土-膨润土系竖向隔离墙材料施工和易性试验研究

为研究满足各类场地条件下土-膨润土系竖向隔离墙材料施工和易性要求的主要施工参数,对钙基膨润土浆液和钠基膨润土浆液进行马氏漏斗黏度试验、API滤失试验和密度测定,并针对砂-膨润土、黏性土-膨润土、砂-黏性土-膨润土3类土-膨润土系竖向隔离墙材料进行坍落度试验.试验结果表明,钙基膨润土浆液和钠基膨润土浆液的合理膨润土掺量分别为10%和3%.3类土-膨润土系竖向隔离墙材料的坍落度与含水率均呈良好的线性正相关性.采用标准坍落筒和迷你锥坍落筒所测定的坍落度结果之间存在统一的经验关系.采用迷你锥坍落筒代替标准坍落筒进行土-膨润土系竖向隔离墙材料施工和易性试验时,满足坍落度要求的含水率范围为其液限的1.0~1.6倍,所对应坍落度范围为22~48 mm.     

碱激发矿渣膨润土系竖向隔离墙体材料施工和易性及强度特性

采用碱激发矿渣-膨润土系隔离墙材料以研究其施工和易性及强度特性,并研究其满足可二次开发利用的污染场地条件下的工程特性,在不同砂土比、碱激发矿渣掺量、膨润土掺量以及不同龄期条件下进行了坍落度、无侧限抗压强度和直剪试验.坍落度试验结果表明,标准坍落度Ss与迷你坍落度Sm之间具有线性关系,满足施工和易性要求的含水率范围所对应的迷你锥坍落度为25.5~75.5 mm.无侧限抗压强度试验结果表明,无侧限抗压强度qu随养护龄期增长和碱激发矿渣掺量增大而增大,而膨润土掺量对无侧限抗压强度影响微小.直剪试验结果表明,随着养护龄期由14 d增长至28 d、碱激发矿渣掺量由5%增大到15%,黏聚力显著增加,内摩擦角降低,而膨润土掺量对内摩擦角影响较小.     

分散剂改良土-膨润土竖向隔离墙材料黏度试验研究

为改善土-膨润土竖向隔离墙材料的分散性,增强隔离墙阻滞污染物能力,对添加3种不同磷酸盐分散剂的土-膨润土回填料进行了黏度试验,研究了不同分散剂掺量下回填料表观黏度的变化规律.试验结果表明:3种磷酸盐分散剂均可显著减小土-膨润土回填料表观黏度;分散剂掺量从0%增加到0.1%,回填料表观黏度急剧下降,继续增加分散剂掺量,回填料表观黏度趋于平稳或略有增长;添加磷酸盐分散剂后,增加膨润土含量对回填料分散性影响不大,可通过添加磷酸盐分散剂的方法提高回填料对膨润土的负载量;六偏磷酸钠分散效果稍优于三聚磷酸钠和焦磷酸钠.同时,建议0%,5%,10%膨润土含量回填料对应的3种分散剂最优掺量为0.05%,0.1~0.5%,0.5%.磷酸盐分散剂在改善隔离墙材料分散性、提高墙体对污染物的阻滞能力方面具有潜在的工程实用价值.     

改良钙基膨润土在竖向隔离墙中的应用

为提高钙基膨润土作为竖向隔离墙泥浆材料的适用性,对添加不同六偏磷酸钠掺量的泥浆进行了马氏黏度、泥浆密度、滤失量和pH试验,研究不同磷酸盐和膨润土掺量下泥浆的工程特性变化规律.试验结果表明,马氏黏度和泥浆密度随磷酸盐和膨润土掺量增加表现出不同程度增加;相反,滤失量和pH值随磷酸盐和膨润土掺量增加呈不同程度降低.其中,受泥浆较高钙基膨润土掺量影响,传统钠基膨润土泥浆密度要求或不适用于钙基膨润土情况.所有膨润土掺量下的素土泥浆均不满足隔离墙泥浆滤失量要求,六偏磷酸钠对提高泥浆工程特性起积极作用.含20%膨润土掺量的2 SHMP-CaB泥浆满足工程指标要求,同时具有较低磷酸盐消耗量,因而考虑其作为优选泥浆;建议改良钙基膨润土最优六偏磷酸钠掺量为2%.     

水泥-膨润土浆液配比及适用性研究

水泥浆液中掺加膨润土,有利于改善注浆时出现浆液回浓快、吃水不吃浆等问题.其性能的改善受控于膨润土掺量和水固比,而析水率、流动度、终凝时间是评价浆液注浆性能优劣的主要指标点.因此,进行了膨润土掺量和水固比对水泥-膨润土浆液析水率、流动度、终凝时间的影响性分析.得到如下结论:不同膨润土掺量的浆液流动度均随水固比增加而增加,相同水固比对应浆液流动度随膨润土掺量增加而降低;膨润土抑制水析出的效果,在水固比达到一定值后开始下降;不同水固比下的终凝时间,随着膨润土掺量的增加,其终凝时间是先增加后下降的.     

水泥增强磷石膏-膨润土强度及污染物固定的验证

膨润土作为磷石膏吸附剂,具有较好的磷(氟)固定效果,但其混合物作为道路填筑材料时,通常无法满足力学性能要求,为探究水泥能否提高磷石膏-膨润土混合物的力学性能,以及能否协同膨润土固定磷石膏中的磷(氟)污染物,制备了掺水泥、不掺水泥以及不同掺量水泥的混合料,压制试样,并分别进行雨水淋滤模拟试验和无侧限抗压强度测试.结果表明：掺加水泥后,试样的无侧限抗压强度以及磷(氟)污染物固定效果均有所提高,在同一养护期下,水泥添加量越多,试样无侧限抗压强度越高,磷(氟)污染物固定效果越好,添加量达到5%时,试样的无侧限抗压强度可达到5.31 MPa,满足《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034—2000)中的要求.本文探究结果成功验证了水泥增强磷石膏-膨润土混合物强度性能及其磷(氟)污染物固定效果的可行性,为磷石膏在道路填筑材料的应用提供了一定的参考价值.     

固化废弃泥流动性研究

市政工程建设产生大量废弃淤泥,废弃淤泥处置成为难题,目前常采用固化方法进行处理。为使流动固化处理后淤泥流动性和强度达到泵送施工的要求,需要分析淤泥流动性的大小与含水率和固化材料掺量之间的关系。通过对固化淤泥流动性的试验,得出如下结论:固化淤泥流动度随淤泥含水率增加而增加,随水泥掺量增加而降低;相比坍落度法,流动度法操作简易,数据更具连续性。     

复合相变纳米元件用于大体积混凝土控温研究

将有机膨润土与癸酸相变控温储能纳米元件处理成为砂粒状的相变砂,有利于提高其与水泥混凝土的相容性.探讨了相变砂细度、掺量对混凝土和易性、强度及耐久性的影响;采用模拟大体积混凝土的方法研究了相变砂的控温效果;采用Super SAP分析方法计算了大体积混凝土内部温度场分布.结果表明:采用乳液和高强水泥包覆相变控温储能纳米元件形成的相变砂,其与混凝土组分的和易性较好;控制相变砂的细度模数为中粗砂范围,并适当增加减水剂的掺量,在相变砂代砂25%时,可以使掺相变砂的混凝土基本达到基准混凝土坍落度和强度的要求;相变砂的掺入对混凝土的粘聚性、保水性无不良影响;相变砂掺入过多将使混凝土的坍落度和强度下降明显;混凝土电通量试验表明,适量掺入相变砂,对混凝土的耐久性无不良影响.模拟大体积混凝土温升试验表明,掺入相变砂后大体积混凝土中心最高温度为44℃,较基准试样降低了4.5℃;相变砂只需在大体积混凝土中心部分掺加,大体积混凝土中心温度超过45℃的体积占大体积混凝土总体积的体积分数随混凝土尺寸的增大而增大.     

花岗岩残积土路用性能石灰改良试验研究

为了改善云母含量较高、含水率较大的粗细粒含量近似等分花岗岩残积土路用性能,进行石灰改良处置,通过室内试验和现场检测,研究该石灰改良土路用性能变化规律和应用效果.试验结果表明:随着掺灰量增加,塑限上升、液限下降,但塑限变化大于液限;掺灰量与击实指标关系曲线存在平缓段,此时掺灰量适中(3%-5%);CBR(全称California bearing ratio,是美国加利福尼亚州提出的一种评定基层材料承载能力的试验方法)与掺灰量之间存在三次多项式关系,拟合方程参数受含水率控制,为石灰稳定土CBR强度值预估提供参考.同时探究泡水前后石灰改良土CBR强度值变化情况.对比现场试验段检测结果表明粗粒含量相近花岗岩残积土改良掺灰量为5%-6%为宜.     

改性水泥-水玻璃注浆材料防渗性能试验研究

为了使水泥-水玻璃注浆材料在注浆中得到更广泛的应用,通过室内配比试验和扫描电镜分析对5%膨润土掺量下水泥-水玻璃体积比和粉煤灰掺量对水泥-水玻璃(C-S)浆液性质的影响进行研究,并开展现场试验对该改性浆液的防渗性能进行了研究。结果表明:(1)改性C-S双液的凝胶时间有所延长,且凝胶时间随着C-S体积比的增大而缩短、粉煤灰掺量的增大而延长;(2)浆液结石体的抗压强度和抗折强度都随C-S体积比的增大都呈现先增大后减小的趋势并在体积比约为2时达到最大,浆液结石体的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而降低,结石体7 d抗折强度随着粉煤灰掺量的增加先增加后减小,试验条件下,粉煤灰掺量为25%取得最大抗折强度;(3)通过扫描电镜对结石体微观结构分析得出,粉煤灰掺量为25%、C-S体积比为2的配比下水泥的水化反应最充分,粉煤灰的微集料反应发挥最佳;(4)通过现场防渗试验验证了研发浆液材料的防渗性能满足规范要求。改性C-S浆液较好地结合了几种材料的优点,建议采用的材料配比为25%粉煤灰、5%膨润土、70%水泥,C-S体积比为2。     

富水砂层土压平衡盾构施工渣土改良试验

针对深圳的富水砂层,采用泡沫、膨润土以及高分子聚合物等添加剂,改良盾构施工渣土,进行现场坍落度试验.基于现场试验结果,通过对土样进行电镜扫描以及压缩、渗透等室内试验研究,分析了改性渣土细观结构以及渗透、压缩特性的变化.对添加剂改善富水砂性土的流塑性、保水性以及开挖面动态土压平衡机理作了较深入的探讨.结果表明,富水砂层中,采用质量比为1∶7、外掺量为8%~10%的膨润土进行渣土改良,可满足施工需求.     

高液限土路基填料改良的试验研究

针对高液限土含水率高、水稳定性差等特点,采用生石灰和水泥两种材料进行改良处理,通过一系列的室内试验研究了不同掺量下改良土的物理性质、CBR值、水稳性以及干湿循环强度特性.结果表明,高液限土掺水泥改良后CBR值随掺量线性增长,而生石灰在掺量超过4%后CBR值变化平缓;掺量对高液限改良土的水稳定性有显著的影响,生石灰和水泥的掺量分别低于4%和6%时水稳定性较差.综合考虑CBR值、水稳定性以及干湿循环无侧限抗压强度特征等因素,掺4%生石灰或7%水泥改良后,高液限土可用作高速公路的路基填料.     

粉煤灰-脱硫石膏双掺砂浆试验研究与应用

利用较低品质粉煤灰和脱硫石膏,针对房建工程用建筑砂浆,确定了复合胶凝材料的基本配比.通过试验研究了粉煤灰-脱硫石膏双掺砂浆的主要技术性能.研究结果表明,粉煤灰-脱硫石膏掺量高达75%~85%,砂浆施工和易性优于普通砂浆,干缩小,抗裂性强,力学性能满足设计要求.粉煤灰-脱硫石膏砌筑砂浆和抹面砂浆应用于某房建工程试验段施工也很成功.较低品质电厂工业废渣粉煤灰和脱硫石膏在土建工程的大掺量双利用,社会经济和环保效益显著.     

基于响应面法的泥水盾构同步注浆材料性能

泥水盾构隧道在富水高压地层掘进中,同步注浆浆液易逸散流失,为满足注浆要求,需研制出复掺外加剂的高性能注浆材料.以南昌地铁4号线过江盾构隧道工程为依托,在传统外加剂材料的基础上引入纳米材料,选用膨润土(BE)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)与纳米二氧化硅(NS)为复合外加剂组分,采用响应面法,以外加剂掺量为配合比变量,探讨3种外加剂及其交互作用对注浆浆液性能的影响.研究表明:①在对凝结时间影响方面,NS＞ HEMC＞ BE,NS具有促凝作用,而HEMC起缓凝作用;在对抗压强度影响方面,HEMC＞ NS＞ BE,HEMC与BE不利于抗压强度发展,NS可以显著提高抗压强度;在对抗水分散性影响方面,HEMC＞ BE＞ NS,HEMC与BE有利于改善抗水分散性.②NS具有小尺寸、高活性等特点,可以加速水泥水化进程,缩短浆液初凝时间,提高浆体早期强度,对浆液性能起着积极作用.③通过响应面法建立的回归模型与响应曲面,可以很好地反映外加剂对浆液性能的影响,同时能对复掺外加剂的浆液配比进行优化,所制备的新型注浆材料能够满足在富水高压地层盾构隧道施工的注浆要求.     

膨润土及掺砂混合物膨胀变形试验研究

膨润土作为高放废物深层地质处置的缓冲/回填材料,非常有必要研究其物理力学性能。本文利用固结仪对钙基膨润土及其掺砂混合物进行了一系列膨胀变形的试验研究,分析了膨胀变形特性与初始干密度和含水率之间的关系。试验结果表明:膨润土及掺砂混合物的膨胀应变主要取决于膨润土及掺砂混合物的最初干密度和膨润土含量,随着初始干密度的增加而增加,随初始含水率的增加膨胀变形逐渐减小。     

疏浚淤泥脱水联合固化试验研究

为了实现疏浚淤泥的快速处治,以河道疏浚底泥为研究对象,采用先排水后固化的处理思路,首先在淤泥中添加絮凝剂,含水率迅速降低,在絮凝剂脱水的基础上,再加入固化剂,对固化土进行含水率、液塑限、无侧限抗压强度以及微观特性进行试验研究。结果表明:在絮凝脱水淤泥中加入水泥后含水率降低,固化龄期越长、水泥掺量越高,含水率越低;随着固化剂掺量的增加,固化土的液限逐渐降低,塑限逐渐增大,塑性指数减小,且10%水泥掺量下的淤泥固化土强度可达到136. 5 kPa和143. 4 kPa;絮凝剂对脱水的促进效果远大于其在固化时的负面效果。     

废弃橡胶轮胎颗粒混合土路用性能研究

以废弃橡胶轮胎颗粒作为改良材料,进行室内膨胀土改良试验,分析在不同橡胶颗粒掺入量下混合土的力学性能.结果表明,随着掺胶率的上升,液限和塑性指数先增大后减小,塑限基本保持不变;橡胶混合土的击实曲线较素土平缓,可以在保证压实度的基础上放宽含水率的限制,且最优含水率和素土基本相同;根据无侧限抗压强度试验和直剪试验结果,橡胶颗粒的最佳掺量为20%;橡胶作为路基填料时,其最佳掺量不应超过15%;通过扫描电镜试验,随着橡胶颗粒含量增加,橡胶颗粒和土的黏结程度逐渐加强,在15%至20%之间黏结程度最好.     

木质素对红黏土物理力学特性的影响

为了研究木质素对于红黏土特性的影响,对不同掺量下的木质素改性土进行界限含水率试验、pH实验,探究pH和改性土稠度界限的关系.对不同掺量,不同养护龄期下的改性土进行无侧限抗压强度试验,得到其不同掺量下的抗压强度、不同龄期下的抗压强度及其应力-应变曲线关系.试验结果表明:界限含水率、pH随着掺量的增加而增大,并且和掺量之间存在相应的曲线关系.无侧限抗压强度则随着掺量和龄期的增加而增大,当养护28 d,掺入量为8％时,相对于素土抗压强度提高2.93倍,并且养护龄期下的抗压强度和木质素的掺量存在线性关系,改性红黏土的破坏形态也由脆性破坏向塑性破坏发展.     

橡胶沥青混合料和易性与压实特性的相关性

为了研究橡胶沥青混合料的和易性与压实特性之间的关系,采用Superpave旋转压实仪和自行研制的和易性测试设备,测试了不同温度下的压实特性与和易性,并推荐了不同胶粉掺量所对应的适宜压实温度与胶粉细度.结果表明,当胶粉掺量为25%时,胶粉细度对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著.当压实温度为190℃时,胶粉掺量对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著.当胶粉细度为80目时,压实温度对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著;橡胶沥青混合料的和易性越好,压实性能也越好.当胶粉掺量为5%和15%时,所推荐的适宜压实温度与胶粉细度分别为160℃和40目;当胶粉掺量为25%时,所推荐的适宜压实温度与胶粉细度分别为160℃和20目.     

后张预应力高性能封锚材料试验研究

后张预应力封锚材料的流动度与凝结时间是影响封锚、灌浆施工的关键因素.以试验为基础,研究了聚羧酸高效减水剂、硫铝酸盐水泥、缓凝剂掺量变化以及水胶比变化对后张预应力封锚材料制备的浆液流动度与凝结时间的影响.试验结果表明:在水胶比0.28,聚羧酸减水剂掺量0.30%,缓凝剂掺量0.5%和硫铝酸盐水泥掺量15%的条件下可达到封锚施工需要的较好的流动度和压浆施工需要的适宜的凝结时间.