水泥基粉煤灰粉土气泡混合轻质土性能研究

以粉煤灰和粉土部分替代水泥制备气泡混合轻质土,研究水固比、引气剂掺量、粉土掺量、养护龄期及养护条件对无侧限抗压强度影响和轻质土抗干湿循环性能。结果表明:降低水固比能够增大抗压强度;湿密度由 1 000 kg/m3增大至1 200 kg/m3,28天抗压强度提高了37 %;随着粉土掺量增大,抗压强度降低;提高养护温度可提高早期抗压强度;制备的轻质土抗干湿循环性能较好。     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥基双液注浆料性能的影响

采用粉煤灰、矿粉和硅灰分别取代硫铝酸盐水泥基双液注浆料,对比分析了它们对注浆料的凝结时间和抗压强度的影响。试验结果表明:按0%、10%、20%、30%的质量比例分别取代注浆料时,随着取代量的增加,初凝时间缩短,终凝时间延长;在掺量小于10%时,掺加矿粉可以增大硫铝酸盐水泥基双液注浆料的抗压强度,掺量大于10%时,掺加矿粉会减小抗压强度,对于粉煤灰和硅灰,除粉煤灰在掺量小于10%时可以略微增大1d抗压强度以外,其余掺量均使抗压强度减小,这对矿物掺合料在硫铝酸盐水泥基双液注浆材料中的应用具有一定的参考价值。     

粉煤灰掺量对水泥砾质土力学效应影响

为研究粉煤灰掺量对水泥土力学效应的影响,在水泥砾质土中分别掺入质量分数为0%、4%、8%、12%、16%和20%的粉煤灰,在7、28、90 d养护龄期下分别进行无侧限抗压强度试验、渗透试验和冻融循环试验。试验结果表明,7 d龄期时,随粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度和渗透系数基本保持不变。而冻融循环后,粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度降低,渗透系数增大。28 d和90 d龄期时,随粉煤灰掺量增多,试样无侧限抗压强度值先增大而后逐渐趋于平缓,而渗透系数先减小而后逐渐趋于平缓且有增大趋势。冻融后,试样无侧限抗压强度随粉煤灰掺量增大先增大后减少。而试样渗透系数和强度损失率随粉煤灰掺量增大先减小后增大,转折点粉煤灰掺量为12%。     

不同掺合料的气泡混合轻质土性能试验研究

气泡混合轻质土作为一种新型的轻质填料,不同的掺合料对其性能产生的影响不同。该文分别对掺加粉煤灰、矿粉、高岭土、粉煤灰+砂、矿粉+砂、高岭土+砂且配合比最佳的气泡混合轻质土进行抗压强度、干缩变形、干湿循环、抗冻性及微观试验。结果表明:在未加砂的气泡混合轻质土体系中,抗压强度最大、干湿循环及冻融循环后的抗压强度损失最小的是粉煤灰气泡混合轻质土,干缩变形最小的是矿粉气泡混合轻质土;在加砂的气泡混合轻质土体系中,粉煤灰+砂气泡混合轻质土在干湿循环及冻融循环后的抗压强度损失最小,矿粉+砂气泡混合轻质土的抗压强度最大、干缩变形最小;此外,分析发现加砂的气泡混合轻质土微观气泡尺寸大小及分布都较均匀,各性能都较未加砂的优越。     

复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土性能的影响

为了研究复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土物理力学性能的影响,该文先用不同比例的粉煤灰替代轻骨料混凝土中的部分水泥,通过试验分析了粉煤灰掺量对轻骨料混凝土抗压强度、抗折强度、水化热等物理力学指标的影响;然后用不同比例的石灰石粉替代轻骨料混凝土中的部分细集料,分析了石灰石粉掺量对轻骨料混凝土坍落度、抗压强度和抗折强度等物理力学性能的影响。试验结果表明:加入适量的粉煤灰能够增大轻骨料混凝土不同龄期的抗压强度和冻融后的抗压强度,降低水化热,但粉煤灰的加入会使抗折强度降低,综合考虑当粉煤灰掺量为25%时各指标都达到最佳值;坍落度、抗压强度和抗折强度都随石灰石粉掺量的增大呈先增大后减小的趋势,石灰石粉的加入使轻骨料混凝土冻融后的抗压强度明显提升,当石灰石粉替代量为24%时轻骨料混凝土的物理力学性能最好。     

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。     

不同掺量的粉煤灰对水泥土力学性能的影响

为了研究粉煤灰掺量对水泥土强度的影响,对4组不同掺量的粉煤灰进行了无侧限抗压强度试验,并在水泥掺量和粉煤灰掺量均为9%的试样中掺入不同粒径的天然鹅卵石和破碎花岗岩,分析掺粉煤灰水泥土与砾石的联合作用。结果表明:随着粉煤灰掺量增大,无侧限抗压强度增大;当粉煤灰掺量高于水泥掺量,强度增长不明显;掺砾试样抗压强度大于未掺砾试样强度,且掺入天然鹅卵石试样比掺人工破碎灰岩强度低。     

掺粉煤灰气泡轻质土动态回弹模量特性研究

为了适应公路路基工程设计的需要,对掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量开展了室内试验研究.采用正交试验方案开展动三轴试验,对胶凝材料用量、粉煤灰掺加比例、水胶比影响气泡轻质土动态回弹模量的程度进行对比分析.结果 表明:胶凝材料用量影响最大,粉煤灰掺加比例次之;在不同围压和偏应力的组合加载条件下,当轴向应力和围压同步等量增大时,掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量随之增加;仅轴向应力增加时,动态回弹模量随之减小.并基于JTG D30-2015《公路路基设计规范》推荐的通用模型,建立掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量预估模型.     

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。     

干湿循环条件下气泡轻质土耐久性的试验研究

基于气泡混合轻质土在干湿循环条件下的试验,研究气泡混合轻质土水稳性的变化规律。通过研究不同气泡及原料土掺量的气泡轻质土在干湿循环条件下无侧限抗压强度的变化规律,分析影响气泡轻质土抗压强度变化的成因。在保证具有较好耐久性前提下,确定适当的配合比范围,为实际工程的应用提供依据。     

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。     

循环流化床粉煤灰固化红黏土研究

以滇南某循环流化床电厂粉煤灰和当地红黏土为原料,研究了红黏土中流化床粉煤灰不同掺量对固化土抗压强度、线性膨胀率的影响规律。研究结果表明:本试验所用的粉煤灰可替代传统二灰料固化红黏土应用于公路工程中;红黏土中粉煤灰掺量30%、用水量65%制备的固化土,其抗压强度满足所有等级道路基层强度标准;采用潮湿养护方式更有利于固化土抗压强度发展。     

气泡轻质土加固盐渍软土地基的处治效果研究

本研究选取较高含水量盐渍软土路段作为试验段,采用气泡轻质土作为路基处理盐渍化软土地基,与传统的地基处理方法进行对比,测试气泡轻质土作为路基处理盐渍化软土地基的效果。结果表明:采用气泡轻质土的路基产生的地基沉降量小于采用挖土换填的方法处理的地基产生的沉降量;在气泡掺量相同的情况下,矿渣掺量为50%的轻质土比矿渣掺量10%的轻质土在控制地基沉降的效果上更佳。气泡轻质土路基下地基土的土压力小于挖土换填处理的地基;在气泡掺量相同的情况下,改变矿渣掺量对地基土压力的影响不大。     

水泥磷石膏稳定材料用于路面基层的探究

研究磷石膏的物理力学性质,分析磷石膏作为工程材料的可行性,采用不同掺量的固体固化剂和液体固化剂(掺量0.5%)改良水泥磷石膏稳定材料,进行素水泥磷石膏材料以及各种改良材料的水稳定性和7d、28d无侧限抗压强度试验,研究水泥磷石膏材料的水稳性能和力学性能,分析强度形成机理,对其作为路面基层材料的可行性进行评价。结果表明:磷石膏的物理力学性质类似于土,改性或改良后的磷石膏是一种良好的工程材料;水泥磷石膏稳定材料具有较好的水稳定性,固剂和液剂均明显提高水泥磷石膏稳定材料的无侧限抗压强度,且固剂掺量为1%时改良效果最佳;素水泥磷石膏稳定材料和两种改良水泥磷石膏稳定材料可满足不同等级和不同交通类型的路面基层材料的强度要求。     

公路下伏采空区注浆处治泡沫轻质土新型材料试验研究

为解决西北部地区公路经过采空区采用常规水泥粉煤灰浆液注浆处治存在的问题,采用阴、阳离子型泡沫剂,对水泥粉煤灰浆液进行发泡改性,研制出一种新型泡沫轻质土注浆新材料。研究结果表明:泡沫轻质土新材料强度和密度随着水固比的减小而增大,随着水泥占固相比的增大而增大,随着泡沫溶液掺量增加而减小。提出了两种适用于公路一般路基、桥梁、隧道下伏采空区注浆处治的新型轻质注浆材料配比范围。     

水泥粉煤灰稳定再生集料的路用性能研究

采用水泥粉煤灰作为无机结合料稳定再生集料,研究再生集料掺量、来源、龄期、外加剂等因素对水泥粉煤灰稳定碎石路用性能的影响。试验结果表明:水泥粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度以及弯拉强度随再生集料掺量的提高均呈先增大后减小的趋势,并在80%再生粗集料掺量时达到峰值;100%再生粗集料掺量时,混合料的强度比80%掺量略有降低,但仍高于全天然集料混合料的强度。使用再生细集料的全再生集料混合料的强度比100%再生粗集料混合料的强度提高大约30%;再生集料来源、成分与处理工艺影响水泥粉煤灰稳定再生碎石的力学指标;再生集料显著增加了混合料的干缩应变,采用专用外加剂可使再生集料混合料的应变接近天然集料混合料,建议在水泥粉煤灰稳定再生碎石配合比设计阶段增加干缩控制指标,推荐28d干缩应变不大于300×10-6。     

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。     

双掺废渣对透水混凝土的协同效应

研究了粉煤灰和钢渣的单掺和双掺部分取代水泥作为胶结料对透水混凝土性能的影响。结果表明:单掺粉煤灰对透水系数没有明显影响,但是使早期抗压强度降低,后期抗压强度升高;单掺钢渣使透水混凝土的早期抗压强度降低,后期抗压强度先升高后降低。粉煤灰和钢渣的双掺对胶结料各组分的水化具有协同促进作用,显著提高透水混凝土的强度。当粉煤灰掺量为15%~20%,钢渣掺量为10%~15%时,透水混凝土的抗压强度较高。     

碱激发水泥粉煤灰体系对再生沥青混合料性能的影响

设定不同配合比的再生沥青混合料(RAP)和水泥粉煤灰掺量,通过标准击实试验、无侧限抗压强度、水稳定性和SEM测试,研究了碱激发水泥粉煤灰体系对RAP混合料的性能影响。结果表明:RAP中沥青与稳定土质量比(A/S)为3/5时,最大干密度和最佳含水量随着粉煤灰与水泥掺量的增大而增大。在使用的材料体系中,A/S=3/5,掺1.1%NaOH、6%水泥、6%粉煤灰、用水量7.4%时,再生沥青混合料的性能最好。试件浸水后抗压强度普遍降低,但与干燥试件变化趋势一致。SEM测试表明:NaOH能够激发混合料中粉煤灰的潜在活性,与Ca(OH)_2以及熟料水化生成的C-S-H凝胶发生了二次火山灰反应,促进了混合料抗压强度的提高。     

脱硫石膏粉煤灰复合加气轻质混凝土性能研究

在加气轻质混凝土配比组分一定的条件下,研究加气轻质混凝土发气剂、养护温度、湿度、时间对加气轻质混凝土性能的影响,通过试验检测加气轻质混凝土的密度、试件成型及抗压强度,试验结果表明加气轻质混凝土试件发气剂掺量为0.12%左右时,体积密度小,气泡细密均匀,没有出现气泡连贯现象,成型易控制,抗压强度达到3MPa以上;养护制度因素试验表明加气轻质混凝土温度控制在60～70℃、湿度控制在85%～90%左右、养护时间达到24h的石膏基加气混凝土制品性能最好。