固废材料在黏土流动化处理中的应用与性能研究

道路开挖回填工程中,在开挖黏土时按照一定的配合比掺加水泥和水,制备成具有流动化自密实特性的混合料作为狭小作业空间的回填材料,同时为了降低成本,利用工业固废粉煤灰和赤泥分别代替部分水泥。通过开展流动度、泌水率和无侧限抗压强度试验,分析了粉煤灰和赤泥掺量对混合料性能指标的影响规律。试验结果表明:随着粉煤灰或赤泥掺量的增加,混合料的流动度和泌水率都减小,其中粉煤灰对工作性能的影响程度大于赤泥;用粉煤灰替代水泥时,混合料强度随着粉煤灰掺量的增大而减小;用赤泥替代水泥时,当赤泥掺量为10 %时,混合料的强度最大。     

赤泥掺量对水泥稳定碎石基层性能影响

为大规模利用拜耳法赤泥，将其作为砂石应用到公路基层，研究其掺量对水泥稳定碎石赤泥基层性能的影响。结果表明：最佳含水量随着赤泥掺量的增大而增大，最大干密度随着赤泥掺量的增大而降低，7 d和28 d无侧限抗压强度随着赤泥掺量的增加先增大后降低；综合考虑后选定配比：水泥∶碎石∶赤泥为5∶60∶35。1 km的水泥稳定碎石赤泥基层比相同水泥掺量的水泥稳定碎石基层节省造价839 544.5元。因此，赤泥可作为砂石在公路基层中大规模应用。     

石灰与粉煤灰稳定赤泥室内正交试验研究

为推进赤泥在路面工程建设中的应用,采用正交试验研究方法,以7d、28d、90d三个养生龄期的无侧限抗压强度为考核指标,对二灰稳定赤泥的强度特性进行室内研究,考察二灰比、二灰总量及赤泥种类3个因素对无侧限抗压强度的影响规律。采用4因素3水平正交表设计了9个配比进行无侧限抗压强度试验。结果与分析表明,影响二灰稳定赤泥强度的因素排序是二灰比、赤泥种类和二灰总量;同时确定了针对不同养护龄期的最优配比为石灰:粉煤灰:山铝赤泥=30:20:50。     

高性能同步注浆材料专用外加剂的研制

为利用盾构泥砂成功制备出高性能同步注浆材料,采用膨润土、凹凸棒黏土、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、FDN减水剂、聚羧酸减水剂与葡萄糖酸钠进行复配,优选配方组成,研制出高性能同步注浆材料专用外加剂HMA。结果表明,掺加HMA配制出的同步注浆材料工作性能好,初始流动度可达210 mm,流动度经时损失极小,能有效防止管片上浮,稠度值为10 cm左右,泌水率几乎为0,抗水分散效果好,28 d水陆强度比可达0.90以上。说明HMA外加剂非常适合用来配制高性能同步注浆材料。     

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.     

拜耳法赤泥酸碱度试验研究

赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中产生的固体废弃物。本文针对拜耳法赤泥,介绍了其产生过程、危害及综合利用现状;分析了拜耳法赤泥的化学组成及物理特性;通过拜耳法赤泥的酸碱性试验,主要研究了拜耳法赤泥以及不同改性赤泥的p H值变化规律。拜耳法赤泥在经过适当的改性处理以后,可以降低p H值,控制污染性,可以满足在道路工程中作为路用材料的工程特性。     

鲁西黄泛区水泥稳定土的无侧限抗压强度试验研究

通过试验研究了鲁西黄河冲积平原区水泥稳定土作为路面基层材料的无侧限抗压强度,对水泥稳定土无侧限抗压试件的制作过程及实验步骤作了详细的叙述,研究了不同压实度条件下水泥土材料配合比与无侧限抗压强度的关系,总结出了满足规范要求的水泥土原材料的配合比。结合试验过程对水泥土的无侧限抗压强度试件制作、养护以及强度评定等提出注意事项,以供广大公路建设者参考。     

水泥稳定土无侧限抗压强度影响因素研究

采用两种不同的养生方法、不同饱水条件、压实度分别对不同养生龄期水泥稳定土的无侧限抗压强度进行测试，研究以上因素对水泥稳定土无侧限抗压强度的影响规律。结果表明:养生方法二对水泥稳定土的早期强度的提高更加显著，且能够提高试件的无侧限抗压强度的稳定性；饱水条件降低能够降低水泥稳定土的无侧限抗压强度；通过提高压实度能够显著提高水泥稳定土的无侧限抗压强度；养生龄期对水泥稳定土无侧限抗压强度具有显著影响，随着时间的增大，其强度持续增大。     

可控性低强度回填材料性能研究

可控性低强度材料(CLSM)是一种替代级配型传统回填材料,并具有低强度、自流平、自我填充与自密实特性,在欧美地区得到广泛应用。文章对一种典型的以水泥、粉煤灰和水为主要原材料的CLSM工程特性进行研究,分析其流动性能及力学性能受材料组成、龄期等因素影响下的变化发展规律。用水率与水泥掺量是影响其强度的两个主要因素,流动性主要受用水量的控制,受水泥掺量影响并不显著。     

盾构泥浆絮凝-固化联合作用试验研究及宏细观探析

为解决目前盾构泥浆（经泥砂分离）资源化利用率低的问题，开展絮凝-压滤-固化试验和絮凝-固化试验，进行泥浆脱水性能、流动度、固化体无侧限抗压强度等宏观性能测试和SEM（scanning electron microscopy）、CT（computed tomography）扫描等细观性能测试，探究絮凝-固化联合作用下盾构泥浆高效建材化利用和流动化填料利用的可行性。研究结果表明： 1）絮凝-压滤-固化试验中，采用絮凝-固化剂处理的泥浆脱水速率最快，说明固化作用对泥浆脱水性能有促进作用； 2）高压挤压下硅酸盐水泥基絮凝-固化体可大幅脱出水分，固化体3 d无侧限抗压强度达2 MPa左右，具有建材化应用的潜力； 3）絮凝-固化试验中，采用硫铝酸盐水泥基絮凝-固化剂处理后的泥浆流动度在20~30 cm，3 d无侧限抗压强度最高可达130 kPa以上，具有流动化填料应用的潜力； 4）细观形貌测试结果表明，絮凝-固化剂的絮凝作用与固化作用可相互促进，提高固化体的强度。     

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。     

可控性低强度材料(CLSM)研究进展

可控性低强度材料(CLSM)是一种替代级配型传统回填材料,并具有低强度、自流平、自我填充与自密实特性的水泥基质材料,其在欧美地区得到广泛的应用。从可控性低强度材料的定义、分类、物质组成、配比与基本工程性质等方面对其作以介绍。     

CFB灰渣注浆充填材料的设计与关键性能研究

采用循环流化床发电飞灰与炉渣(简称CFB灰渣)制备注浆充填材料可有效改善传统水泥粉煤灰类注浆充填材料存在的泌水、脱空、收缩开裂等问题。通过探讨CFB飞灰与炉渣比例(简称灰渣比)、水固比、水泥掺量对CFB灰渣注浆充填材料的流动性与力学性能的影响规律,对比研究了CFB灰渣注浆充填材料与水泥粉煤灰注浆充填材料的泌水率、结石率和膨胀率等关键性能,并利用SEM、XRD等微观测试手段揭示了其强度形成与微膨胀机理。结果显示:灰渣比30∶70、水固比1∶2.4、水泥掺量15%时,CFB注浆充填材料相对于水泥粉煤灰类注浆充填材料具有良好的流动性、抗压强度、较小泌水率、较大结石率和显著的微膨胀特性。研究为CFB灰渣注浆充填材料的设计提供了理论基础。     

碱渣土无侧限抗压强度和水稳定性试验研究

将碱渣按一定比例与滨海软土拌和,用以稳定软土。通过击实试验制备碱渣土,对不同配比碱渣土进行无侧限抗压强度和水稳定性试验,研究组分掺量、龄期对碱渣土强度和水稳定性的影响,分析碱渣土的无侧限抗压强度特性和机理。研究结果表明:碱渣土的无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加而提高,随着碱渣掺量的提高先增加后降低,存在一个峰值;龄期对碱渣土无侧限抗压强度有一定影响,在7～14d龄期时影响较为明显,在14～28d龄期发展平缓;碱渣土的水稳定性发展规律与无侧限抗压强度基本一致。结合试验分析得出,利用碱渣稳定滨海软土时,碱渣掺量为30%左右较为理想。     

黄原胶和黄麻纤维对上海黏土无侧限抗压强度的影响

为改良上海地区黏土强度低的工程特性,采用在黏土中添加黄原胶和黄麻纤维的方法,通过无侧限抗压试验,来探究黄原胶含量、黄麻纤维加筋率以及养护龄期对上海黏土无侧限抗压强度特性的影响。试验结果表明:黏土中加入黄原胶和黄麻纤维都能够提高其无侧限抗压强度;随着黄原胶掺量的增大,黏土的抗压强度先增大后减小,过量的黄原胶可能会导致黏土强度降低;随着黄麻纤维加筋率的提高,黏土的抗压强度随之增大,过量地加入黄麻纤维可能会在一定程度上削弱黄麻纤维加筋黏土的效果;当在黏土中同时加入黄原胶和黄麻纤维时,相同养护龄期下,黏土的无侧限抗压强度较单独添加其中1种材料都有不同程度的提高;在本试验研究范围内,当黄原胶含量为2.00%,黄麻纤维加筋率为0.35%时,黏土的抗压强度最高;未经养护土体的抗压强度普遍较低;随着养护龄期的增长,黄原胶和黄麻与黏土接触更为紧密,同时添加剂和水的结合约束了土体的变形,使得黏土的无侧限抗压强度不断提高,其增速逐渐减缓。     

改性拜耳法赤泥路基的模量特性研究

以改性处理后拜耳法赤泥为路基填筑材料的试验路为依托,采用承载板、PFWD及FWD等不同试验方法对路基模量进行测试,分析路基在静态和动态荷载作用下的模量特性。改性拜耳法赤泥路基的强度和模量较高,在不同等级荷载作用下线弹性性质明显,可根据路基的实际工作条件来选择适合的试验方法。通过对比分析可知:承载板法静态回弹模量、PFWD动态变形模量及FWD弯沉之间具有良好的相关关系,所建立的回归公式可为改性拜耳法赤泥路基设计标准和质量控制提供参考依据。     

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。     

高速铁路软基深层搅拌桩施工工艺试验研究

通过高速铁路软土地基处理现场试验及水泥土室内试验,对深层搅拌桩的施工工艺进行了较系统的研究。结果表明:不同深层搅拌桩机型、相同机型不同机组的成桩强度均存在一定差异;施工时,选择施工队伍与选择机型同样重要;10 m复搅和全程复搅、增加复搅次数对桩体无侧限抗压强度影响不大,深层搅拌桩施工工艺宜用10 m复搅;不同地层对桩体无侧限抗压强度影响较大;浆喷桩桩长在12 m以内时,桩体无侧限抗压强度比较均匀,施工质量可控性较高。     

赤泥-粉煤灰改良高含水率粉质土试验研究

以安徽五里河高速公路#13取土场高含水率粉质土为研究对象,采用赤泥、粉煤灰为新型固化剂对其进行固化改良。通过室内试验测试改良土强度、黏聚力和内摩擦角,初步确定固化剂中赤泥与粉煤灰混合比例;通过现场改良土填筑路基试验,测试改良土的含水率、最大干密度、无侧限抗压强度、压实度等指标,综合确定最终固化剂最优掺入比,并确定路基合理碾压次数。结果表明:室内试验测得的固化剂中赤泥与粉煤灰的最优比例关系为1.2∶1;现场试验中,固化改良土在5天内含水率显著降低,固化剂掺入比达6 %后对于原状土含水率降低速率贡献并不明显;随固化剂掺入比的增加,现场试验中的改良土无侧限抗压强度显著增加,路基碾压成型效果较好,但固化剂掺入比超过6 %后强度提升幅度不大;因此,确定固化剂掺入比6 %为最优,同时确定改良粉质土碾压5次为宜。     

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。