掺量的增加，加筋固化土的强度先增大后又减小，纤维掺量为0.30%和0.45%时固化黄土强度较高，砂的最佳掺量在4%左右。进行简易机场布设时，建议机场道面工程使用12 mm改性聚丙烯纤维掺量0.45%，固化剂选用P.O 32.5R硅酸盐水泥掺量8%，砂掺量低于4%的复合固化土。     

基于固弃物的固化土路用性能及固化机理研究

为探索矿渣、粉煤灰和脱硫石膏等固体废弃物应用于黄泛区道路工程建设的可行性,基于粉煤灰、矿渣、脱硫石膏、普通硅酸盐水泥和固废基硫铝酸盐水泥制备了粉土固化剂。研究了固化剂掺量（4%、6%、8%、10%）对固化土无侧限抗压强度、劈裂强度、加州承载比（CBR）、水稳性能及抗干湿循环性能的影响。结果表明：使用固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥与其他固弃物协同制备的固化剂固化效果最优;固化剂掺量不低于8%时,固化土强度满足JTG D50-2017要求;固化土CBR值高于75%,满足JTG D30-2015中路基填料承载比要求;基于X射线衍射分析和二次电子成像技术,发现固化土中存在水化硅酸钙凝胶（CSH）和钙矾石晶体（AFt）;这些物质通过填充缝隙、挤密、黏结土颗粒,增强土体性能。     

精炼钢渣水泥稳定混合料性能室内试验研究

以广西北海诚德不锈钢厂的精炼钢渣为研究对象,对含水率、化学成分、物理性质、稳定性、膨胀特性及有害物质重金属析出进行分析,将钢渣作为道路材料探究其可行性;将钢渣水泥稳定混合料在5种水泥掺量下分别进行击实试验和7、28 d无侧限抗压强度试验验证其抗压强度,在14%水泥掺量下进行28、90 d弯拉试验、劈裂试验验证其力学性能,进行干缩试验验证其稳定性。结果表明,钢渣的主要成分是CaO,活性较高,颗粒细腻,含水率较高,f—CaO、f—MgO的含量达到规范要求,且无膨胀性,重金属析出也远低于规范要求;压制成型的钢渣水泥稳定混合料试块密实性好,且抗压强度整体较高,水泥掺量为5%以上的钢渣水泥稳定混合料满足二级及二级以下公路要求;钢渣水泥稳定混合料满足弯拉强度要求,且干缩性能稳定,符合路面基层材料要求。