深层搅拌法加固软弱土层的室内实验研究

通过配比实验,用搅拌法对3种软弱土层加固,研究了土质类型、水泥掺入比、龄期、水泥牌号和含水量等因素对水泥土强度的影响.研究结果表明:粘土、亚粘土和粉土加固后的强度依次增大;亚粘土和粉土的水泥土强度分别为粘土水泥土的1.45～4.50倍;水泥掺入比越高,强度越大;水泥掺入比为14%和20%时水泥土强度是水泥掺入比为10%时的1.43～2.48倍;龄期与强度增长成正比,龄期为28 d和90 d的水泥土强度是7 d时的2.2～3.2倍,但水泥土强度的增长速度随龄期的增加而变小;用高标号水泥加固的水泥土强度相对较高,含水量高的土加固后强度要低于含水量较低的土强度;加入粉煤灰和外掺剂能增强水泥土的强度或改善其性能;可根据对加固土的强度与龄期等要求,合理地选择加固参数,以满足实际工程的需要.     

不同外加剂改性水泥土强度特性及细观结构分析

以粉煤灰、硅灰、石膏作为外加剂,与杭州典型工程粉质黏土和水泥混合制作改性水泥土,通过室内无侧限抗压强度试验研究了外加剂种类和掺量及养护龄期对改性水泥土强度的影响,并通过扫描电镜试验从微观角度阐释其强度变化规律的成因.研究结果表明：粉煤灰、硅灰、石膏三种外加剂对水泥土强度特性的改善效果从高到低依次为硅灰、石膏、粉煤灰;不同外加剂改性水泥土强度主要增长期均在14 d左右;以掺量为10%的硅灰和掺量为21%的水泥制作的硅灰改性水泥土在28 d养护龄期的强度最优,为8.11 MPa;未掺入外加剂的水泥土在微观上呈针尖状聚合结构,外加剂可通过填充针尖状聚合结构缝隙使水泥土形成稳定且更为致密的空间网状结构来提升水泥土的强度.     

水泥土搅拌法的室内试验研究

为研究水泥搅拌法加固软土的特点和主要力学特征,进行了室内多因素影响下水泥土的配比试验,定量分析了龄期、水泥种类和水泥掺入比对水泥土力学性能的影响,揭示了各种因素对水泥土抗压强度的影响规律.单轴压缩试验结果表明:水泥土抗压强度随着龄期的增长而提高;水泥种类、水泥掺入比以及养护龄期是影响水泥土抗压强度的主要因素.     

木质素磺酸钙改良粉土抗硫酸盐侵蚀性能研究

粉土是路基工程中常见的土体填料，其结构性差，在硫酸盐侵蚀环境下易受到侵蚀.为改善粉土的抗硫酸盐侵蚀性能，采用木质素磺酸钙来加固土体，通过无侧限抗压强度与抗硫酸盐侵蚀试验，分析木质素磺酸钙掺量、养护龄期和硫酸盐环境下浸泡天数对改良粉土无侧限抗压强度的影响.结果表明：改良粉土的无侧限抗压强度随木质素磺酸钙掺量的增加先增大后减小，随养护龄期的增长逐渐提高.其他条件相同下，当掺量为5%养护龄期为28 d时，试样的无侧限抗压强度最大为394.6 kPa,是未处理粉土的5.46倍.同时，此时改良粉土的抗硫酸盐侵蚀性能最好，在硫酸盐环境下浸泡28 d后改良粉土的无侧限抗压强度是侵蚀后素粉土的4.9倍.SEM试验结果表明，掺入适量木质素磺酸钙可对土体内部孔隙进行填充，使土体强度、抗硫酸盐侵蚀性能增强.     

水泥和添加剂对高含盐水泥土强度的影响

通过室内试验研究了三种不同品种的水泥对加固连云港地区高含盐软土的适应性,并分析了水泥掺入量和添加剂变化对高含盐水泥土强度的影响．根据设计要求制作出相应的水泥土试件,采用正交试验方法进行7d,28d和90d三种龄期下试件的无侧限抗压强度的测定．试件研究结果可以定量地说明水泥品种、掺入量和添加剂对高含盐水泥土强度的影响效应,为解决水泥土加固高含盐软土地基所引起的关键技术问题提供理论指导．     

磁化水玄武岩纤维钢渣粉混凝土早期强度分析

为提高玄武岩纤维钢渣粉混凝土早龄期抗压强度,用磁化水代替普通水拌制混凝土。采用10种不同水流量流经磁化器后的水分别搅拌混凝土,进行混凝土早龄期抗压强度试验后选出合适水流量。合适水流量流经磁化器后的水分别搅拌10%、12%、14%、16%和18%不同钢渣粉掺量下玄武岩纤维钢渣粉混凝土,再进行早龄期抗压强度试验,得出合适的钢渣粉掺量。试验结果表明:玄武岩纤维掺量3 kg/m~3和钢渣粉掺量15%时,合适水流量为16 L/min。磁化水加快了混凝土水化速率,生成更多水化产物,有效填充了结构中孔隙,混凝土强度得到提高。7 d抗压强度达到最大值26.4 MPa,较未用磁化水搅拌的混凝土早期强度增长15.3%。钢渣粉合适掺量范围为12%~15%。     

击实水泥土强度随养护龄期增长的微观机理

通过室内夯实水泥土桩无侧限抗压强度实验和微观结构观测,研究了击实水泥土强度随养护龄期增长的微观机理.实验结果表明:随养护龄期的增长,击实水泥土块的无侧限抗压强度增加,渐趋于一个稳定值;60d龄期强度即可作为击实水泥土的设计强度.水泥土强度随龄期增长实质上反映了水泥水化凝胶体与拌和土料中的活性物质之间的离子交换和团粒化作用,以及硬凝反应程度由弱变强,在微观结构上表现为水泥土块中水化物结晶体由絮状、纤维状结构逐渐变为菊花状结构,最终形成网格状结构;粒间孔隙由大变小,分散状的土颗粒发生团粒化,随着水化作用的持续进行,相邻团粒被网格状水化物晶体联接形成水泥土结石体,从而导致水泥土强度的提高.     

偏高岭土对水泥土强度及渗透系数的影响研究

为了研究偏高岭土的掺入对水泥土强度及渗透系数的影响,采用室内试验研究方法,通过用偏高岭土等量替换水泥制作水泥土试块,对不同偏高岭土掺量的水泥土试块在不同养护龄期下进行无侧限抗压强度试验及渗透试验,探究偏高岭土掺量和龄期对水泥土强度和渗透系数的影响。研究结果表明:一定量偏高岭土的掺入能极大地提高水泥土的强度并且减小水泥土的渗透系数,且在偏高岭土掺量为3%时达到最佳,同时表明了水泥土的渗透系数和强度具有较好的线性相关性。     

偏高岭土对水泥土强度及渗透系数的影响

为了研究偏高岭土的掺入对水泥土强度及渗透系数的影响,采用室内试验研究方法,通过用偏高岭土等量替换水泥制作水泥土试块,对不同偏高岭土掺量的水泥土试块在不同养护龄期下进行无侧限抗压强度试验及渗透试验,探究偏高岭土掺量和龄期对水泥土强度和渗透系数的影响。研究结果表明:一定量偏高岭土的掺入能极大地提高水泥土的强度并且减小水泥土的渗透系数,且在偏高岭土掺量为3%时达到最佳,同时表明了水泥土的渗透系数和强度具有较好的线性相关性。     

某添加剂在水泥土搅拌法中的应用

为了改善水泥土的力学性能,对某添加剂进行了研究.做了水泥掺入比(水泥掺入质量/加固土质量)aw=12%;水灰质量比C=0.5;添加剂掺入比(添加剂掺入质量/水泥掺入质量)ap分别为0,2%,4%,5%,6%,8%,10%,12%,14%,16%,20%,24%,26%,28%,30%,32%的16组试样.作为对比,还做了aw=15%,C=0.5的1组试样.室内7,30和90d龄期的无侧限抗压强度试验结果表明,该添加剂对水泥土的强度有增强作用,但其早强作用尤为显著.其加固水泥土的机理主要与三硫型水化硫铝酸钙的生成有关.对某工程的水泥土搅拌桩制定了合理的添加剂配方(aw=14%,ap=15%).实践表明,该添加剂有效地提高了水泥土的早期强度和标准强度,可保证成桩质量,缩短施工工期,降低工程成本,减小建筑物沉降.     

珠三角地区现场水泥土的力学性质

研究珠三角地区淤泥、淤泥质粘土形成的水泥土的力学性质可为水泥土搅拌桩的设计和施工提供直接依据．文中在1天龄期内钻探取出现场的桩身水泥土制作成试样,养护到不同龄期,测定其物理性质指标以及无侧限抗压强度、剪切强度、压缩模量等力学性质指标,得到了现场水泥土强度的增长规律及影响因素,获得以下结论：现场水泥土强度随龄期明显增长,28天龄期无侧限抗压强度约为室内水泥土配合比试验强度的一半;原状土为淤泥的现场水泥土的28～90天龄期压缩系数为0．1～0．4MPa^-1,具中等压缩性;90天龄期现场水泥土的无侧限抗压强度为0．4～1．1MPa,比原状土增加了19．9～56．6倍．     

硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土力学性质试验研究

为研究硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土的力学性质,将制备的水泥土试块置于不同浓度的硫酸铵和硫酸钠溶液中进行长期(150 d)浸泡,通过无侧限抗压强度试验,得到无侧限抗压强度随侵蚀溶液浓度和侵蚀时间的变化规律,分析硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀对水泥土力学性质的影响。研究结果表明:硫酸铵和硫酸钠溶液对水泥土均具有侵蚀作用,浓度越大,侵蚀越显著;浸泡时间越久,侵蚀越明显;在侵蚀早期,硫酸钠浓度在一定范围内对水泥土的抗压强度增长有利,在短期内硫酸钠溶液可以提高水泥土试块无侧限抗压强度;在相同SO_4~(2-)浓度下,硫酸铵溶液侵蚀下的水泥土抗压强度要低于硫酸钠溶液侵蚀下的抗压强度,铵盐会对水泥土的力学性质产生影响;硫酸盐对水泥土的侵蚀作用要远大于铵盐对水泥土侵蚀作用。     

水泥土环境中粉煤灰水化与活性激发研究

水泥—粉煤灰与土充分拌合条件下,经过初级和次级2个过程形成水泥土固结体。粉煤灰的活性效应较之形态效应和微集料效应对水泥土强度的贡献是显著和持久的。活性激发剂———粉状硅酸钠溶出的OH-对粉煤灰网络聚合度比较高的“硬壳层”有腐蚀作用,同时硅酸钠水解产生的SiO32-在水化环境中可阻止水化硅酸钙生成过多而沉积在粉煤灰表面。通过构建粉煤灰在水泥土环境中的水化模型及SEM、力学性质等测试手段,分析了粉煤灰的水化与固结特性。     

水泥加固腐蚀性土强度特征研究进展

我国幅员辽阔,具有大面积的盐碱地、有机质土,地下咸水区也分布较广。且随环境的恶化及我国近代工业化的推进,除去天然腐蚀性土外越来越多的土地受到污染变为腐蚀性土。对腐蚀性土进行改性处理及达到二次利用的目的,多采用硅酸盐水泥对其进行固化。水泥加固腐蚀性土多用于其原腐蚀环境中,易使加固体发生劣化,强度衰减情况较为显著。本文对不同性质的腐蚀性土进行分类并对其研究进展进行归纳总结,对水泥加固腐蚀性土强度变化机理进行论述,总结影响水泥加固腐蚀性土强度变化的因素。对有关水泥加固腐蚀性土强度特征问题研究不足之处进行讨论,为水泥土加固腐蚀性土未来研究方向提出展望。     

电镀行业污染土固化体无侧限抗压强度演化规律研究

电镀行业在生产过程中会对周边区域的土壤造成严重的重金属污染。以电镀行业重金属复合污染土壤为研究对象,选用水泥作为固化/稳定化胶凝材料对污染土进行固化稳定化处理,以污染土固化体的无侧限抗压强度(UCS)为目标,通过对固化材料配比的优化,在实验室中对不同养护龄期重金属污染土固化体的UCS进行了测试,并通过X射线衍射分析,探讨了重金属对固化体强度的影响及水泥对重金属的稳定化机理。结果表明：材料配比优化后的重金属污染土固化体在养护3天时的UCS即可满足EPA的推荐值;重金属离子会在养护初期(1天)对水泥的水化形成明显的阻滞作用,从而使固化体在养护初期的UCS显著降低;此外,重金属离子会使水泥的水化向次级反应进行,生成强度较低的钙钒石,并降低固化体在整个养护期内的UCS;水泥的水化反应对于重金属Pb的稳定化作用除了会使其转化氢氧化物的沉淀之外,还会使其转化为稳定的化合物。     

复合矿粉水泥土的无侧限抗压强度试验

将工业中生产的废渣制作成的复合矿粉掺加至水泥土中,既增强其性能,同时也可达到利废环保的目的。通过室内无侧限抗压强度试验,运用正交试验方法研究了影响复合矿粉水泥土抗压强度的主要因素及其影响规律。通过极差和方差分析可知,水泥掺量对复合矿粉水泥土的无侧限抗压强度的影响最大,其次是龄期,复合矿粉的影响最小。复合矿粉水泥土的早期强度提高主要是由于水泥的水化,而由矿粉和粉煤灰组成的复合矿粉具有微集料效应和火山灰效应,从而可改善水泥土的强度。     

粉煤灰水泥土渗透性能的试验研究

为了研究粉煤灰掺量对水泥土渗透性能的影响,通过在粉煤灰水泥土中加入水玻璃激发粉煤灰活性,并制作不同固化剂配比的粉煤灰水泥土试块,在养护不同龄期后分别进行渗透试验以及电镜试验。试验结果表明:随着养护龄期的增加,所有粉煤灰水泥土试样的渗透系数都有显著的降低;水泥掺量为60%的粉煤灰水泥土较纯水泥土而言,在养护14 d前的渗透系数更大,但在养护28 d后的渗透系数则变得较低;渗透试验反压差对于养护龄期较短的试样影响较大;在微观角度,水泥土试样的内部孔隙结构与渗透系数之间有着明显的相关性。     

硫酸钠激发钢渣粉活性改良水泥土试验研究

钢渣是钢铁冶炼中产生的固体废弃物,其矿物组成以硅酸盐相为主,具有潜在的胶凝性质,利用钢渣和水泥混合改良淤泥质土具有很好的研究意义,不仅可以充分利用现在仍然是废物的钢渣材料,对环境改良做出贡献,同时可以代替部分水泥,节约资源,但钢渣的活性较低导致其早期强度难以发挥。采用Na2SO4作为激发剂,与钢渣粉混合使用以激发其活性,使得早期强度能达到工程要求;进行无侧限抗压强度试验(UCS)及X射线衍射试验(XRD),试验结果表明,在掺加Na2SO4试剂后,钢渣粉－水泥—淤泥土早期强度得到大幅度提升,龄期为7天时,其强度与未掺Na2SO4试剂龄期28天的强度相当,说明Na2SO4的掺入对早期强度有明显的改良作用。通过XRD进行物相检索,结果表明,激发剂的加入促进了钢渣－水泥的水化过程以及Ca(OH)2,CaSO4等水化产物的生成。     

矿渣改性硬石膏基胶结材水化硬化研究

通过硬石膏水化率、水化温升、液相离子浓度测定,结合宏观性能试验,对硬石膏基胶结材水化硬化历程,硫酸盐激发剂作用机理,矿渣对硬石膏的改性作用等进行了研究.结果表明:硫酸盐促进硬石膏溶解,提高液相浓度和过饱和度,加快二水石膏晶体成核与生长速率;矿渣水化形成钙矾石与水化硅酸钙等水硬性矿物,使硬石膏硬化体强度与耐水性提高,矿渣水化与硬石膏水化相互促进;采用硫酸盐激发、矿渣改性的硬石膏基胶结材具有强度较高、耐水性较好、干缩率较小的特点,其水化硬化经历了快速溶解反应期、水化潜伏期、加速水化期、稳定水化期和缓慢水化期等5个阶段.胶结材凝结时间取决于潜伏期,加速水化期和稳定水化期是硬化体结构致密和强度发展的主要阶段.     

变径水泥土搅拌桩加固桥头软基的试验分析

变径水泥土搅拌桩是一种新型的水泥土搅拌桩技术,它针对传统水泥土搅拌桩的弊端进行了改进,取得了良好的工程效果.介绍了变径水泥土搅拌桩在高速公路桥头软基的应用情况,并对其施工机械和施工工艺进行了详细说明.试验结果表明,变径水泥土搅拌桩保证了桩体中的水泥掺入量,提高了水泥浆分布的均匀性,从而保证了桩身质量,特别是深部桩体的质量;28 d龄期桩体的强度和均匀性较7 d均有较大提高;桩身水泥土芯样的电阻率与其强度之间存在着较好的线性相关关系;在其他试验条件相同时,扩大头高度越高,变径搅拌桩的单桩极限承载力越高;在保证质量的同时,变径水泥土搅拌桩能相对节约了工程成本,经济效益明显.