三灰稳定砂砾力学性能研究

以石灰、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾为研究对象,通过无侧限抗压强度试验及劈裂拉伸强度试验研究稳定砂砾力学性能。结果表明:在相同的无机结合材料掺量下,养护早期石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾的无侧限抗压强度和劈裂拉伸强度均较大,随着养护龄期的增长,两类稳定砂砾的强度趋于接近;相同养护龄期稳定砂砾的强度随无机结合材料掺量的增加而增大;当无机结合材料掺量相同,水泥掺量越多,稳定砂砾强度越高。     

制备工艺对自燃煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合物强度的影响

以自燃煤矸石、矿渣和粉煤灰为硅铝成分的主要来源,制备自燃煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合物,重点研究了激发剂的陈化时间、固液混料的搅拌时间、振捣方式、养护温度、养护时间和养护方式等工艺参数对地质聚合物胶砂强度的影响.结果表明,当自燃煤矸石∶矿渣∶粉煤灰为5∶3∶2,硅酸钠:氢氧化钾为3.3∶1,且激发剂掺量为17％时,若采用优化的工艺条件,即激发剂陈化时间24h、按ISO胶砂搅拌机全自动搅拌、按GB胶砂振动台振捣,试件脱模后在40℃养护箱中养护6h再标准养护,可以制备出满足硅酸盐水泥42.5R强度等级的地质聚合物.     

碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料性能的研究

主要研究在不同粉煤灰掺量条件下,碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料的路用性能。首先测试了碱激发粉煤灰水泥的凝结时间与强度,然后进行混合料力学性能与耐久性测试。研究得出:适量粉煤灰掺量的碱激发粉煤灰水泥表现出较好的路用水泥特性;粉煤灰掺量25%的试件力学性能与抗冲刷性能最佳,碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料的后期强度增加速度大于纯水泥稳定再生集料,且随着粉煤灰掺量增加,混合料试件干缩应变逐渐变小。     

石灰稳定废弃泥浆干化土有效钙镁含量衰减模型

通过EDTA滴定试验,建立了不同养护条件和压实状态下有效钙镁含量的数学模型,分析研究应用于道路工程的石灰稳定废弃泥浆的有效钙镁含量的衰减规律。研究结果表明:石灰稳定废弃泥浆的有效钙镁含量与石灰掺量呈线性关系,有效钙镁含量的衰减模型与养护条件和压实状态有关。通过模型数据和试验数据对比发现,建立有效钙镁含量衰减模型具有一定的预测精度。     

改良盐渍土路基耐久性试验研究

对石灰、二灰(石灰、粉煤灰)和三灰(石灰、粉煤灰和水泥)改良盐渍土路基耐久性进行试验研究,通过干湿循环试验和冻融循环试验,分析了不同配比改良盐渍土干湿循环后强度降低率、吸水率及质量损失。试验结果表明石灰掺量适当、粉煤灰和石灰掺量比例为2∶1时,二灰改良盐渍土能达到与三灰改良盐渍土相当的耐久性能。     

高速铁路寒冷地区路基改良填料冻融性能研究

针对高速铁路寒冷地区路基改良填料，进行冻融循环后无侧限抗压强度试验，探究改良剂种类、掺量和养护龄期变化对改良填料抗冻融耐久性能的影响。结果表明：改良填料的强度随着养护龄期的延长和水泥掺量的增加而提升；粉煤灰的掺入会降低填料的强度；改良填料的冻融强度损失值呈现出指数型降低。采用冻融强度损失可以较好地评估填料在不同养护龄期下的强度变化。填料的冻结温度为-0.3℃，改良填料的冻融变形与水泥掺量呈正相关，与粉煤灰掺量呈负相关。     

石灰改良膨胀土强度试验研究

以南阳某公路试验段膨胀土为对象进行石灰改良膨胀土强度试验,研究了无侧限抗压强度、内摩擦角及粘聚力与石灰掺量、养护龄期之间的关系。试验结果表明:无侧限抗压强度与石灰掺量成三次多项式关系,与养护龄期成线性关系,进一步给出了考虑石灰掺量与养护龄期的无侧限强度计算公式。内摩擦角及粘聚力与石灰掺量均成线性关系,内摩擦角与养护龄期成线性关系,石灰掺量为0时粘聚力与养护龄期成线性关系,石灰掺量不为0时粘聚力与养护龄期成二次多项式关系。石灰对改良膨胀土粘聚力的影响很大而对内摩擦角的影响很小,这是因为在石灰和膨胀土颗粒之间主要产生灰结作用和凝聚作用以提高膨胀土的抗剪强度。给出了最优掺灰量和最优养护时间。     

离子土壤固化剂固化红黏土强度特性

为研究液态离子型土壤固化剂加固红黏土的强度特性，采用美国Road Bond公司生产的液态离子型土壤固化剂对浙江金华地区的红黏土进行加固。在试验确定的最佳离子土壤固化剂掺量0.014%条件下，通过在试样土中加入不同掺量水泥、石灰，成型2种不同压实度（96%、98%）试件，分别进行固化土混合料的抗压回弹模量、抗压强度、劈裂强度和冻融强度试验，分析离子土壤固化剂加固红黏土的强度变化规律，并铺筑试验路进行验证。研究结果表明：红黏土中加入离子土壤固化剂后，其塑性指数有所降低，形成更为密实结构，固化剂、水泥或石灰的掺入都能增加混合料的抗压回弹模量，且在其他条件相同的情况下，掺入石灰对抗压回弹模量的增强效果优于水泥；各配合比混合料的7 d无侧限抗压强度受压实度影响较为显著，98%压实度固化效果优于96%压实度，固化剂、水泥、石灰的掺入均可较好提升试件的劈裂强度，随着水泥掺量的增加，其冻融抗压强度损失BDR也随之提高，其抗冻性能越好。结合现场试验路的情况，建议在实际工程中严格控制其压实度。     

磷石膏粉煤灰石灰固结材料的研究

研制一种主要以磷石膏粉煤灰和石灰组成的固结材料,并对其配比进行优化研究,其最佳配比为粉煤灰比磷石膏=11,石灰类稳定剂掺量约为6%～8%;固结材料压实度为93%～96%,可作路面基层材料,当压实度在93%左右时,可作路基的填筑材料,也可用其稳定碎石作路面基层材料;用SEM对其微观结构进行了观察,阐述了其强度形成机理.     

不同粉煤灰掺量的再生混凝土性能试验研究

为掌握不同粉煤灰掺量再生粗骨料混凝土的性能,本文通过室内试验分别研究了不同掺量粉煤灰再生混凝土的力学性能及抗冻性能。结果表明:(1)粉煤灰掺入能提升再生混凝土养护后期的抗压强度;(2)随着粉煤灰掺量增加,不同养护龄期混凝土的抗折强度均呈先增后减变化趋势;(3)再生混凝土的抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,且粉煤灰掺量越大,抗压强度减幅越明显;(4)随着冻融次数增加,再生混凝土的质量损失率逐渐增大,但掺量低于30%的混凝土质量损失不显著。     

石灰粉煤灰加固低液限粉土性能研究

针对低液限粉土孔隙小、透水性弱、结构性差、含毛细水等导致稳定性差的问题。通过对低液限粉土进行物理、力学性质试验,取得基本的研究参数;通过无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、抗压回弹模量试验,对石灰粉煤灰加固低液限粉土的稳定性能进行了系统研究,并推荐低液限粉土的最佳稳定加固方案;从物理、化学等方面对其加固机理和影响因素进行研究。试验结果表明：随着石灰粉煤灰掺量的增加,试件各个龄期的无侧限抗压强度不断增加;影响低液限粉土最佳加固方案的因素有粒组含量、土粒级配、塑性指数等;粘粒含量和塑性指数对石灰粉煤灰稳定低液限粉土的稳定效果有显著影响,石灰粉煤灰对粘粒含量高、塑性指数小的低液限粉土的稳定效果相对较好。     

压实石灰黄土压缩特性试验研究

通过击实试验,获得了不同石灰掺量石灰黄土的最大干密度和最佳含水量.通过对不同压实度、石灰掺量和龄期的压实石灰黄土进行压缩试验,得到了各参数对压缩变形的影响规律及施工中选择依据.绘制出不同压实度石灰黄土的归一化压缩曲线,从而可方便地计算不同压实度石灰黄土路基的沉降.发现侧限割线模量和压力成正比,表明侧限压缩割线模量分析法适用于压实石灰黄土.给出了计算压实石灰黄土路基沉降的3种方法.     

改良滨海盐渍土路基填料试验研究与工程应用

针对罗伯茨国际机场盐渍土路基溶陷、盐胀、腐蚀等病害,开展不同石灰、粉煤灰掺量下盐渍土的击实、CBR及无侧限抗压强度试验研究。结果表明:石灰掺量一定时,改良盐渍土的最佳含水率随粉煤灰掺量的增加而升高,最大干密度随粉煤灰掺量的增加而减小;改良盐渍土无龄期下CBR均在31%以上,7 d龄期下CBR均高于45%,石灰掺量大于6%时,盐渍土的CBR值不升反降;盐渍土的无侧限抗压强度随龄期不断增长,粉煤灰会抑制盐渍土的早期强度,而提升盐渍土的最终强度;经工程应用验证,采用石灰、粉煤灰改良盐渍土路基切实可行。     

石灰粉煤灰改良盐渍土填料力学特性研究

为了克服盐渍土填料对路基带来的不利影响,通过抗剪强度、无侧限抗压强度和抗压回弹模量试验对掺加不同量的石灰粉煤灰改良土的力学性能进行了研究。结果表明:掺加一定量石灰粉煤灰可以提高盐渍土填料的粘聚力和内摩擦角,填料后期无侧限抗压强度和抗压回弹模量也随石灰粉煤灰掺量的增加而增加。     

两种养护条件下水泥-粉煤灰胶凝体系的性能

通过测定不同粉煤灰掺量的水泥净浆的化学结合水量、孔隙结构和抗压强度,研究了在蒸汽养护与标准养护条件下水泥-粉煤灰胶凝材料的性能。试验结果表明:蒸汽养护条件加快了水泥-粉煤灰胶凝体系的早期水化速率,提高了硬化浆体的早期抗压强度,但与标准养护条件下的对应试件相比,硬化浆体的孔径粗化,且后期强度增长较缓。     

石灰改良膨胀土强度影响因素研究

依托新建天门至潜江铁路路基工程，采用直剪试验，研究石灰改良膨胀土强度与干密度、含水率、石灰掺量、养护时间的关系。结果表明:干密度、含水率、石灰掺量、养护时间均影响石灰改良膨胀土剪切强度。其中，干密度、含水率、养护时间主要影响黏聚力，石灰掺量主要影响内摩擦角，另外养护时间对黏聚力的影响比对内摩擦角的影响大，黏聚力在3~15天内变化最快，后期黏聚力变化趋于缓慢。     

高等级公路聚合物水泥砂浆抗压强度的试验研究

采用烷氧基硅烷KH 550有机硅聚合物进行普通水泥砂浆的改性,研究了其不同含量对水泥砂浆抗压强度、抗折强度、粘结强度的影响。结果表明:试件抗折强度随养护龄期增加提升明显,在养护龄期相同时,与未添加有机硅的基准试件相比,掺入1.5%~5.5%的有机硅试件抗折强度下降较小;抗折强度随有机硅掺量增多逐步下降。试件单轴抗压强度随养护龄期的增加呈上升趋势,在养护龄期相同时,试件抗压强度随有机硅掺量增加逐渐下降。在养护龄期28 d后,随着有机硅掺量的增加,聚合物水泥砂浆单轴抗压强度逐渐降低。随着龄期的延长,聚合物改性砂浆的粘结强度逐渐增强,在龄期相同时,粘结强度随有机硅含量的增加则逐渐减小。未添加有机硅的普通水泥砂浆内部具有较大空隙和明显裂缝,整个结构为非连续,掺入有机硅的聚合物水泥砂浆为连续网架结构,未水化水泥颗粒和界面区裂缝难以辨别。     

有机降粘剂掺量对橡胶沥青混合料性能影响研究

为了降低橡胶沥青混合料过高的成型压实温度,同时使其具备良好的路用性能,提出了掺入Sasobit 有机温拌剂降低其压实温度的方法,研究了不同温拌剂掺量下的橡胶沥青混合料路用性能.该方法在拌和温度150℃、压实温度140℃下分别进行了1％、3％和5％这3个温拌剂掺量下的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验.与此同时,对3％温拌剂掺量分别进行了140℃、150℃和160℃这3个压实温度下的车辙试验.试验结果显示,掺入Sasobit温拌剂后的橡胶沥青混合料可降低压实成型温度20～30℃,且各种试验条件下的马歇尔体积参数及其路用性能评价指标均满足密级配沥青混合料技术要求,压实温度140℃、3％温拌剂掺量下的综合路用性能最优.     

高温暴露环境高性能混凝土性能退化规律研究

具有致密微观结构的高强混凝土暴露于高温环境下易产生热裂缝,严重降低力学性能以及结构安全性。基于此,现通过改变辅助胶凝材料掺量、种类及组合方式制备了5种高性能混凝土,并研究了不同暴露温度(400℃、600℃、800℃和1 000℃)对高性能混凝土力学性能(残余强度和残余相对强度比)和物理性能(外观状态、质量损失、吸水率和孔隙率)影响,并利用SEM分析高温暴露环境下混凝土内部产物和微观形貌。此外,还建立了高性能混凝土残余抗压强度与物理性能(损失质量、吸水率和孔隙率)之间的关系。结果表明:在1 000℃下,含有25%超细粉煤灰A-5%偏高岭土和5%粉煤灰-20%超细粉煤灰-5%偏高岭土的混凝土的残余抗压强度分别保持18.7MPa和23.9MPa。同时,5%粉煤灰-20%超细粉煤灰-5%偏高岭土的三元组合方式的高性能混凝土试件显示出最低的质量损失(9.2%)、吸水率(10.9%)和孔隙率(28.6%)。在高温暴露环境下,混凝土残余强度与物理性能之间存在密切的相关性。研究对高温暴露后高性能混凝土的设计和使用具有主要的指导意义。     

寒冷地区不同掺量Ⅱ类粉煤灰混凝土的力学特性研究

为探究寒冷地区不同掺量Ⅱ类粉煤灰混凝土的力学特性,首先通过正交试验筛选出合理的配合比方案,并自主研制了混凝土试件养护试验箱设备用于模拟寒冷地区冻融环境,分析在水胶比为30%的工况下,不同掺量、养护时间和冻融循环次数条件时Ⅱ类粉煤灰混凝土的和易性、耐久性,并提出了粉煤灰混凝土的强度力学特性。研究表明:首先,粉煤灰的掺入能够显著提高混凝土的和易性、后期强度和抗冻性;其次,在粉煤灰掺量20%左右时,试件塌落度适中,抗压强度提高了28.5%,抗冻性提高了23%,力学特性指标达到最佳;同时,本文发现粉煤灰的二次水化和充填反映能够有效降低混凝土时间的孔隙率,提高其抗冻性,若掺量超过30%时,多余的粉煤灰颗粒会因排异破坏混凝土内部稳定性,反而提高冻融劣化速率。希望通过研究成果和研发设备,为环境劣化试验设备的设计以及北方寒冷地区混凝土性能的优化应用提供一定借鉴。