赤泥-粉煤灰稳定煤矸石基层强度特性及机理

以赤泥、粉煤灰、脱硫石膏及一种碱性固体废弃物外加剂为胶凝材料,煤矸石为骨料,制备得到环境友好型全工业固废路面基层混合料（RFDC）.研究了4个龄期（7、28、56、90 d）下,不同粉煤灰掺量RFDC无侧限抗压强度（f_UCS）和劈裂抗拉强度（f_STS）的发展规律,分析了抗压试件和劈裂抗拉试件的破坏形态,探讨了固废胶凝材料中3种氧化物摩尔比与RFDC 7 d f_UCS的相关性,揭示了RFDC的强度形成机理.结果表明：当粉煤灰掺量为15%时,RFDC的力学性能最佳,抗压试件为典型的中心抗压破坏,劈裂抗拉试件为煤矸石粗集料破坏;固废胶凝材料的n（CaO）/［n（SiO₂）+n（Al₂O₃）］值与RFDC 7 d f_UCS的相关性最高;钙矾石（AFt）、水化硅（铝）酸钙（C-（A）-S-H）凝胶及沸石类物质等水化产物是RFDC强度的主要来源.     

过硫磷石膏矿渣水泥混凝土耗酸量控制方法研究

过硫磷石膏矿渣水泥混凝土中硅酸盐水泥的掺量对其性能影响极大,掺量过高后期强度将大幅度下降,掺量过低早期强度将会很低。该文通过试验发现:控制过硫磷石膏矿渣水泥混凝土中PSC浆的耗酸量,可以有效控制过硫磷石膏矿渣水泥混凝土中硅酸盐水泥的适宜配比,显著提高过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的性能。过硫磷石膏矿渣水泥混凝土中的PSC浆滤液耗酸量应控制0.10~0.25mmol/g之间。     

混杂纤维/束高强混凝土的抗冻性

为提高混凝土的抗冻性及促进工业废料的应用,利用快冻法对混凝土试件进行冻融试验,测试冻融前后试件的相对动弹性模量（E_r）和抗压强度,研究单掺玄武岩纤维束（BMF）、双掺短切玄武岩纤维（CBF）和BMF以及在双掺的较优配比基础上继续掺加硫酸钙晶须（CSW）对高强混凝土抗冻性能的影响.结果表明：素高强混凝土（PC）在经历150次冻融循环后的E_r值为52.4%,视为冻融破坏;单掺、双掺和三掺均提高了高强混凝土的抗冻性,三掺的效果最好;当BMF体积分数为0.30%、CBF掺量为0.15%、CSW掺量为水泥质量的3%时,高强混凝土试件（CSW3CBF0.15BMF0.3）的抗冻性最佳,经历300次冻融循环后的E_r值为86.6%,仍未冻融破坏;试件CSW3CBF0.15BMF0.3在经历150次冻融循环后的抗压强度损失率仅为2.5%,远低于PC（30.9%）;CSW、CBF和BMF发挥混掺效应,多尺度阻止了高强混凝土的冻胀开裂.     

过硫磷石膏矿渣水泥混凝土安定性控制方法研究

硅酸盐水泥熟料掺量对过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的后期强度影响很大,熟料掺量过高,过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的后期强度将大幅度下降,甚至会造成安定性不良,使混凝土结构破坏。该文对过硫磷石膏矿渣水泥混凝土安定性的控制方法进行了探索,发现通常的水浸法不能在短期内检验过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的安定性。控制过硫磷石膏矿渣水泥混凝土7d强度增进率,可有效控制过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的后期强度,避免出现安定性不良现象。     

水泥稳定再生集料的性能及其影响因素研究

将再生集料(RCA)按0%,30%,60%和100%的掺量(质量分数,下同)替代天然碎石,设计了4种水泥稳定再生集料(CSRCA);用掺量为5%的水泥拌和后,成型了CSRCA试件.测试了CSRCA试件的击实特性、无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩性能、抗冲刷性能和抗冻性能,以研究CSRCA的路用性能变化规律及其影响因素.结果表明,RCA存在孔隙与微裂缝,强度低、吸水率大,导致CSRCA试件的最大干密度随RCA掺量的增加而降低,最佳含水量则逐渐增大;CSRCA试件的7,28d无侧限抗压强度和抗压回弹模量随RCA掺量的增加而增大,90d无侧限抗压强度和抗压回弹模量随RCA掺量的增加而降低;当水泥掺量为5%时,任意RCA掺量的CSRCA试件无侧限抗压强度均满足高等级公路基层的使用要求.CSRCA试件的7,28和90d劈裂强度随着RCA掺量的增加而增大.CSRCA试件的干缩性能、抗冲刷性能和抗冻性能均随着RCA掺量的增加而降低.RCA存在一定的未水化水泥颗粒和活性物质,能发生水化和火山灰反应,对CSRCA试件的早期强度有改善作用.     

预处理方式对过硫磷石膏矿渣水泥料浆性能的影响研究

通过4种不同的磷石膏预处理方式制得过硫磷石膏矿渣水泥,对比了预处理方式对过硫磷石膏矿渣水泥料浆工作性能及抗压强度的影响。结果表明：通过对磷石膏预处理后再制得的料浆在工作性能和抗压强度方面均有较大改善,其中方式3共同混磨处理后制得的过硫磷石膏水泥浆体流动性较高,可达到175 mm;方式4湿磨处理磷石膏后制得的浆体抗压强度提升较大,可达到35.7 MPa,提高了111.2%,但过度处理对强度提升作用不大。由XRD和SEM分析可知,预处理不会改变水化产物的种类。过硫磷石膏水泥的水化产物主要为钙矾石和C-S-H凝胶,同时还有未反应的石膏颗粒,试块的抗压强度与水化产物的组成及包裹覆盖磷石膏的程度有关,同时还受到结构致密度的影响。     

基于PSO-BPNN模型的氯氧镁水泥混凝土耐水性预测

为快速准确地获得具有优异耐水性氯氧镁水泥混凝土（MOCC）的配合比,设计了拓扑结构为4-10-2的粒子群优化（PSO）算法-反向传播（BP）神经网络（PSO-BPNN）模型.该模型的输入层参数为n（MgO）/n（MgCl₂）、粉煤灰掺量、磷酸掺量和磷肥掺量,输出层参数为MOCC的抗压强度和软化系数;模型数据集为144组,其中训练集数据为100组,验证集数据为22组,测试集数据为22组.结果表明：PSO-BPNN模型在MOCC抗压强度预测中的评价参数——决定系数R²=0.99、平均绝对误差S_MAE=0.52、平均绝对误差百分比S_MAPE=1.11、均方根误差S_RMSE=0.73;其在软化系数预测中的评价参数——R²=0.99、S_MAE=0.44、S_MAPE=1.29、S_RMSE=0.62;与BP神经网络（BPNN）模型相比,PSO-BPNN模型具有更强的双参数预测能力,可用于MOCC配合比的正向设计和反向指导.     

磷石膏改性生土材料试验研究

磷石膏是生产磷酸的工业副产品,文中采用磷石膏与粉煤灰、石灰及水泥对生土材料进行改性试验,通过浇筑成型制备试块。分别探究了单掺、双掺及复掺情况下对不同龄期试件的无侧限抗压强度的影响。结果表明:单掺水泥时,改性生土材料强度随掺量的增加而提高;复掺10%水泥,5%磷石膏时,改性生土材料抗压强度达到4.21MPa;复掺10%水泥,5%磷石膏,20%粉煤灰和5%石灰时,改性生土材料强度达到4.50MPa。磷石膏,粉煤灰和石灰的掺入能使得生土材料的抗压强度增大,经济效益提高。     

磷石膏综合稳定土力学性能及合理掺量研究

采用磷石膏与石灰、水泥综合稳定路基土,分别对石灰磷石膏稳定土与水泥磷石膏稳定土进行CBR试验、抗压回弹模量试验和7 d无侧限抗压强度试验,确定了磷石膏综合稳定路基土的推荐配合比。结果表明:石灰磷石膏稳定土和水泥磷石膏稳定土的CBR、抗压回弹模量和无侧限抗压强度均随着磷石膏掺量的增加而提高;石灰磷石膏稳定土中石灰掺量为5%～7%,且当石灰与磷石膏的质量比为1∶1.5时,水泥磷石膏稳定土中水泥掺量为4%～6%,且当水泥与磷石膏的质量比为1∶2时,混合料的力学性能和经济性最佳。     

沥青路面冷再生基层混合料试验研究

结合湖北宜昌荷当公路路面大修工程,对以水泥作为添加剂的沥青路面冷再生基层击实指标和7 d浸水无侧限抗压强度进行了试验研究,研究结果表明:水泥稳定沥青混合料的最佳含水率和最大干密度随着水泥掺量的增加而增大,且变化的趋势随着材料的不同而不同,掺水泥稳定原面层和基层混合料的击实指标比掺水泥稳定单一基层混合料的击实指标小;随着水泥掺量的增加,水泥稳定沥青混合料的无侧限抗压强度值逐渐增大,且随着水泥掺量的增加,抗压强度平均值和代表值增大的幅度逐渐减小;掺入水泥稳定原面层和基层混合料的无侧限抗压强度比掺入水泥稳定单一基层的混合料的抗压强度值要小;水泥掺量大于5.5%时,混合料的无侧限抗压强度达到路用标准。