改良模袋充灌特性及界面摩擦特性的试验研究

为解决模袋透水性与细尾砂利用率之间的矛盾,提高模袋界面强度,在质量分数为40%的细尾矿浆中掺入占风干尾砂不同质量比的水泥,对模袋的充灌特性和界面摩擦特性进行改良.通过充灌试验和模袋界面拉拔试验,研究了水泥掺量对模袋透水性、保砂性和界面摩擦特性的影响规律.结果表明:将水泥作为固化剂掺入细尾矿浆中,水化产物吸附部分细尾砂颗粒,黏附在尾砂颗粒表面的水化物膜层使尾砂颗粒变大,提高了模袋透水性和保砂性,提高程度与水泥掺量呈正相关;水泥水化反应降低了尾砂颗粒间薄膜水的厚度,改善了固结尾砂的骨架结构,提高了传递至界面上的法向应力,增强了界面嵌锁结构的稳定性,进而改善了界面摩擦特性;最佳水泥掺量为3%.     

激发剂在尾矿固化中的应用研究

以采用工业粉状废物为主要原料配制的无水泥固结剂对细粒铁尾矿膏体进行固化处理,以三乙醇胺、氯化钙、水玻璃为激发剂来提高固结剂的活性,重点研究这3种激发剂在单掺或复掺时对固结体抗压强度的影响。结果表明,激发剂单掺时,水玻璃的激发效果要明显优于三乙醇胺和氯化钙,水玻璃掺量为0．75％时,其激发效果最好,固结体7 d抗压强度比不掺激发剂时提高了29％;水玻璃与三乙醇胺复掺时的激发效果最优,当水玻璃掺量为0．75％、三乙醇胺掺量为0．035％时,固结体7d抗压强度达到1．4MPa,比单掺水玻璃时提高了16％。     

架桥封堵-热致固结高温堵漏体系研究

为了提高高温及复杂地层结构油井堵漏施工成功率,以制备出的温敏性自固结树脂对骨料材料进行表面改性,获得热致固结型刚性堵漏材料,配合其他助剂构建了可抗温至190℃的架桥封堵-热致固结高温堵漏体系。采用红外光谱、热分析、扫描电镜等分析手段,研究了温敏性自固结树脂、热致固结型刚性堵漏材料及架桥封堵-热致固结高温堵漏固结堵漏体系的分子结构、微观形貌及热稳定性。测试了架桥封堵-热致固结高温堵漏固结堵漏体系在膨润土浆中的悬浮稳定性、固结速率、固结体强度和渗透率等性能。结果表明,构建的堵漏体系在质量分数为5%的膨润土浆中具有悬浮稳定性好、固结时间窗口宽等优点;在90~190℃的温度下固化后,固结体抗压强度均达到6 MPa以上;在12 MPa的驱替压力及190℃的温度下固化的固结体的水相渗透率为6.32×103μm2,封堵率大于98.00%,有望满足高温地层的堵漏要求。     

重金属铅对硫铝酸盐水泥水化及其浸出毒性的影响

研究了硫铝酸盐水泥体系下重金属铅对水泥水化进程的影响,以及硫铝酸盐水泥对重金属铅的固化/稳定效果分析.研究表明,重金属铅掺量达到一定阀值（本试验条件下为2.0%）时,才会对硫铝酸盐水泥水化产生明显影响.用硫铝酸盐水泥对重金属铅进行固化效果良好,重金属铅通过物理固封、替代或吸附等形式可固化入水化产物结构中,且2.0%硝酸铅掺量浸出毒性试验结果控制在国家标准要求之内.     

钢渣-矿渣-氟石膏基胶结材固结铜尾矿性能

水泥作为传统尾矿固结材料造成尾矿充填成本居高不下,而钢渣和氟石膏等工业废渣利用率不高,因此采用其制备钢渣矿渣氟石膏基胶结材来替代水泥,需要对其固结尾矿性能进行研究。通过对不同时间尾矿固结浆体的泌水量及流动度、不同水化龄期抗压强度变化趋势研究,发现钢渣矿渣氟石膏基明显优于P·O 42．5级水泥和中国2种常用尾矿固结剂,其尾矿固结体浸出液3 d后的PH值均在9．0以下,远低于这3种高碱性尾矿固结材料,浸出液氟离子浓度极低,对环境影响小。S EM分析也显示掺钢渣矿渣氟石膏基胶结材的尾矿固结体具有较为密实的微观结构。     

冻融循环条件下粉煤灰对混凝土渗透性的影响

为了分析冻融循环条件下粉煤灰对混凝土渗透性的影响,试验采用粉煤灰等量替代水泥掺量的10%、20%和30%,水胶比为0.42和0.35,对不同掺量粉煤灰混凝土进行了冻融循环试验和交流电渗透性试验,并与普通混凝土进行了对比.试验结果表明,当水胶比为0.42时,随着粉煤灰含量的增加,混凝土的抗渗透性能提高,而抗冻性能降低;当水胶比为0.35时,随着粉煤灰含量的增加,混凝土的抗渗透性能提高,而抗冻性能先提高后降低,存在一个最佳值.冻融循环后,混凝土的渗透性明显增大,可以用冻融循环后混凝土渗阻损失率来表征混凝土的抗冻破坏程度.     

水泥-分级尾砂充填材料渗透性能研究

水泥-分级尾砂充填料浆的透水性对其沉降、脱排水、固结硬化、力学等性能都有直接影响,较优的强度参数在一定程度上取决于其渗透性,通过试验测得数据,根据达西定律计算出不同条件下料浆渗透系数,分析渗透性的变化规律.结果显示:水泥掺量(配比)和浓度对料浆渗透性影响明显,浓度相同时渗透系数随灰砂比的降低而增大,配比相同时渗透系数随浓度的减小而提高,了解和掌握料浆在采场中所处状态,对渗水情况和固化过程进行准确估测,可为下一步充填和开采提供依据.     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

污泥制备水泥及其重金属释出的初步研究

城市污泥的最佳出路是无害化处理，资源化利用，产业化发展，将城市污泥作为生态水泥的生产配料是目前污泥资源化利用的新途径。该文将城市污泥作为配料分别按照6％和20％的比例与粘土混合制成水泥并养护7天后，测定水泥熟料的一些物理化学性质以及水泥固结体的重金属浸出含量。研究结果表明：与粘土相比，污泥有烧失量大、杂质含量高、A1203含量偏低的特点；以低比例污泥制备成的水泥熟料的化学成分、矿物组成和物理性能更接近于普通水泥熟料；水泥固结体中铅、镉、总铬、铜和锌可浸出含量未超出GB5085．3—1996浸出毒性标准，表明污泥中的重金属离子得到有效的束缚。     

掺钢渣微粉混凝土耐久性的实验研究

经过磁选、热闷等工艺处理后的钢渣,其金属铁或铁的化合物、f-Ca O含量要减少很多,解决了钢渣易磨性和体积安定问题。用钢渣微粉取代部分水泥制备混凝土进行抗渗透、抗碳化和抗冻融实验。实验表明:随着钢渣粉掺量的增加,混凝土抗碳化效果得到提升;钢渣微粉掺量为20%时,混凝土抗渗透性(氯离子扩散系数、电通量)及抗冻性最佳。     

掺石灰石粉混凝土的性能及其改善途径

采用不同掺量的石灰石粉取代水泥配制混凝土,同时配制复掺6%偏高岭土和20%石灰石粉的混凝土,并采用相同的胶凝材料体系制备水泥净浆,开展Na_2SO_4溶液浸泡试验。测试了混凝土抗压强度,采用RCM法和硫酸盐干湿循环侵蚀试验分别测试混凝土的氯离子扩散系数和抗硫酸盐侵蚀性,采用MIP法测试混凝土孔结构,进一步采用SEM观察浸泡后净浆试件的微观形貌。结果表明,石灰石粉对混凝土抗压强度、抗氯离子渗透性和抗硫酸盐侵蚀性均有一定的不良影响。采用偏高岭土与石灰石粉复掺可以有效提高掺偏高岭土混凝土的强度、抗氯离子渗透性和抗硫酸盐侵蚀性。其机理主要在于优化了混凝土孔结构,降低了有害离子在混凝土中的传输速度,阻止了混凝土在硫酸盐环境中钙钒石、石膏等侵蚀产物的形成。     

水泥固化土强度特性试验研究

为研究水泥固化土强度特性,对水泥固化土进行室内不固结不排水三轴试验。结果表明,达到一定应变条件下,随着围压的增加水泥固化土应力不断增加。说明随着围压的增加,水泥固化土的强度不断增强,水泥对土体具有很好的加固作用。从不同水泥固化剂掺量应力应变关系曲线可知,水泥固化剂掺量对应力应变关系的影响从大到小顺序为5%、8%、12%、2%。随着水泥固化剂掺量的增加,破坏应力与应变成"波浪型",在水泥掺量5%处出现一峰值点。水泥固化剂掺量对固化土抗剪强度的影响,随着水泥掺量的增加黏聚力增加,但在水泥掺量5%～8%出现平稳过渡段,然后继续增加,而内摩擦角却几乎保持不变,说明水泥可以很好地改善土体强度,水泥固化土抗剪强度的重要指标是黏聚力。因此,采用水泥来加固土体,可以大大改善土体的力学性能,选取水泥掺量5%作为最佳配比,最经济合理。     

生活垃圾填埋场渗滤液防渗浆材的实验研究

通过正交实验研制出了一种低渗透系数并对污染物有一定吸附阻滞作用的黏土基浆材,用于城市生活垃圾填埋场渗滤液防渗工程。该浆材配方为:膨润土20%～30%、水泥15%～25%、粉煤灰20%～25%、纯碱1.0%～1.4%、稀释剂FCLS加量0.35%～0.75%,余之为水。该浆材结石率大于99.6%,固结体28d渗透系数小于0.8×10-7cm/s,无侧限抗压强度小于2.0MPa,浆材固结体对CODCr、BOD5、铵态氮和磷的吸附阻滞率达到了82%以上,对Hg、Pb等重金属离子阻滞率在99%以上。     

石灰和水玻璃改良粉土的水稳定性试验研究

通过对泰州某地区粉土添加不同比例的石灰和水玻璃来研究其水稳定性,试验结果表明:在石灰掺量为1%时,改良土的水稳定性极差,浸水24 h后完全崩解,提高石灰掺量或水玻璃掺量均能提升粉土的水稳定性,增加石灰掺量对粉土水稳定性的提高更加显著;石灰掺量相同时,水玻璃掺量越高,石灰和水玻璃改良土的毛细吸水速率越快,水玻璃掺量一定时,石灰掺量越高,石灰和水玻璃改良土的毛细吸水速率先减小后增大;石灰掺量为1%时,改良土的抗冲蚀性能较差,试样冲蚀4 h后破坏较为严重,提高石灰掺量能有效提升土体的抗冲蚀性能。     

PVA对半柔性路面材料低温性能改善及机理研究

将聚乙烯醇PVA以不同聚胶比(P/B)掺入水泥基灌浆材料中,研究PVA掺量对水泥基灌浆材料抗折强度、抗压强度以及弯曲应变的影响,并进一步确定最佳的PVA掺量;其次对比分析最佳掺量、未掺PVA两种灌浆材料对半柔性路面材料低温性能的影响;最后通过红外光谱试验分析PVA对水泥基灌浆材料的改性机理。结果表明:与PVA-1988相比,PVA-2099可显著提高水泥基灌浆材料抗折、抗压强度,但两种PVA均可改善水泥基灌浆材料的弯曲变形能力,掺量宜为0.1%~0.5%;与未改性水泥基灌浆材料相比,0.1%掺量的PVA-2099可显著提高半柔性路面材料的低温弯拉应力、最大弯曲应变,增幅分别为46.33%、11.92%;PVA改性水泥基复合材料水化主要经历水化交联、填充密实、固结硬化3个阶段,且PVA在自身形成网状结构的同时,又与水泥水化产物发生化学键合形成醋酸钙,提高材料整体强度及变形能力。     

生物聚合物对高含水量淤泥压缩渗透特性的影响

生物聚合物可以有效改善土体的力学性质。为评估生物聚合物改性淤泥在实际工程中的应用前景,研究黄原胶(XG)、海藻酸钠(SA)、阳离子瓜尔胶(GG)对高含水量淤泥压缩性和渗透性的影响。通过一维渗透固结试验,探究生物聚合物种类及掺量对土体结构屈服应力、压缩指数、渗透系数等指标的影响。同时,通过电镜扫描(SEM)和压汞试验(MIP),分析生物聚合物改性高含水量淤泥的微观机制。结果表明,生物聚合物改性淤泥中的黏土-聚合物网络结构使其压缩性降低。随着掺量的增加,改性淤泥结构屈服应力增大,压缩性减小。当竖向有效应力大于结构屈服应力时,改性淤泥C_c显著增大,且随着掺量的变大而提高。生物聚合物改性淤泥渗透性明显降低,所用聚合物中XG的效果最显著,在1.5%掺量时达到两个数量级。     

腐殖酸和富里酸对碱式硫酸镁水泥性能的影响

讨论了腐殖酸和富里酸在不同掺量下对碱式硫酸镁水泥的影响。研究结果表明,随着腐殖酸和富里酸掺量的增加,水泥基体的流动性逐渐增强,初凝和终凝时间相对延长。此外,腐殖酸和富里酸在较低掺量下对水泥的强度影响较小。具体而言,当腐殖酸掺量在0.3%和0.5%之间时,抗压抗折强度逐渐增加;然而,当掺量达到0.7%、0.9%和1.1%时,强度则呈逐渐降低的趋势。相比之下,富里酸在0.3%掺量以下时,抗压抗折强度呈上升趋势,但掺量在0.5%及以上时,强度逐渐减小。通过对微观结构的观察,发现在0.5%的腐殖酸和富里酸掺量下,水泥基体密实,孔隙较小,颗粒间排列相对有序;而在1.1%的腐殖酸掺量下,氧化镁颗粒减少,裂缝增多,颗粒之间相对较松散。总体而言,两种酸对碱式硫酸镁水泥的影响主要体现在对5·1·7相的抑制,导致碳酸镁含量上升,从而引起水泥基体的劣化。     

PE纤维掺量对水泥基复合材料力学性能的影响

针对PE纤维掺量对水泥基复合材料力学性能的影响,开展不同PE纤维掺量下水泥基复合材料的抗压强度、抗折强度、弯曲韧性、直接拉伸性能的试验研究,分析PE纤维水泥基复合材料的开裂模式,通过环境扫描电镜观察和分析薄板弯曲试验中PE纤维的破坏模式。研究表明,不大于2%的PE纤维掺量对水泥基复合材料的抗压强度没有明显改变;当PE纤维掺量大于1%后,PE纤维水泥基复合材料薄板在弯曲荷载作用下表现出极强的韧性特征和变形能力;当纤维掺量大于1.5%时,在直接拉伸荷载作用下PE纤维水泥基复合材料表现出显著的应变硬化特征,并且呈现多缝开裂的稳态破坏模式.     

水泥掺量对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

对不同水泥掺量(0～5%)的乳化沥青冷再生沥青混合料进行了力学及路用性能测试研究。结果表明,掺加一定用量的水泥能显著影响乳化沥青冷再生混合料的力学和路用性能。随着水泥掺量的增加,其混合料的力学性能、高温稳定性及抗水损害能力随之提高,具有明显的规律;而低温性能呈现先增加后降低的变化特性,当水泥掺量为1.5%时,冷再生混合料具有最佳低温抗裂能力。     

大掺量粉煤灰路面基层专用水泥的制备与性能

研究了一种大掺量的具有缓凝微膨胀性的路面基层稳定专用水泥,分析了石膏掺量、粉煤灰掺量对该种水泥的强度和凝结时间的影响。研究表明:这种水泥具有凝结时间长的特点,随着石膏掺量的增加,水泥的凝结时间和强度都有一个最大值,石膏的用量控制在SO3含量4.0%左右为宜,粉煤灰掺量增加,水泥的凝结间延长,强度逐渐降低,当掺量大于50%后,水泥的水化过程明显延缓。这种水泥的胶砂强度比32.5级水泥略低,但采用这种水泥稳定粒料的强度比采用通用水泥稳定粒料的强度有明显提高,达到相同的设计强度可以节省水泥用量15%左右。