纤维粉煤灰改良膨胀土无侧限抗压强度试验

为研究碱激发粉煤灰、玄武岩纤维对膨胀土的改良效果,开展无侧限抗压强度试验,分析了碱激发剂的类型及掺量、纤维和粉煤灰掺量以及养护龄期对改良土强度的影响。研究结果表明:Na_2CO_3、Na_2SiO_3、NaOH 3种碱激发剂中,Na2Si O3的激发效果较好;单掺纤维或粉煤灰均能够提高土体的强度,纤维粉煤灰共同改良的膨胀土强度高于相同掺量下的单掺纤维和单掺粉煤灰改良土强度;纤维的加入改善了粉煤灰土样的脆性破坏模式;随着养护龄期的增长,改良土的强度逐渐提高。     

电石渣/偏高岭土固化铜污染土淋滤特性试验

针对不同配比的电石渣/偏高岭土固化铜污染土,进行毒性浸出试验(TCLP淋滤试验),分析固化剂掺量对淋滤特性的影响规律,优选确定了电石渣和偏高岭土固化铜污染土的最佳配比,对类似实际工程具有借鉴意义.结果表明,电石渣掺量增加会使浸出液pH增加而Cu~(2+)浓度下降,但当电石渣掺量超过9%以后滤出液的Cu~(2+)浓度则无明显改变;偏高岭土掺量增加会使滤出液pH略微下降,而Cu~(2+)浓度先下降后上升.基于试验结果,优选电石渣掺量为10%、偏高岭土掺量为5%时,地聚合物对2%铜污染土的固化/稳定化效果最好.     

纤维增韧地质聚合物改良膨胀土力学特性试验

针对膨胀土对工程建设的危害,提出一种纤维加筋和化学改良相结合的技术,开展无侧限抗压强度试验,探讨固化剂类型和掺量、碱激发剂的掺入、玄武岩纤维掺量以及养护龄期对改良膨胀土无侧限抗压强度的影响。研究结果表明:双掺矿渣微粉-粉煤灰(GGBS-FA)的改良效果优于单掺,GGBS-FA的最优掺量为20%,并且掺入碱激发剂Na_2SiO_3的改良效果较好,碱激发GGBS-FA改良土的强度比GGBS-FA改良土的提高了107%;随着纤维掺量的增加,改良土的强度呈现先增大后减小的趋势,GGBS-FA改良土的纤维最优掺筋率为0.6%;改良土的强度随着养护龄期的延长逐渐提高。龄期越长,改良土的脆性越大,韧性越差。     

低掺量粉煤灰基地聚物胶凝材料性能试验研究

为了研究粉煤灰基地聚物胶凝材料的组成对其性能的影响,对C类粉煤灰分别掺入少量（质量分数小于17%）偏高岭土和矿渣粉后,进行了两种地聚物胶砂试块的力学性能试验研究,并与相同配比、相同制作养护条件下的普通硅酸盐水泥胶砂试块进行了比较.试验结果表明：纯粉煤灰（C类）地聚物胶凝材料强度低于P.O 42.5水泥;当外掺料质量分数大于17%时,粉煤灰基地聚物胶凝材料强度超过同龄期（14 d）的水泥;掺入矿渣粉的粉煤灰基地聚物抗压强度高于掺入等量偏高岭土的粉煤灰基地聚物.     

玄武岩纤维与聚丙烯酰胺加筋固化粉土剪切强度

针对粉质土路基坡面冲刷破坏与叠瓦状分层滑移的两大病害,提出一种粉土路基边坡固化加筋复合面层增稳抗冲刷护坡技术。开展了复合面层的直接剪切试验,讨论不同玄武岩纤维加筋量、筋长和聚丙烯酰胺掺量配比条件下复合面层材料的剪切变形和抗剪强度的变化规律,研究复合面层的增稳抗剪性能及玄武岩纤维的最优掺量、筋长与聚丙烯酰胺的最优配比。试验表明:复合面层最优配比为玄武岩纤维筋长12 mm、掺量0.4%,聚丙烯酰胺掺量1%,复合面层的抗剪强度能够满足护坡技术的要求。     

响应曲面法优化土聚水泥的制备研究

该文以煤系高岭土和碱激发剂水玻璃为原料,煅烧温度、水玻璃模数和掺量为3个试验因素,以凝结时间、强度和收缩值为响应值,利用响应曲面法进行设计3因素3水平试验,通过对回归方程分析探讨制备性能优异的土聚水泥的最优条件参数。研究结果表明,土聚水泥的最佳制备参数为:偏高岭土煅烧温度约为850℃,水玻璃模数为1.1,水玻璃掺量介于19%～20%之间。     

偏高岭土-水泥固化Cd污染土的工程特性

采用偏高岭土-水泥体系对Cd污染土固化/稳定处理。通过无侧限抗压强度试验和毒性浸出试验,探讨Cd2+含量和偏高岭土掺量对固化污染土强度和浸出特性的影响。结果表明:固化土体的无侧限抗压强度随着养护龄期的增加而呈不同程度的对数增长趋势;掺加偏高岭土后,固化土体随着Cd2+含量的增加,强度逐渐减小,无明显临界效应;各种Cd2+含量下,偏高岭土的掺入对固化土体的强度均有提高,且掺量达到2%时出现峰值;毒性浸出试验结果表明掺入偏高岭土对污染土中Cd2+具有更优异固化稳定效果;无论从固化效果还是从经济性出发,偏高岭土的最佳掺量均在2%左右,且可适当减少固化剂用量。     

地聚物影响因素对黄土强度的试验研究

为了探究黄土基地聚物因素对固化黄土强度的影响,文中以黄土作为地聚物加固的主体,对影响地聚物强度的激发剂浓度、激发剂模数、碱浓度三个因素进行研究。通过固化黄土和天然黄土的不固结不排水三轴剪切试验,以及100倍下SEM观测结果,并结合PCAS软件分析固化黄土的黏聚力、内摩擦角和孔隙颗粒微观状态,考察地聚物不同因素对固化黄土宏观和微观层面的影响规律。结果表明:固化黄土强度随激发剂浓度的增加先上升后下降,随激发剂模数的增大而减小,随碱浓度的增大先上升后下降,且养护14 d的固化强度已经达到28 d强度的80%以上。固化黄土的强度在激发剂浓度和碱浓度分别占土体含水量的30%和15%、激发剂模数为1.0时达到峰值,固化黄土的黏聚力达到了163 kPa,内摩擦角达到了28.7°,比较天然黄土的黏聚力和内摩擦角,其黏聚力提升了大约10倍,内摩擦角提升了约7°;其颗粒呈现有序性排列,颗粒化程度减弱,孔隙整体倾向圆滑,孔隙率大幅度减小。据此不同组分配比条件,可有效提高固化黄土强度。     

碱激发偏高岭土制备土聚水泥的试验研究

文章讨论了高岭土的煅烧温度和保温时间、偏高岭土的细度、碱性激活剂的种类、工业水玻璃的掺量和模数以及养护条件对土聚水泥强度的影响.研究表明,煤系高岭土经750～850 ℃煅烧-保温2 h,所得的无定性状态的偏高岭土经模数为1.0,掺量为8% Na2O·nSiO2溶液的激发,在自然养护条件下制备出了具有早强、高强性能的新型胶凝材料.     

石膏碱激发地聚物固化黄土强度及机理

为探究石膏碱激发粉煤灰地聚物固化黄土的力学性能及其机理,确定最佳组分比,进行无侧限抗压强度试验、X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析.结果表明,固化黄土的强度随石膏掺量的增加而增大;石膏掺量质量分数为1.5%,熟石灰∶粉煤灰(质量比)=7∶14时,强度最大;XRD分析结果表明石膏碱激发地聚产物主要为水化硅酸钙和钙矾石,起到胶结土颗粒以及填充的作用; SEM分析进一步证明固化土体微观结构的完整性和连续性由于地聚物的生成得到提升,印证了强度规律及固化原理,为实际工程应用提供了参考.     

粉煤灰基矿质聚合物的制备研究

以粉煤灰、偏高岭土为主要铝硅原料,辅以矿山尾矿固体废弃物合成一系列的矿质聚合物.通过测定其抗压强度优选出偏高岭土、粉煤灰、矿渣的最佳配比为3:3 : 5,碱激发剂浓度在15%时,矿质聚合物的强度最高,达到36.36 MPa.XRD、SEM分析表明其结构主要是无定形态,并且形成了连续的胶凝相.     

地聚物基复合材料的制备及弯曲强度的研究

地聚物材料属于脆性材料,为了提高其韧性,以偏高岭土、水玻璃、聚氧化乙烯(PEO)为原料,首先将PEO高分子材料适量插入偏高岭土层片中,再通过碱聚合反应,形成地聚物基复合材料,结果表明,复合材料的弯曲强度有所增加;另外,分散剂、消泡剂的添加有利于复合材料弯曲强度的提高.     

Replacement of alkali silicate solution with silica fume in metakaolin-based geopolymers

A metakaolin(Mk)-based geopolymer cement from Tunisian Mk mixed with different amounts of silica fume(SiO_2/Al_2O_3 molar ratio varying between 3.61 and 4.09) and sodium hydroxide(10M) and without any alkali silicate solution, is developed in this work. After the samples were cured at room temperature under air for 28 d, they were analyzed by X-ray diffraction(XRD), Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy, environmental scanning electron microscopy, mercury intrusion porosimetry, ~(27)Al and ~(29)Si nuclear magnetic resonance(NMR) spectroscopy, and compression testing to establish the relationship between microstructure and compressive strength. The XRD, FTIR, and ~(27)Al and ~(29)Si NMR analyses showed that the use of silica fume instead of alkali silicate solutions was feasible for manufacturing geopolymer cement. The Mk-based geopolymer with a silica fume content of 6 wt%(compared with those with 2% and 10%), corresponding to an SiO_2/Al_2O_3 molar ratio of 3.84, resulted in the highest compressive strength, which was explained on the basis of its high compactness with the smallest porosity. Silica fume improved the compressive strength by filling interstitial voids of the microstructure because of its fine particle size. In addition, an increase in the SiO_2/Al_2O_3 molar ratio, which is controlled by the addition of silica fume, to 4.09 led to a geopolymer with low compressive strength, accompanied by microstructures with high porosity. This high porosity, which is responsible for weaknesses in the specimen, is related to the amount of unreacted silica fume.     

半柔性路面用地聚物砂浆配合比设计

以粉煤灰为主要原料,矿渣微粉为掺加剂,水玻璃(Na₂O·nSiO₂)和氢氧化钠为复合激发剂,标准砂为细集料,通过正交实验进行配合比设计,运用极差和方差分析流动度、凝结时间、泌水率、抗压及抗折强度、收缩膨胀率的影响规律,在常温条件下制备半柔性路面用地聚物砂浆.实验结果表明:半柔性路面用地聚物砂浆配合比的水胶比为0.45~0.50,砂胶比为0.2,矿渣微粉取代率为0.3,碱激发剂掺量为0.14~0.17.     

木质素改良粉土基本工程特性试验研究

将工业副产品木质素应用于粉土改良.通过界限含水率、颗分、击实、无侧限抗压强度和电阻率等室内试验,对素土及掺木质素改良土的基本物理力学性质、p H值和电学特性等进行对比研究,明确改良土的基本工程特性变化规律和改良效果,并采用扫描电子显微镜(SEM)对土体微观结构变化进行对比分析,阐述了木质素与土体的相互作用机理.试验结果表明:木质素可有效改善粉土的颗粒级配,降低土体的塑性指数;改良后粉土的最大干密度增加,最佳含水率减小,同时干密度对含水率变化的敏感性增强;改良土的无侧限抗压强度优于素土,p H值低于10,龄期和含水率对强度影响显著,对p H值无明显影响;胶结物质填充孔隙并联结土颗粒,改良土微观结构更为稳定.这说明木质素可有效改善粉土的基本工程特性.     

高湿环境中磷尾矿基地质聚合物凝结硬化机理

为解决地质聚合物注浆材料在高湿环境中凝结硬化速率无法控制的问题,利用碱激发粉煤灰和磷尾矿制备地质聚合物注浆材料,研究其在采空区高湿环境中凝结硬化的主控因素。利用傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectrometer,FTIR）、X射线衍射光谱（X-ray Diffraction,XRD）和扫描电镜 （Scanning electron microscope,SEM）对地质聚合物的凝结过程、硬化结构特征和反应机理进行分析,得出以下结论：地质聚合物注浆材料的凝结硬化受水固比、粉煤灰添加量、激发剂碱浓度和模数的影响,调节地质聚合物的凝结硬化主要利用凝胶体的生成-分布-固化过程。水固比过高凝胶体会被稀释,过低会难以控制凝结时间;适当提高粉煤灰的添加量会促进地质聚合物的凝结;激发剂碱浓度的提高有助于原料中硅铝和钙质溶解,增加凝胶体的生成量,碱过量会导致地质聚合物泛碱;激发剂模数的增大会使浆液中的气体和水分难以排出,降低地质聚合物中各物质间的相互作用,增加地质聚合物的凝结时间。当水固比为0.5~0.75,粉煤灰和磷尾矿的质量比为1~1.2,H2O和Na2O的摩尔比为20~25,碱激发剂模数为1.5~2时,制备的地质聚合物可以满足凝结硬化 的要求。     

非金属矿物聚合材料的制备及性能研究

以偏高岭土、粉煤灰为主要原料,沸石、黏土为辅料,生石灰和钠水玻璃为碱激发剂制备矿物聚合材料.通过正交试验研究了养护温度、养护时间、蒸养时间对抗压强度影响,通过单因素实验研究了生石灰用量、水固比及水玻璃模数对抗压强度影响;并通过红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜分析了样品的化学键变化、物相组成及微观形貌.结果表明,最佳的养护条件为养护温度80℃、湿度95%,养护时间72 h,0.8 MPa蒸养8h;生石灰用量、水固比、水玻璃模数的最佳值分别为3%(wt)、0.37、2.3,样品的最大抗压强度为60.8 MPa.     

Fabrication and properties of foam geopolymer using circulating fluidized bed combustion fly ash

In recent years, circulating fluidized bed combustion fly ash (CFA) is used as a raw material for geopolymer synthesis. Hydrogen peroxide was employed as a foaming agent to prepare CFA-based foam geopolymer. The particle distribution, mineral composition, and chemical composition of CFA were examined firstly. Geopolymerization products were characterized by mechanical testing, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and X-ray fluorescence (XRF). The CFA-based foam geopolymer was successfully fabricated with different contents of hydrogen peroxide and exhibited uncompleted alkali reaction and reasonable strength with relative low atomic ratios of Si/Al and Si/Na. Type-C CFA in this research could be recycled as an alternative source material for geopolymer production.