磷建筑石膏对硫铝酸盐水泥熟料收缩特性的影响

研究了不同掺量磷建筑石膏对硫铝酸盐水泥熟料凝结时间、化学收缩、自收缩、浆体内部相对湿度和干燥收缩的影响.结果表明：随着磷建筑石膏掺量的增加,熟料浆体的凝结时间显著缩短,化学收缩变化速率加快,浆体内部相对湿度逐渐降低,浆体自收缩与内部相对湿度具有较好的相关性;当磷建筑石膏掺量不超过25%时,硫铝酸盐水泥浆体化学收缩到达稳定阶段的时间缩短;当磷建筑石膏掺量为25%~30%时,硫铝酸盐水泥浆体在自收缩测试条件下产生膨胀,且干燥收缩小于空白组.     

纤维对排水沥青混合料高低温性能的影响机理分析

由纤维与高黏度改性沥青、矿粉形成的高黏度改性沥青胶浆是影响排水沥青混合料性能的关键因素。为明确纤维对排水沥青混合料高、低温性能的影响机理,测试了聚酯纤维和玄武岩纤维排水沥青混合料的动稳定度和低温破坏应变,并采用动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验等方法,对比研究了2种纤维对高黏度改性沥青胶浆高、低温性能的影响。为确定2种纤维最佳掺量范围,测试了不同纤维掺量下排水沥青混合料飞散损失。结果表明:纤维增加了高黏度改性沥青胶浆黏稠度,增大了高黏度改性沥青胶浆车辙因子,提升了排水沥青混合料的高温稳定性;纤维对高黏度改性沥青胶浆低温性能影响不明显,排水沥青混合料低温抗开裂性能的改善主要为纤维增强了集料间的黏结性能;排水沥青混合料聚酯纤维最佳掺量为0.15%左右,玄武岩纤维掺量范围推荐为0.20%~0.40%。     

白云岩石粉对水泥净浆和砂浆流变性能影响及机理

研究了白云岩石粉对水泥净浆和砂浆流变性能的影响以及作用机理.结果表明:内掺白云岩石粉后,水泥净浆流动度随着石粉掺量的增加而增大,砂浆扭矩随着石粉掺量的增加而减小,内掺石粉质量分数超过12%后水泥净浆流动度增加更显著;含石粉砂浆的需水量比为93%,相同质量石粉的需水量比水泥小,使得水泥净浆流动度随石粉掺量增加而增大;石粉对减水剂具有吸附作用,能够增大水泥净浆流动度或砂浆流变性能;水泥颗粒和石粉颗粒表面Zeta电位分别为-1.76mV和-8.94mV,二者对阴离子型聚羧酸系减水剂的吸附能力不同,聚羧酸系减水剂会优先吸附于水泥颗粒表面上.     

石灰石粉对砂浆耐磨性能的影响及作用机理

运用宾汉姆模型试验研究了不同超塑化剂掺量下石灰石粉等量取代水泥对水泥净浆流变性能的影响.结果表明：石灰石粉较大比表面积和较小表观密度带来的对水较强吸附作用和使水粉比（体积比）有所降低劣化了水泥净浆的流变性能,而其良好的颗粒级配和形貌,以及促进水泥颗粒吸附超塑化剂的作用则对水泥净浆的流变性能有改善效果.这2方面因素相互制约,使得超塑化剂掺量出现明显的临界点.     

考虑石粉对流变性影响的自密实混凝土配合比设计

以净浆流变阈值理论为基础,采用在净浆中加入石粉的试验方法确定净浆流变性,通过粉煤灰替代率不同的机制砂砂浆基准需水率试验来确定砂浆的堆积密度,进行了机制砂自密实混凝土配合比试验,研究了石粉对净浆流变参数、净浆流变阈值和混凝土自密实区域的影响.结果表明:相同的水粉比下,掺入石粉后净浆的屈服强度和塑性黏度都明显大于未掺石粉的...     

炉渣集料对沥青混合料性能影响的试验研究

探讨采用生活垃圾焚烧炉渣集料(BAA)替代部分天然集料配制沥青混合料的可行性及其掺量范围.进行了掺BAA沥青混合料的配合比设计,分析了BAA掺量对沥青用量的影响;基于室内试验结果,评价了BAA掺量对沥青混合料力学性能和路用性能的影响.结果表明:BAA掺量每增加10.0%(质量分数),沥青混合料的设计沥青用量约增加0.7%;增加BAA掺量可提高沥青混合料的黏结力,但将降低沥青混合料的内摩阻角;当BAA掺量为10.0%~20.0%时,沥青混合料的抗压回弹模量和高温稳定性均有提高,水稳定性和抗疲劳性能因沥青用量增加也有提高;沥青对BAA中的可溶物具有一定的稳定作用.综合考虑,推荐在沥青混合料中BAA的适宜掺量为10.0%~20.0%.     

骨架型沥青混合料粗集料颗粒接触形态变化规律

为了揭示骨架型沥青混合料粗集料颗粒接触形态的变化规律,提出了单位截面图像面积颗粒接触数na、单位截面图像面积颗粒接触长度la、单颗颗粒接触数npi和单颗颗粒接触长度与颗粒周长之比rpi以及它们的系统平均值ne,le等颗粒接触参数.采用相邻颗粒中较小颗粒的粒级估计搜索窗半径,并扣除边界颗粒的影响,在此基础上,对13型、20型两类多粒级(热拌沥青)混合料进行大样本接触分析试验.结果表明:随着粗集料中细组分(B)掺量(wB)的增加,13型、20型混合料的na,la均单调递增,na,la值能够反映混合料的骨架组成.ne-wB,le-wB曲线峰值位置和VCA(混合料骨架间隙率)-wB曲线谷值位置一致,ne-wB,le-wB曲线峰值位置对应粗集料颗粒最紧密接触形态.不同混合料的npi分布曲线形状相似.随粗集料细组分掺量的增加,npi分布曲线峰值位置右移.当粗集料细组分掺量达60%时,粗集料颗粒达到最紧密接触形态,npi分布曲线峰值位置开始左移,粗集料粗、细组分的rpi值均达到最高.     

磷石膏免烧轻集料的性能研究及固化机理分析

制备了磷石膏基免烧轻集料并测试了轻集料的相关性能，根据轻集料的表征分析其固化机理。当磷石膏掺量为54%时，表观密度最低为1277 kg/m³；掺量为51%时，堆积密度最低为953 kg/m³；掺量为45%时，21 d筒压强度最高为5.23 MPa，吸水率最低为25.5%。利用响应面模型分析粉煤灰、煅烧尾矿、生石灰配比对轻集料强度的影响，最优配比为m(粉煤灰)∶m(煅烧磷尾矿)∶m(生石灰)=23.53∶10.32∶2.88，此时预测21 d筒压强度为5.56 MPa，实际得到5.42 MPa，吸水率为24.5%，堆积密度为952 kg/m³，表观密度为1241 kg/m³的轻集料，对轻集料进行微观分析，发现板状磷石膏穿插胶凝在水化硅铝酸钙的地聚物网格中，针状钙矾石、钙沸石填充在孔隙中，各物料最终反应固化形成免烧轻集料。     

水泥改善乳化沥青混合料的使用性能

研究了不同水泥掺量对乳化沥青混合料稳定度、抗压强度和抗压回弹模量、抗折强度和抗折回弹模量、高温稳定性、水稳性和低温抗裂性能的影响.使用扫描电镜观察了掺水泥前后乳化沥青胶浆及胶浆与集料界面微观结构的变化.结果表明:随着水泥掺量的增加,乳化沥青混合料的力学性能和路用性能明显提高;水泥水化产物与沥青胶浆形成的复合胶浆增大了沥青胶浆黏度,改善了胶浆与集料界面黏结情况,提高了乳化沥青混合料的使用性能.     

聚羧酸减水剂与水泥适应性研究及机理探索

通过不同工艺合成4种聚羧酸减水剂,探索粉磨时间、石膏掺量、熟料来源等对净浆流动度及流动性损失的影响,并开展水泥与减水剂吸附机理探索。试验结果表明,延长粉磨时间、提高石膏掺量均有利于外加剂对水泥颗粒的吸附,但延长粉磨时间对净浆初始流动性不利,且粉磨时间、水泥中石膏掺量、熟料来源、聚羧酸减水剂性能等均会影响聚羧酸减水剂与水泥的适应性。     

蛋白类缓凝剂对建筑石膏的适应性

分析比较了4种分子结构相近的蛋白类缓凝剂对脱硫建筑石膏(FGD)和磷建筑石膏(PG)的缓凝效果.结果表明:具有不同酰胺键类型的蛋白类缓凝剂,其缓凝度受建筑石膏类型影响,且随建筑石膏pH值的增加而增大;当蛋白类缓凝剂的酰胺基团主要为仲酰胺时,其缓凝度随着H_2PO_4~-含量的增加而降低,当蛋白类缓凝剂的酰胺基团主要为伯酰胺时,其缓凝剂不易受H_2PO_4~-的影响;用于FGD的蛋白类缓凝剂宜选用仲酰胺为主的酰胺基团,用于PG的蛋白类缓凝剂宜选用伯酰胺为主的酰胺基团.     

非水反应型材料灌浆堵漏模型研究

灌浆是解决工程渗漏问题的重要技术手段,堵漏材料是灌浆技术的核心。水泥浆液、水泥膏浆、速凝膏浆、改性沥青、低热沥青等非水反应型浆液是最常用的堵漏材料。根据浆液流变性质、在宽大孔(裂)隙中的扩散方式和封堵机理以及灌浆工艺参数建立了非水反应型灌浆材料的堵漏模型,对不同浆液在不同开度、不同流速地层的堵漏效率和堵漏效果进行了计算分析,可以为非水反应型浆液在堵漏工程中的选择使用提供依据。     

道路基层复合胶凝材料的性能调控

研究了熟料钢渣粉煤灰磷石膏系道路基层复合胶凝材料的凝结时间、胶砂强度和膨胀性能的调控,分析了其缓凝微膨胀机理.结果表明：磷石膏中的可溶性杂质会与Ca2+和OH-反应,生成难溶物覆盖在胶凝材料颗粒表面,显著延长凝结时间,磷石膏掺量每增加3%,即可延长凝结时间约65min;大掺量磷石膏可为浆体提供充足的SO2-4,保证钙矾石的大量稳定生成,使硬化浆体产生微膨胀;过量磷石膏亦会造成过大的膨胀,破坏硬化浆体结构,通过加入适量钢渣取代粉煤灰,可以促进复合胶凝材料的早期水化,优化孔结构,明显提高道路基层复合胶凝材料的性能.     

粗粒土与混凝土接触面特性单剪试验研究

采用大型单剪仪进行粗粒土与混凝土接触面在膨润土以及混合土(膨润土中掺入水泥)泥皮条件下的剪切试验。通过对不同水泥浆含量的混合土泥皮接触面进行试验,揭示不同泥皮条件下接触面的力学特性。结果表明,与无泥皮或膨润土泥皮时不同,存在混合土泥皮时,剪应力与剪应变关系曲线存在明显软化段,峰值强度的位置与水泥含量以及法向应力大小有关。水泥含量越大其相应的强度越大,水泥含量由10%提高到40%时,其相应的内摩擦角提高约3.2倍,水泥含量为40%时,其强度达到无泥皮时的84%。剪切破坏时,在同一高度处,法向应力越大,切向位移也越大;同样的法向应力及高度处,切向位移随水泥含量的提高而增大。无泥皮、低法向应力下,试样出现明显的剪胀现象,而泥皮条件下试样均表现为剪缩。试样的有效高度对粗粒料的强度及变形有一定的影响,最大粒径为20mm时,高度分别为100与30mm的试样相比,其内摩擦角及水平位移偏差分别为3%和6%左右。与最大粒径为60mm试样相比,最大粒径20mm试样的内摩擦角要小1.9°,减幅4.8%。     

残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响

以木炭模拟研究了残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响,测试了水泥颗粒对萘系减水剂的吸附量以及浆体的流动度、Marsh时间、饱和掺量、表观黏度及剪切应力,同时观察了浆体絮凝情况.结果表明：随着残余碳含量的增加,萘系减水剂的表观吸附量逐渐增大;掺萘系减水剂水泥浆体的流动性随着残余碳含量的增加而下降,表现为浆体流动度下降、Marsh时间增大、饱和掺量增大、分散性下降、浆体絮凝结构数量及强度增大、剪切应力及表观黏度增大;浆体流动性与萘系减水剂的表观吸附量存在反向对应关系.     

Effects of slurry on stickiness of excavated clays and clogging of equipment in fluid supported excavations

Mechanized excavation of tunnels and fabrication of deep foundation elements in soft ground often requires a fluid support of the temporarily created openings. The supporting fluids are generally mixtures of bentonite with water, enhanced by chemical additives for difficult geological conditions. The properties of the slurries are chosen to guarantee the stability of the excavation, in particular providing sufficient support to the coarse grained soil layers. When these are interlaid with clayey layers, excavation can be hindered by clogging problems, requiring time consuming cleaning works and causing construction delays. Clogging is caused by the stickiness of the excavated clay, which can be affected both by the clay mineralogy and the composition of the supporting slurry. The paper investigates these effects by means of a laboratory experimental study using novel stickiness tests: the mixing test and a model TBM cutter-head test. For bentonite slurries, the stickiness of the excavated soil was found to correlate with the shear resistance of the slurry. Therefore, increased slurry strength, while beneficial for excavations in coarse soils, may lead to increased susceptibility to clogging under mixed face conditions. In contrast, some pure polymer slurries can help to combine high slurry resistance with low clogging potential by protecting clay aggregate surface from penetration of water.     

用磷石膏生产建筑石膏的研究

讨论了磷石膏转化为建筑石膏的可行性,确定了实验室的最佳炒制制度。同时利用ＸＲＤ和ＳＥＭ扫描电镜等现代测试手段,研究了外加剂的种类与掺量对产品性能的影响。结果表明,掺加复合增强剂ＣＡ后,可使产品的抗折和抗压强度分别提高１００％与１７９％。     

减水剂对建筑石膏作用效果影响因素的研究

为了提高建筑石膏中减水剂的使用效率，试验研究了建筑石膏比表面积、减水剂掺法、pH值等因素对建筑石膏分散性和强度的影响，并对其影响规律进行了分析。结果表明适当增加建筑石膏细度可提高减水剂的使用效率；不同掺法的减水剂作用效果存在较大差异，先掺法效果最好；pH值对减水剂分散效果有一定影响，在弱碱性条件下减水剂分散效果最好。     

原状磷石膏用作混凝土添加剂的性能研究

在C30混凝土基准配合比的基础上,内掺占胶凝材料总质量1.0%~6.0%的磷石膏,研究了磷石膏掺量对混凝土坍落度及经时损失、胶凝材料膨胀性能、矿物掺合料活性指数和抗压强度的影响。结果表明,磷石膏对混凝土具有缓凝和膨胀作用,可以激发矿物掺合料的活性,其在C30混凝土中的最佳掺量为3.0%~4.0%,研究结果为提高磷石膏资源化利用水平开辟一条新径。     

Changes in chemical composition and engineering properties of gypseous soils through leaching: an example from Mashhad,Iran

Gypseous soils are considered problematic when used as the foundation in civil engineering structures such as roads, buildings and dams, due to their solubility. These soils are resistant and have good engineering properties in their dry state. However, when saturated by rainwater or a rising groundwater table, the soluble minerals are washed out, resulting in the subsidence of the structures built on them. In the recent decades, buildings constructed in the Southern Mashhad Metropolitan Area, Iran, have been widely faced with this problem. Since the changes in chemical composition and engineering properties of these soils are based on the amount of dissolved gypsum, the focus of this study is to characterize the soluble soils of this area and their changes throughout the leaching process. Thirty-eight samples were taken from different locations in the area. Chemical tests were conducted on the samples and the gypsum and sulfate concentration maps were produced based on these results, combined with the previously available data from 511 boreholes drilled in the area. Seven soil samples with different gypsum concentrations were selected for further analysis in four major groups of tests, including hydraulic tests (permeability and solubility), chemical tests (chemical analysis of soils samples and total dissolved solids, calcium hardness and chlorine of the leachate samples), physical tests (grain size analysis, Atterberg limits and specific gravity) and mechanical tests (consolidation and direct shear). Changes in the mentioned parameters were investigated through a 5-day leaching process. The results indicate that extensive dissolution of gypsum and removal of gypsum bonding between soil particles change soil chemical composition and decrease the soil compressibility and strength parameters. Therefore, the structures built in this area are in high risk of subsidence and foundation failure; proper measures should be taken to improve the soil quality before construction.