新型注浆材料快速处治路基沉陷病害应用研究

为快速解决市政工程中的路基沉陷病害,结合工程实例,试验研究新型注浆材料对其进行注浆处治,并分别从实验室配合比设计、现场试验方案设计和处治效果评价等方面进行研究。结果表明:新型注浆材料最佳配合比为硫铝酸盐水泥:硅酸盐水泥:VAE乳液=0.45:0.50:0.05,水灰比0.6。由现场试验结果可知注浆后路面弯沉值符合规范要求,且比注浆前改善幅度达66 %左右,改善效果明显。     

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。     

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。     

严寒地区低收缩水泥混凝土道路修补砂浆的研究

以普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥为胶凝材料制备水泥混凝土道路修补砂浆。针对修补砂浆收缩大的弊病,采用固体废弃物硼泥为原料制备微膨胀剂,并辅以消泡剂和PP纤维改善修补材料的收缩性能,同时兼顾修补砂浆的力学性能。试验结果表明:少量自制硼泥微膨胀剂的加入提高了砂浆密实度,从而提高砂浆的抗压强度和降低修补砂浆的收缩率;聚丙烯纤维和消泡剂同样对砂浆不同龄期的收缩率有改善作用。与普通修补砂浆相比,硼泥微膨胀剂、消泡剂和PP纤维降低了修补砂浆在高低温时的变形量,这有利于修补砂浆在严寒地区使用时与基体间的界面黏结耐久性。试验中所制备的修补砂浆抗压强度达到70MPa,抗折强度为16 MPa,收缩率为0.08%,优于《修补砂浆》(JC/T 2381-2016)标准中"普通刚性修补砂浆"的相关要求。     

三灰稳定砂砾力学性能研究

以石灰、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾为研究对象,通过无侧限抗压强度试验及劈裂拉伸强度试验研究稳定砂砾力学性能。结果表明:在相同的无机结合材料掺量下,养护早期石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾的无侧限抗压强度和劈裂拉伸强度均较大,随着养护龄期的增长,两类稳定砂砾的强度趋于接近;相同养护龄期稳定砂砾的强度随无机结合材料掺量的增加而增大;当无机结合材料掺量相同,水泥掺量越多,稳定砂砾强度越高。     

低液限粉土路基复掺改良试验研究

采用正交试验和极差分析法,对低液限粉土进行复掺改性试验,结果表明掺加膨润土能明显改善粉土的密实度,掺量为9%时干密度和回弹模量达到最大值;对低液限粉土进行强度及压缩性复掺改良试验,并通过极差分析计算,确定低液限粉土的最佳改良掺比为水泥4%+水玻璃∶氯化钙=3∶1+石灰4%+聚丙烯纤维0.3%;在复掺配比的基础上进行掺入和未掺入膨润土物理力学参数对比,掺入9%膨润土后粉土的抗弯沉性能更佳,最佳复掺配比为水泥4%+水玻璃∶氯化钙=3∶1+石灰4%+聚丙烯纤维0.3%+膨润土9%。     

碳酸锂对超早强道路修补砂浆性能的影响

为解决硫铝酸盐水泥制备超早强道路修补砂浆后期强度倒缩问题，采用硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合水泥制备的超早强道路修补砂浆，探究碳酸锂对超早强道路修补砂浆流动度、凝结时间、小时强度和收缩性能的影响。结果表明，碳酸锂对砂浆流动度无明显影响；显著缩短砂浆凝结时间，掺量为0.05%时，超早强道路修补砂浆初凝时间缩短至空白样的23.64%;为满足施工，掺入一水柠檬酸做缓凝剂对砂浆初凝时间进行调节，初凝时间大于15 min;碳酸锂显著提高砂浆抗折和抗压小时强度，2 h抗折和抗压强度分别为5.5 MPa和31.33 MPa,且28 d强度发展稳定无倒缩，砂浆超早期收缩性能为微膨胀，水泥石体积稳定，满足道路修补材料技术要求，实现2 h恢复道路交通的目标。     

快硬早强水泥混凝土配合比优化及应用

为了解决硫铝酸盐水泥混凝土凝结硬化快、施工时间受限的缺点,文中采用硅酸盐水泥取代部分硫铝酸盐水泥配制快硬混凝土,对水胶比、砂率等配合比参数进行优化,并成功进行了工程应用。结果表明,混凝土施工浇筑时间延长至2h,3h强度高于30MPa,满足延长浇筑时间和缩短工期的双重要求。     

路基和基层加固注浆材料的研究和应用

选用快硬硫铝酸盐水泥作为注浆材料基体,开展了缓凝剂品种、掺量和矿物外加剂掺量对注浆材料性能影响的研究,确定了路基加固用注浆材料和基层加固用注浆材料的最优配比：缓凝剂宜选用NMS,掺量为2‰;路基加固用注浆材料中1号矿物外加剂掺量为5％;基层加固用注浆材料中1号矿物外加剂掺量为20％。所制备的路基加同用和基层加固用注浆材料能较好地解决传统注浆材料凝结时间不易控制、强度稳定性差等问题,且实际工程应用效果良好。     

一种泥质软岩隧道纳米硅溶胶－铝酸盐水泥复合浆材设计及性能优化分析

针对泥质软岩隧道注浆加固需求以及常用单一浆材性能存在的弊端，将纳米硅溶胶和铝酸盐水泥作为主剂，按照硅溶胶∶水∶铝酸盐水泥为100 mL∶100 mL∶120 g的基本配比组成复合注浆材料进行研究。初期研究发现，简单将纳米硅溶胶与铝酸盐水泥复合会导致结石率低且结石体存在裂缝等问题。针对结石率问题，选取硅酸钠和硅酸盐水泥，研究各自掺量对结石率、3 d抗压强度和凝胶时间的影响规律，在满足结石率达到100%的前提下，以3 d抗压强度为主、凝胶时间为辅，综合得出硅酸钠为提高结石率的优选外加剂，推荐掺量为铝酸盐水泥的1%。然后，将硅酸钠掺量1%作为常规配比用于后续试验。针对开裂问题，选取硅灰、氧化镁、氧化钙和可再分散乳胶粉，研究各自掺量对裂缝、3 d抗压强度和凝胶时间的影响规律。在满足裂缝得到完全治理的前提下，以3 d抗压强度和凝胶时间为参考依据，得出氧化镁为防治开裂的优选外加剂，推荐掺量为铝酸盐水泥的0.6%。最后，基于界面过渡区理论，评估优化浆材对滇中引水香炉山隧洞泥岩的加固效果。结果表明，岩-浆界面过渡区宽度平均仅88.6 μm，显微硬度下降幅度较小，岩-浆结合处微结构较紧固。     

用于道路修复的地聚合物注浆材料基本性能试验研究

为研究用于道路修复的地聚合物注浆材料的基本性能，采用室内试验方法，对其流动度、凝结时间、膨胀率、抗压强度和粘结强度等参数进行试验。结果表明：1)地聚合物注浆材料的流动度随碱激发剂模数和水灰比的增大而减小，而凝结时间则相反；在水灰比为0.32时，抗压强度随碱激发剂模数的增大而减小，而膨胀率则相反；2)地聚合物注浆材料的最佳配合比为碱激发剂模数1.6、碱含量8%、水灰比0.32;3)最佳配合比条件下，地聚合物注浆材料的粘结强度随养护时间的增长而增大，养护28 d其粘结强度高达4.10 MPa; 4)搅拌时间越长，地聚合物注浆材料的凝结时间越短，流动度越大，而膨胀率几乎无变化。     

海底隧道注浆材料试验研究及工程应用

通过试验,分析了普通硅酸盐水泥～水玻璃和矿渣硅酸盐水泥～水玻璃浆液的基本性能。利用正交试验设计方法,以抗压强度为主要指标,对浆液的配比进行了优化设计。通过对两种浆液材料同龄期试块抗压强度的对比发现,矿渣硅酸盐水泥的抗海水腐蚀性能明显好于普通硅酸盐水泥。将优化配比后的浆液用于青岛胶州湾服务隧道地表注浆加固,收到了良好的效果。     

道路抢修用免振捣混凝土研制与性能测试

伍配硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥为主要胶凝材料,辅以试验复配的复合外加剂,研究制备了一种道路抢修用免振捣混凝土(简称RSCC),对其进行了相关性能测试。结果表明:RSCC满足20 min内的免振捣工作性,30~45min凝结硬化,120min抗压强度22.4MPa、抗弯拉强度4.5MPa;耐磨度达到2.51,抗裂性与抗碳化性均优于C50混凝土;XRD试验证明:复合外加剂的使用未改变RSCC的水化产物晶体类型;RSCC兼具两种水泥的优点。     

海底隧道注浆材料试验研究及工程应用

通过试验分析了普通硅酸盐水泥—水玻璃和矿渣硅酸盐水泥—水玻璃浆液的基本性能。利用正交试验设计方法,以抗压强度为主要指标,对浆液的配比进行了优化设计。通过对两种浆液材料同龄期试块抗压强度的对比发现,矿渣硅酸盐水泥的抗海水腐蚀性能明显好于普通硅酸盐水泥。将优化配比后的浆液用于青岛胶州湾服务隧道地表注浆加固,收到了良好的效果。     

纤维加筋复合固化黄土的强度特性研究

为了探究纤维加筋固化土技术应用于应急机场的可行性，通过无侧限抗压强度试验，探究了不同掺量和龄期的水泥、固化剂以及纤维复合固化黄土的强度特性。结果表明:固化剂与纤维可以提高黄土无侧限抗压强度，其中水泥固化效果最优，且最优掺量为8%，随着纤维和砂掺量的增加，加筋固化土的强度先增大后又减小，纤维掺量为0.30%和0.45%时固化黄土强度较高，砂的最佳掺量在4%左右。进行简易机场布设时，建议机场道面工程使用12 mm改性聚丙烯纤维掺量0.45%，固化剂选用P.O 32.5R硅酸盐水泥掺量8%，砂掺量低于4%的复合固化土。     

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。     

高抗渗注浆材料在水下地铁隧道地层加固中的研究与应用

为探讨高抗渗注浆材料在水下地铁隧道地层加固中的应用,采用普通水泥浆液掺加无碱速凝剂和高效减水剂的形式制备高抗渗注浆材料,通过室内试验分析普通水泥浆液在不同外加剂掺量条件下的浆液性能,以凝结时间、流动度和抗渗性能为主要指标对浆液的配比进行设计。室内试验结果表明,水灰比在0.65~1.0,调整浆液配合比,浆液流动度可达到230~270 mm,初凝时间小于2 h,抗渗等级大于P8,满足施工要求。在厦门地铁3号线五缘湾站—会展中心站区间斜井暗挖隧道现场2个循环注浆试验中,确定了3种注浆配比的应用条件,通过加固体强度和抗渗性2项指标实验分析,验证了高抗渗注浆材料具有良好的抗渗及加固地层效果。     

公路下伏采空区泡沫轻质土新型注浆材料施工性能试验研究

对采空区注浆处治常用的水泥粉煤灰浆液进行发泡改性,制成泡沫轻质土新型注浆材料,通过室内试验研究其施工性能及其影响因素。结果表明:在同一固相比条件下,浆液流动度随着水固比的减小而减小。新材料流动性随泡沫溶液掺量的增加而减小;随着水固比的减小和泡沫溶液掺量的增加,新材料的分离率逐渐减小;在相同固相比情况下,泡沫轻质土凝结时间随着水固比（水灰比）的减小而相应地缩短。水固比（水灰比）对泡沫轻质土的凝结时间有显著影响;提出了满足施工要求的公路下伏采空区泡沫轻质土新型注浆材料的配比范围。     

低掺量聚丙烯纤维水泥稳定粒料基层抗冲击性能研究

聚丙烯纤维水泥稳定粒料作为一种性能优良的新型路面半刚性基层材料,其研究和应用起步较晚.该文运用摆锤冲击法和均匀弹性支撑落重弯折冲击法,首次对低掺量聚丙烯纤维水泥稳定粒料与未掺纤维的普通水泥稳定粒料的抗冲击动力性能进行了试验研究.试验结果及机理分析表明:与普通水泥稳定粒料基层相比,低掺量聚丙烯纤维水泥稳定粒料基层的抗冲击性能显著提高、韧性好,其应用于路面基层,将显著提高基层的抗裂、抗变形能力,延长道路的使用寿命.     

乳化沥青-柔性纤维改性水稳碎石弯曲韧性试验研究

本文选用乳化沥青和柔性纤维(聚丙烯纤维)两种材料对水泥稳定碎石进行改性研究。通过三分点加载试验,得到了普通水泥稳定碎石(CSM)、3%乳化沥青掺量的水泥稳定碎石(CASM)和柔性纤维的乳化沥青水泥稳定碎石(PCASM)的荷载-挠度曲线,并分别按照美国材料与试验协会ASTM C1018-97标准方法、日本混凝土协会(JCI)标准方法和国内研究者提出的剩余弯曲强度法对三种类型稳定碎石进行韧性评价。结果表明,水泥稳定碎石中掺入乳化沥青,会显著降低混合料的韧性指数及剩余弯曲强度;聚丙烯纤维能够有效提高乳化沥青水泥稳定碎石的弯曲韧性及剩余弯曲强度,且添加聚丙烯纤维后,混合料的弯曲韧性指数和剩余弯曲强度明显高于普通水泥稳定碎石,改善了乳化沥青水泥稳定碎石的弯拉性能。