富里酸环境下CFG桩身材料的腐蚀性试验研究

为研究CFG桩身材料在泥炭(质)土环境中的腐蚀情况,试验选用富里酸作为试验用酸,采用室内浸泡模拟昆明地区的泥炭(质)土环境,将五种不同粉煤灰掺量的CFG桩身材料试件浸泡在清水和pH值为6.0的富里酸溶液中,对比分析不同粉煤灰掺量的桩身材料试件在清水和富里酸溶液中各浸泡龄期的无侧限抗压强度和表面变化情况.试验结果表明,桩身材料的早期强度会随粉煤灰掺量的增加而降低;所有浸泡在富里酸溶液中的试件表面均变得疏松,且其强度均明显小于浸泡在清水中的试件的抗压强度;富里酸对桩身材料的强度发展有明显的抑制作用,对桩身材料具有腐蚀性;掺人适量(45％)的粉煤灰可提高桩身材料抗富里酸的腐蚀能力.     

泥炭(质)土环境下水泥土复合体腐蚀软化试验研究

置换式水泥土复合体在泥炭土软基地区被广泛使用,泥炭土中含有大量腐殖酸,导致水泥土性能劣化,从而对工程安全造成严重影响.为研究腐殖酸对水泥土复合体的腐蚀劣化影响及其腐蚀机理,配制多组不同pH值的富里酸溶液模拟泥炭土腐蚀环境,将水泥土试样置于酸溶液中浸泡.本试验尝试性的引入腐蚀软化深度作为观测指标,通过简易的软化深度测量装置收集数据并分析其腐蚀机理.研究结果表明,富里酸对水泥土复合体具有腐蚀软化作用;随酸性的增强与酸溶液浸泡时间的增长腐蚀软化深度随之增加.本试验可为实际工程中桩体受腐蚀影响导致半径缩减,为单桩承载力下降预测提供一定参考借鉴.     

酸碱环境下纤维水泥土力学特性研究

为了研究掺入废弃玻璃纤维的水泥土在不同pH值养护环境中的力学性能,制备了不同掺量的废弃玻璃纤维水泥土和作为对照组的玄武岩纤维水泥土与素水泥土试件,并分别置于酸性环境和碱性环境溶液中养护7d、28 d、45 d,分别进行了水泥土抗压强度和抗折强度实验.分析了养护龄期、养护环境对不同种类纤维水泥土抗压强度的影响,分析了废弃玻璃纤维掺量对水泥土脆性指数的影响,探讨了不同纤维水泥土在酸碱环境下的作用机理.实验结果表明:酸性环境(pH=5)导致纤维水泥土的抗压强度降低;在水泥土中掺入适量的废弃玻璃纤维,可以降低脆性;使用废弃玻璃纤维掺入水泥土,其抵抗酸性环境腐蚀的能力更好;玄武岩纤维对水泥土抗压强度的提升和力学性能的改善效果更好.     

复合水泥土抗渗性能的实验研究

水泥土已经广泛应用于公路、建筑、水利等领域,本文针对内蒙古河套地区粉质粘土,着重探讨水泥掺量、养护龄期、及掺加粉煤灰、石灰对水泥土抗渗性的影响,并通过电镜试验,分析水泥土及复合水泥土微观结构的变化.结果表明水泥掺量越大、龄期越长,水泥土抗渗性能越好,其微观原因是水泥土孔隙随着龄期的增长,数量减少,尺寸减小.单掺粉煤灰对水泥土抗渗性能影响较小,但是加入石灰就可以激发粉煤灰的火山灰作用,生成不溶于水的水化硅酸钙.本文针对河套地区粉质粘土得到抗渗性能良好的配比:水∶水泥∶粉煤灰∶石灰∶粉质粘土=1.45∶1.00∶0.15∶0.0375∶7.3625.这种配比相对粉煤灰水泥土提高抗渗性能50％以上.     

减水剂影响下水泥土力学与渗透特性研究

为了研究水泥土在外加剂作用下的强度与渗透特性,综合考虑含水率、水泥掺量、减水剂含量与粉煤灰掺量等因素的影响,基于正交设计方法进行一系列试验研究,得到了龄期为3 d、7 d和28 d时水泥土的无侧限抗压强度和渗透系数,以及各个因素对其影响的规律,并利用SPSS软件对它们之间的关系进行了拟合.试验结果表明:这4种因素对水泥土抗压强度及渗透系数影响的主次顺序均为:含水率→水泥掺量→减水剂含量→粉煤灰掺量.随含水率增加,水泥土抗压强度逐渐降低,渗透系数不断增大;而水泥掺量的影响趋势则与之相反;随试样中减水剂含量增加,其抗压强度和渗透系数分别呈下开口抛物线和"V"形变化,在实际工程中需根据相应工程目标并结合现场试验确定最佳掺入量;在水泥土中掺入适量粉煤灰对其强度无明显影响,但是可降低水泥土的渗透性,在龄期较短时更为显著.     

基于三轴压缩试验的水泥土力学特性研究

处于不同环境和条件下的水泥土力学特性直接影响水泥土工程的安全性和耐久性.因此,通过室内三轴试验,设计了不同的水泥掺入比,不同围压,对分别在海水和清水环境下养护的试件进行了水泥土的三轴压缩试验,研究了海水环境、水泥掺量、围压对水泥土的力学特性的影响规律.试验结果表明,水泥土三轴压缩的应力-应变曲线总体呈现软化型,水泥掺量愈大,其水泥土的脆性特征越显著;随着围压的增加,试件破坏时的延性特征越明显;随着水泥掺量的增加,水泥土的极限应力差值逐步增大,而极限应力差值所对应的应变逐步变小;随着围压的增大,水泥土的极限应力差值逐步增大,而水泥土破坏时峰值所对应的应变越大;水泥土的黏聚力和内摩擦角随着水泥掺量的增加均逐步增大;与清水环境相比较,海水环境下水泥土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均有降低.其研究成果为水泥土工程的安全性和耐久性设计提供技术参数,具有一定的工程意义和参考价值.     

夯实水泥粉煤灰土固化机理及微观结构分析

在夯实水泥土桩中掺入一定量的粉煤灰能显著提高其抗压强度,不同的粉煤灰掺量以及养护龄期的变化都会使得夯实水泥粉煤灰土的强度存在较大差异。本文详细阐述了水泥粉煤灰土的固化机理,并通过对不同粉煤灰掺量的夯实水泥粉煤灰土试样进行电镜扫描观测,从微观结构层面解释了造成这种强度差异的主要原因,对实际工程具有一定的指导意义。     

矿物掺合料对碱式硫酸镁水泥耐硫酸盐腐蚀性能的影响

为了研究粉碱式硫酸镁水泥耐硫酸盐腐蚀性能,对不同材料组成的碱式硫酸镁水泥浸入水和硫酸钠溶液中各龄期抗折强度、抗压强度、质量变化及水化产物进行了分析.结果表明,在0.3 mol/L的硫酸钠溶液试验环境下,掺入粉煤灰对水泥抗折抗蚀性能改善较为显著,而掺入矿渣对水泥抗压抗蚀性能改善较为显著.掺入粉煤灰和矿渣的碱式硫酸镁水泥180 d的抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数与未掺加矿物掺和料的碱式硫酸镁水泥相比分别提高了0.61和0.15;掺入粉煤灰和矿渣的碱式硫酸镁水泥各龄期的吸水率均低于未加外掺料的碱式硫酸镁水泥的吸水率,同时粉煤灰和矿渣的掺入能有效抑制Mg(OH)2晶相的产生.     

自然浸泡环境下粉煤灰对水泥基材料孔结构的影响

把不同配合比的混凝土及水泥净浆样品浸泡在超纯水中,通过比表面积分析仪定期检测样品的微观孔结构,研究在自然浸泡环境下粉煤灰对水泥基材料孔结构的影响.结果发现:自然浸泡环境下,水泥基材料的溶蚀作用明显,随着浸泡龄期的增长,孔体积增大;掺入粉煤灰,混凝土孔结构的发展受到粉煤灰使混凝土密实和溶蚀使孔结构劣化的双重作用影响,180 d时,粉煤灰对孔结构有利的因素起主导作用,混凝土的孔进一步细化,孔结构得到改善,浸泡270 d后,水的溶蚀作用比较明显,混凝土的孔隙率增大.     

水杨酸侵蚀红黏土水泥土复合体机理的试验研究

有机酸侵蚀红黏土水泥土复合体对于工程结构的耐久性具有重要意义.为了研究其侵蚀机理,本文以昆明市红黏土水泥土复合体为研究对象,分别采用pH值为3.5、4.0的水杨酸溶液,对红黏土水泥土复合体试件进行长达200 d的浸泡,观测浸泡过程中试件外观和耗酸量随时间的变化,分析水杨酸对红黏土水泥土复合体的侵蚀和作用机理.研究结果表明:水杨酸对红黏土水泥土复合体的侵蚀过程可分为:侵蚀减慢阶段、侵蚀稳定阶段;其腐蚀以对复合体中起骨架连接作用的水泥水化产物的分解溶蚀为主.     

改性粉煤灰对沙土物理特性改良效果研究

针对内蒙古锡盟地区粉煤灰堆存量大、利用率低以及当地土壤荒漠化严重等系列问题,本工作提出利用粉煤灰改良荒漠土壤的新思路。首先用硫酸对惰性的粉煤灰进行表面活化改性,采用SEM和XRD等分析测试手段研究粉煤灰结构变化,采用XPS和TG分析方法分别对粉煤灰表面羟基定性分析和定量计算,以期明晰粉煤灰表面羟基化效果;其次,使用改性前后粉煤灰分别作为土壤加固剂,以现场采集沙土为加固对象,研究改性粉煤灰对砂土稳定性的影响。结果表明,使用1.5 mol/L的硫酸溶液预改性后,颗粒表面羟基数量较原始粉煤灰增大4倍。按质量比1:9将酸改性前后的粉煤灰分别与沙土复配并静置15天后对复配土的力学强度进行测定,结果显示原始沙土间的黏聚力为0.29 kPa,改性前粉煤灰-沙土复配土的黏聚力为0.88 kPa,而改性后粉煤灰-沙土复配土的黏聚力提高到3.51 kPa。     

不同矿物掺合料对改性硫氧镁水泥性能影响的研究

为探究矿物掺合料对改性硫氧镁水泥的影响及作用机理,分别将不同掺量的粉煤灰、矿粉掺入改性硫氧镁水泥中,对其力学性能、耐水性和耐酸性进行测试,并结合X射线衍射和扫描电镜对其物相组成及微观形貌进行表征和分析。研究结果表明:粉煤灰的掺入会提高改性硫氧镁水泥的3 d强度,但后期强度有所下降,当粉煤灰掺量大于20%(质量分数)时,其28 d抗压强度相较于基准组损失了14.7%;掺入矿粉对改性硫氧镁水泥的前期强度影响较小,并导致后期强度下降,当矿粉掺量为30%~40%(质量分数)时,水泥的28 d强度损失率高达17.3%。适量的粉煤灰与矿粉均能够提升改性硫氧镁水泥的耐水性和耐硫酸腐蚀性,其中水泥的耐硫酸腐蚀性随着粉煤灰掺量的增加而增强,耐硫酸腐蚀效果最好时矿粉掺量为20%。     

粉煤灰-矿渣微粉复合双掺对水泥砂浆抗酸雨侵蚀性能的影响

研究了粉煤灰、矿渣微粉复合双掺时对水泥砂浆的强度以及抗模拟酸雨侵蚀性能的影响。通过试验发现:随着粉煤灰、矿渣微粉总掺量的不断增加,砂浆强度逐渐下降;各不同配比的砂浆经pH值为4.0的模拟酸雨干湿交替循环腐蚀后的强度变化规律为先升高后下降;与纯水泥砂浆试件相比,如粉煤灰、矿渣微粉的掺入过高,则会降低试件的强度值,但是如以强度增长率来评价砂浆的抗酸雨侵蚀能力,则各不同比例的粉煤灰、矿渣微粉复合双掺等量取代水泥配制的砂浆的强度增长率均优于同等条件下纯水泥砂浆试件,即粉煤灰、矿渣微粉复合双掺对水泥砂浆试件在模拟酸雨条件下的强度发展有改善作用。     

低水胶比下超细粉煤灰对不同细度硅酸盐水泥水化历程的影响

从强度、结合水、粉煤灰反应程度、SEM分析及孔隙溶液碱度等方面,研究了低水胶比下超细Ⅱ级粉煤灰对不同细度硅酸盐水泥水化历程的影响。研究结果表明,水泥细度从4500cm2/g提高到5500cm2/g,对纯水泥水化过程影响不大。但当该高细度水泥与超细II级粉煤灰复合时,则对水泥及粉煤灰的水化程度、水化产物特性、孔隙溶液碱度以及力学性能均影响较大;随粉煤灰掺量的增加,其影响程度呈由小变大再变小的趋势,粉煤灰掺量存在阈值,本试验中,阈值为30%。     

Durability of biomass fly ash concrete: Freezing and thawing and rapid chloride permeability tests

Strict interpretation of ASTM C 618 excludes non-coal fly ashes, such as biomass fly ashes from addition in concrete. Biomass fly ash in this investigation includes (1) cofired fly ash from burning biomass with coal; (2) wood fly ash and (3) blended fly ash (wood fly ash mixing with coal fly ash). A set of experiments conducted on concrete from pure cement and cement with fly ash provide basic data to assess the effects of several biomass fly ashes on the performances of freezing and thawing (F-T) and rapid chloride permeability test (RCPT). The F-T tests indicate that all fly ash concrete has statistically equal or less weight loss than the pure cement concrete (control). The RCPT illustrate that all kinds of fly ash concrete have lower chloride permeability than the pure cement control concrete.     

矿物掺合料对水泥耐酸性的影响及配比设计

以硅粉、粉煤灰和矿渣为矿物掺和料,采用XRD和SEM研究了矿物掺和料对水泥水化产物、水泥石结构和形貌的影响,探讨了酸溶液对水泥的腐蚀机理,并对矿物掺和料配比进行优化设计,以提高水泥的耐酸性.研究结果表明:掺加矿物掺和料有利于改善水泥石孔结构,降低水泥碱度,当硅粉、粉煤灰和矿渣以占水泥质量5%,10%和15%的配比掺入时,水泥的耐酸性最好.     

氧化镁微膨胀水泥-粉煤灰胶凝材料的膨胀性能及孔结构特征

研究低钙粉煤灰对氧化镁微膨胀水泥的膨胀性能与水泥石孔结构的影响。粉煤灰强烈抑制氧化镁膨胀,粉煤灰的质量分数大于20％左右时,氧化镁膨胀几乎被完全抵消。粉煤灰降低早期强度,但随着龄期的增长,粉煤灰使强度增加的作用逐渐体现,对较长龄期的强度而言,适当掺人粉煤灰反而是有利的,如粉煤灰掺量高达35％时,其3a强度比纯水泥的还高。粉煤灰能促使水泥石孔隙细化,适当掺人粉煤灰可以改善氧化镁微膨胀水泥的水泥石孔结构。