偏高岭土对水泥砂土渗透性的影响研究

为了解偏高岭土的掺入对砂质水泥土渗透性的影响,通过将不同量的偏高岭土掺入到砂质水泥土中,进行不同龄期的渗透试验。试验结果表明:偏高岭土的掺入会增强水泥土的抗渗性能,且对早期抗渗性能增强显著并且当偏高岭土掺入量达到3%时效果最好;水泥土的渗透系数随着龄期的增大而减小,并且当养护龄期达到一定时间后其渗透系数基本保持稳定。     

偏高岭土对水泥土强度影响的试验研究

为了解偏高岭土对水泥土强度的影响,通过室内无侧限抗压强度试验,对不同偏高岭土掺量、不同龄期条件下的水泥土强度进行了测试。结果表明:当水泥掺量一定时,随着偏高岭土掺量的增加,水泥土抗压强度均有不同程度的增长;当偏高岭土掺量为3%时,水泥土抗压强度增幅达到普通水泥土抗压强度的27%左右。同时,对偏高岭土在水泥土中的作用机理进行了分析。     

纳米偏高岭土对混凝土耐久性能的影响

通过将不同替代量下的纳米偏高岭土掺入混凝土,研究其对混凝土经受腐蚀后的力学强度、断裂特征及混凝土的碳化性能、疲劳性能等耐久性能的影响,得到以下结论：纳米偏高岭土能够显著提高混凝土抵抗酸雨腐蚀的能力,降低力学强度损失速率及损失率,并降低断裂韧度损失率及断裂能损失率,80次腐蚀循环后,其改性混凝土抗压强度损失率均较基准组减少15%左右,抗弯拉强度损失率能够降低约10%以上,断裂韧度损失率及断裂能损失率均较基准组减少30%以上。同时纳米偏高岭土能够提高混凝土抗碳化能力,在28 d龄期内,纳米偏高岭土能够明显降低混凝土的碳化深度,并将混凝土的碳化等级提升1级,6种掺量的纳米偏高岭土均可在28 d龄期时降低混凝土20%以上的碳化深度。纳米偏高岭土的掺入同样能够对混凝土的疲劳寿命有显著的提升作用,0.5、0.65、0.8应力水平下,7%及8%掺量的纳米偏高岭土可提升混凝土1倍以上的疲劳寿命。     

高岭土矿粉沥青混合料的灰色关联分析

为了研究不同地区高岭土矿粉对沥青混合料水稳定性能的改善效果和高岭土矿粉中哪一种化学成分对沥青混合料的水稳定性能影响最显著,采用沥青混合料的标准马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验方法,以不同地区高岭土矿粉改性沥青混合料的稳定度、流值为评价指标,对不同地区高岭土矿粉改性沥青混合料的水稳定性能进行分析、比较。通过灰色关联理论,以浸水残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比为比较数列,以不同地区高岭土矿粉的化学成分为参考数列,详细分析了不同地区高岭土矿粉主要化学成分对沥青混合料水稳定性能的影响程度。最后,结合扫描电镜手段,对高岭土矿粉沥青混合料水稳定性能的改善机理做了分析。结果表明:通过将高岭土以矿粉的形式掺加到沥青混合料中,能够明显提高沥青混合料的水稳定性能,并且得出了高岭土矿粉中Al_2O_3含量对沥青混合料水稳定性能影响最大的结论。     

掺入钢渣与偏高岭土水泥改性土的性能与微观机制

围绕工业废弃钢渣再生利用、高性能地聚合物偏高岭土在改性土中应用以及水泥改性土性能提升这3个问题,设计了掺入钢渣与偏高岭土后水泥改性土的一系列室内试验,从击实特性、抗压强度以及劈裂抗拉强度3个方面阐述改性土的宏观性能;同时开展了SEM,XRD,TGA与MIP等微观试验,明晰水化产物生成以及微观结构与孔隙分布的内在机制,进而为废弃物再生利用与改性土性能提升奠定理论基础。宏观试验结果表明:钢渣对水泥改性土击实特性和力学强度有所改善;引入偏高岭土后,上述性能得到明显改良和提升,改良后力学强度与偏高岭土掺量之间呈现先增加后减小的规律,最优掺入比(偏高岭土与水泥质量比值)为1/3~1/2;劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度之间成正比关系,斜率比值为0.83。微观试验结果表明:钢渣和偏高岭土掺入后,不能改变水泥改性土中水化产物的类型,但改变了水化产物的包裹形式和数量,使得试样的微观结构和孔径分布发生改变,这是2种材料提升水泥改性土宏观力学强度,但改良效果有明显区别的内在原因。     

纳米偏高岭土对混凝土抗冻性能的影响研究

对不同纳米偏高岭土掺量下混凝土冻融前后的单位面积剥蚀量、相对动弹模量、力学强度及断裂特征等指标进行研究,结果表明:纳米偏高岭土可以显著提高混凝土的抗冻性能,其改性混凝土单位面积剥蚀量及相对动弹模量损失率均较基准组有了明显改善;纳米偏高岭土改性混凝土冻融前后的力学强度及断裂性能均较对照组混凝土更高,且经历冻融循环后力学强度、断裂韧性及断裂能损失率更小,同时随着掺量的增大表现出先增大后减小的趋势,6%掺量下可以提升40%左右的开裂峰值荷载,60次冻融循环后抗压强度、抗弯拉强度分别较对照组提升约68.36%、70.28%,且混凝土断裂失稳期间的承载能力仍然较对照组有较大的提高。     

废弃硅粉提升水泥土强度与抗硫酸盐侵蚀试验研究

基于水泥土搅拌桩存在的问题,同时以废物再生利用及降低废物引起的环境污染为出发点,将废弃硅粉拓展应用到水泥土中,在室内开展一系列试验,评价掺入硅粉后水泥土的力学强度和抗硫酸盐侵蚀能力。结果表明,废弃硅粉是一种良好的水泥土添加材料,能显著提高水泥土的无侧限抗压强度,在其最佳掺量4%时,无侧限抗压强度增加60%;硅粉能显著提高水泥土的抗侵蚀能力;浸泡时间为28 d时,随着硅粉掺量从0增加至4%,强度损失率从42%减小至10%;硅粉的掺入能促进水泥的火山灰反应,形成更多的胶凝性水化产物填充试样的孔隙,使试样的微观结构更密实,这是其提升试样宏观力学强度的本质原因。     

水泥土抗裂性能的影响因素分析

为了研究水泥土的抗裂性能,对混合料试件的搅拌与成型方式进行对比试验。该文采用振动搅拌和传统搅拌两种方式,静压成型和碾压成型两种形式。对不同拌和方式和不同成型方式的水泥土试件进行干缩试验和温缩试验以研究其抗裂性能的影响因素。综合试验结果表明：振动拌和水泥土的干缩系数与温缩系数比传统拌和的干缩系数与温缩系数小,说明振动拌和水泥土中水泥能较均匀地分布在土颗粒中,能更好地发挥其水泥胶结作用,使土颗粒之间形成一个整体,提高其抗裂性能。在不同成型方式下,碾压成型试件的干缩（温缩）系数比静压成型的干缩（温缩）系数小,碾压成型对改善水泥土的抗裂性能有较大作用。试验过程中使用碾压成型的方式比较接近工程实际的压路机碾压方式。     

多尺度纤维加筋水泥土抗压性能试验研究

为研究玄武岩纤维和粗、细聚丙烯纤维加筋水泥土抗压性能,本研究通过无侧限抗压强度试验,对浸水条件下不同土质、水泥掺量、纤维种类、纤维掺量、纤维长度以及纤维组合方式试件抗压性能进行了研究。结果表明:水泥能够一定程度提高土体无侧限抗压强度,但水泥土试样应力应变曲线峰后下降较快,呈脆性破坏特征;掺入纤维能继续提高水泥土无侧限抗压强度,有效改善水泥土脆性破坏模式并提高水泥土抗开裂性能;玄武岩纤维分散性不良,而粗、细聚丙烯纤维分散性较好,适用于纤维加筋水泥土;纤维掺量和纤维长度对纤维加筋水泥土抗压性能有较大影响,随着纤维掺量的增加,无侧限抗压强度总体呈现先增大后减小规律;对于不同土质和不同纤维种类,纤维长度对纤维加筋水泥土无侧限抗压强度的影响不一。细聚丙烯纤维理想长度和掺量为12 mm和0.8%,粗聚丙烯纤维理想长度和掺量为38 mm和0.8%。相较于单种纤维加筋,粗细聚丙烯纤维混掺加筋对水泥土抗压强度的增强与脆性破坏模式的改善效果更好,粗细混掺聚丙烯纤维加筋水泥土理想组合为38 mm长粗聚丙烯纤维(掺量为0.3%)+12 mm长细聚丙烯纤维(掺量为0.3%)。     

偏高岭土对高性能混凝土力学性能影响试验研究

偏高岭土是由高岭土煅烧并磨细制得,材料来源广泛、价格低廉。最佳煅烧温度为750℃,恒温时间为4h。将偏高岭土替代水泥质量的5%、10%及15%,配制出高强高性能混凝土。研究了偏高岭土对高性能混凝土力学性能的影响。实验结果表明,偏高岭土的掺入提高了混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度,其中抗压强度的提高最为显著,同时对混凝土韧性也有一定程度的提高。偏高岭土的最佳掺量为10%,相应提高立方体抗压强度8.3%。     

复合材料改性城市路基土短龄期三轴力学特性

为了探究纳米MgO对水泥路基土短龄期下的改性效果,分别对水泥改性路基土(简称“水泥土”)和1.5%掺量纳米MgO改性水泥路基土(简称“纳米水泥土”)试样进行不固结不排水(UU)三轴试验。结果表明：(1)水泥土和纳米水泥土试样的偏应力—轴向应变曲线均为软化型曲线,试样表现为脆性破坏。(2)水泥土和纳米水泥土试样力学特性的提升均对围压的升高具有较好的敏感性。(3)纳米MgO的掺入对水泥土试样的峰值应力、残余应力、黏聚力和内摩擦角均具有较好的提升效果。上述结果表明,掺入纳米MgO对水泥土试样进行力学特性改善是可行的,并且纳米MgO主要在于试样结构的改善。     

含TG土质固化剂水泥土抗剪强度试验研究

通过水泥土的直接剪切试验,研究了含TG土质固化剂水泥土的抗剪强度与龄期、土质固化剂含量的关系,探究了一次冻融前后其抗剪强度的变化情况.试验结果表明:含TG土质固化剂水泥土的抗剪强度平均值随龄期的增加而增大;其粘聚力和内摩擦角随TG土质固化剂含量的增加而增大;TG土质固化剂能有效地提高水泥土的抗冻性.     

水玻璃激发钢渣-偏高岭土胶凝材料效果及强度形成机制

钢渣作为一种活性较低的工业废弃物,在工程实践中利用率较低。本研究拟通过强度激发,提高其复合基材的强度,以明确其在软土地基处理应用的可行性。围绕了将钢渣作为CFG桩替代材料这一目标,研究了水玻璃激发钢渣-偏高岭土胶凝材料的强度性能。试验结果表明:水玻璃激发效果显著,标准养护28d强度可达19.8MPa,能满足软土地基处理CFG桩的设计强度。需要指出的是,水玻璃与偏高岭土比例对强度影响显著,其比例在3∶1左右时强度表现最佳。另外无侧限抗压强度试验测得的弹性模量与抗压强度之间有很好的相关关系。     

聚丙烯纤维水泥土抗压强度及干湿循环耐久性能试验研究

为增强水泥土受力性能,充分利用纤维的加筋作用,基于试验探究了水泥土掺量、聚丙烯纤维掺量及长度对水泥土无侧限抗压强度的影响规律,聚丙烯纤维掺量对水泥土干湿循环耐久性能的影响。结果表明:试验中聚丙烯纤维掺量0～0.3%、纤维长度3～12mm范围内,随着聚丙烯纤维掺量及长度的增加,水泥土掺量的提高,水泥土无侧限抗压强度增大;随着聚丙烯纤维掺量的增加,干湿循环作用后水泥土质量损失、强度损失均下降,水泥土抵抗干湿循环性能增强。     

水泥土劈裂抗拉强度试验研究

为了研究水泥土抗拉强度的增长特点,讨论影响水泥土抗拉强度的主要影响因素,试验采用劈裂试验分析不同水泥掺入比的水泥土在不同养护条件下的抗拉强度的变化情况,对比水泥土抗压性能,讨论水泥土抗拉性能随各因素变化的规律。通过观察破坏形式,分析试验结果,探究了影响水泥土抗拉强度的主要因素,分析了水泥土在不同养护条件下抗拉强度随水泥掺量和养护时间变化的一般规律以及氯化钠对水泥土强度增长作用机理。试验结果表明:在清水和氯化钠溶液不同养护条件下,水泥土抗拉强度均随其水泥掺量和养护时间的增加而增加;其中,清水条件下水泥土强度持续增加,达到60 d时趋于稳定;氯化钠溶液条件下水泥土早期强度有一定的促进作用,但后期对水泥土的抗拉强度具有腐蚀效应。     

稻秸秆加筋水泥土空心砌块边坡生态防护技术研究

在普通混凝土空心砌块护坡的基础上,提出了一种以稻秸秆、工程开挖后的废弃土、少量水泥为原料制成的空心砌块对边坡进行表层防护的方法,使其既具有混凝土空心砌块抗冲刷能力强、施工简单的优点,又能克服其资源消耗大、工程造价高的弊端。采用无侧限抗压强度试验,探讨了在不同稻秸秆掺量、不同稻秸秆长度、不同水泥掺量以及不同养护龄期条件下,稻秸秆加筋水泥土及其空心砌块的抗压强度发展规律及其耐久性能。在此基础上通过对比分析裸坡、稻秸秆加筋水泥土空心砌块、三维土工网3种防护形式下的花岗岩残积土边坡强降雨冲刷试验以及室外空心砌块植草试验,验证稻秸秆加筋水泥土空心砌块的实际防护效果。最后对稻秸秆加筋水泥土空心砌块护坡的经济性与适用性进行了分析讨论。研究结果表明:稻秸秆加筋水泥土空心砌块的强度和耐久性能能够满足工程实际应用要求,其每平方米造价比普通混凝土空心砌块减少40%左右,经济效益十分显著,具有良好的应用和推广价值。其中稻秸秆加筋水泥土空心砌块最经济合理配比为稻秸秆掺量0. 25%、稻秸秆长度15 mm、水泥掺量15%。     

MgO对纤维水泥土强度及渗透性影响的试验研究

水泥土是软基处理及路基工程中的常用材料,在水泥土中加入纤维和MgO可有效改善水泥土的工程性能。通过对掺加玄武岩纤维的水泥土中掺入不同量的MgO并进行渗透试验、无侧限抗压强度试验、三轴压缩试验和电镜扫描试验,研究不同MgO掺量对纤维水泥土的强度及渗透性的影响和微观结构变化。试验结果表明:纤维水泥土中MgO的掺量过高或者过低均存在一定缺陷,既有较低的渗透性且强度符合要求时,MgO的最佳掺量为1%,该配比下的纤维水泥土可以作为高速公路填方工程的理想材料。     

纤维加筋水泥土力学性能研究

依托四川某二级公路路堤工程,通过室内试验研究水泥土、玻璃纤维水泥土和玄武岩纤维水泥土力学性能,结果表明:水泥土力学强度随养生龄期增加呈幂函数关系增长;水泥土力学强度与水泥剂量正相关,且建立的强度增长模型能较好地预测水泥土强度增长趋势;水泥掺量≥6％时,水泥土水稳系数提高速率减缓;水泥土掺入纤维后力学强度提高显著,且玄武...     

水泥土添加剂的室内试验

通过分别对加有SN-Ⅱ高效减水剂、Al(OH)3和CaCl2早强剂以及不加添加剂的水泥土进行7、28、90 d龄期的微观结构分析试验,结合无侧限抗压强度试验,研究水泥土添加剂的作用机理。结果表明:添加剂SN-Ⅱ的宏观力学性质表现为水泥土28 d强度有明显提高,添加剂Al(OH)3和CaCl2的宏观力学性质表现为水泥土7、28、90 d强度均有明显提高。微观结构分析表明:添加剂SN-Ⅱ不参与水泥土的水化反应,对水泥土的影响主要体现在改变水化速度和水化产物空间结构上;添加剂Al(OH)3和CaCl2既参与水泥土水化反应,又可改变其水化速度和空间结构。     

循环荷载下水泥土桩复合单元体变形特性及其地基长期沉降计算方法

对于软土地区的路基工程,若路基处理不当,在长期交通荷载作用下,容易导致服役期路面开裂、不均匀沉降等问题。水泥土搅拌桩法是软土地区最常用的路基加固方法之一。研究循环荷载下水泥土桩复合地基的变形特性,对于指导交通荷载下软土地基长期沉降控制具有重要意义。然而,现有研究主要集中在软土和水泥土单一介质,对于水泥土桩复合体的研究较少。通过开展水泥土桩复合单元体大型动三轴试验,分析围压、静偏应力和置换率等因素对水泥土桩复合体累积塑性应变的影响。研究结果表明：循环荷载下水泥土桩复合体累积塑性显著小于软土,且应变随围压、动应力比及静偏应力的增大而增大,随置换率的增大而减小;静偏应力的增加会导致复合单元体临界动应力比的减小。基于试验结果,建立了水泥土桩复合体长期沉降计算方法。结合现代有轨电车算例,分析交通荷载作用下软土路基以及经水泥土桩法处理后的路基长期沉降结果。计算结果表明,采用水泥土桩法可有效减小软土路基长期沉降。