激振搅拌对水泥稳定碎石与煤矸石抗压强度的影响

为研究激振搅拌工艺对水泥稳定煤矸石混合料性能的影响规律,以水泥稳定碎石为基准,对比分析普通搅拌与激振搅拌对不同水泥剂量的水泥稳定基层材料无侧限抗压强度的影响。结果表明：在干拌状态下增加激振工艺对基层混合料抗压强度的提升效果显著,在激振气压为0.4 MPa、激振干拌30 s后普通湿拌30 s条件下,混合料的7 d无侧限抗压强度达到最佳;激振搅拌对水泥稳定碎石、水泥稳定煤矸石混合料强度的平均提升幅度约为20%,对煤矸石混合料的强度提升更加显著,水泥剂量越少,提升幅度越大。SEM结果表明激振搅拌后混合料中的水化产物分布更加均匀,结构更加致密;经线性拟合计算,当水泥剂量为2.0%～7.0%(质量分数,下同)时,激振搅拌对于碎石混合料可节约8.9%～26.3%的水泥,对于煤矸石混合料可节约12.9%～30.8%水泥,且节约率与水泥剂量成反比。     

风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响

为了探讨风积沙替代细集料用于水泥稳定级配碎石基层的可行性,基于室内力学性能试验、干温缩变形试验、动水冲刷试验、间接拉伸疲劳试验和试验段跟踪检测,验证了不同风积沙掺量下水泥稳定级配碎石基层的力学强度、变形特性和耐久性能.结果表明,掺加风积沙对水泥稳定级配碎石混合料力学性能(无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度、单轴压缩模量)、变形特性(温缩变形、干缩变形)、水稳定性和耐久性有显著劣化影响,风积沙掺量越大,其对水泥稳定级配碎石混合料性能的劣化影响程度越严重,综合考虑水泥稳定级配碎石混合料的温缩性能、干缩性能和抗冲刷性能及疲劳耐久性,推荐最大风积沙掺量为6％.工程实践表明,将6％风积沙等质量替代细集料应用于水泥稳定级配碎石基层是可行的.研究成果对修筑风积沙水泥稳定级配碎石基层有一定参考价值和指导意义.     

PVA-铁尾矿砂混凝土抗折性能研究

为实现固废再生利用,将铁尾矿砂部分替代细骨料并掺入PVA纤维,制备出具有良好和易性的PVA-铁尾矿砂混凝土,通过标准抗折试验研究了不同铁尾矿砂替代率与PVA纤维掺量对混凝土抗折性能的影响。研究表明,PVA纤维掺量为0%和0.1%(质量分数,下同)时试件发生贯通型开裂脆性破坏,而PVA纤维掺量为0.2%和0.3%的试件破坏时裂缝宽度明显减小且未贯通。当铁尾矿砂替代率为30%、PVA纤维掺量为0.3%时,试件跨中挠度和抗折强度均达到最大值,较普通混凝土分别提高了22.04%和6.57%。当铁尾矿砂替代率超过30%时试件抗折强度和跨中挠度会显著下降。与单掺PVA纤维相比,混掺PVA纤维与铁尾矿砂的试件变形能力增强更明显。由XRD谱可知,30%铁尾矿砂替代率下试件中C-S-H凝胶与钙矾石生成量最多,能显著提高材料强度。     

掺建筑垃圾水泥稳定碎石材料路用性能研究

为保证掺建筑垃圾水泥稳定碎石材料路用性能,对不同建筑垃圾再生集料掺量的水泥稳定碎石进行了力学强度试验、冻融循环试验、抗冲刷试验和干缩试验。结果表明:水泥掺量≥4%时,各级配建筑垃圾掺量的水泥稳定碎石抗压强度满足路面基层要求,且抗冻性能良好,水泥稳定碎石冻融20次后BDR50%;在各级配水泥掺量下,60%建筑垃圾掺量的水泥稳定碎石劈裂强度最大,较未掺建筑垃圾的水泥稳定碎石劈裂强度至少提高了70%;水泥稳定碎石冲刷质量损失、干缩系数分别与建筑垃圾掺量正相关,且水泥掺量的增加有效改善了稳定碎石抗冲刷性,水泥掺量每增加1%,掺建筑垃圾的水泥稳定碎石质量损失平均降低了42%。     

磷石膏-铜尾矿砂混合料的土工性能及微观机理研究

为实现固废资源大宗利用及“以废治废”的目的,将磷石膏与铜尾矿砂拌和制备成混合料,外掺水泥用于公路路基填筑。通过对混合料进行土工性能试验,探索磷石膏与铜尾矿砂的质量比对混合料土工性能的影响,结合现代分析测试方法,对混合料的硬化机理及微观变化进行研究。结果表明:磷石膏液限较高而铜尾矿砂强度特性较低,两者都无法单独作为路基填筑材料使用,当磷石膏与铜尾矿砂按质量比4∶6混合使用时,混合料的土工性能较佳;混合料硬化是水泥水化导致的,水化产物中的钙矾石、C-S-H凝胶等能够填补混合料颗粒间隙,形成紧密集合体,致使混合料硬化。     

振动搅拌技术在水泥稳定碎石基层施工中的应用

为研究振动搅拌技术对水泥稳定碎石性能的影响,本文分析了振动搅拌的作用机理,从混合料拌制、混合料运输、基层摊铺、基层碾压、接缝处理、养生作业等多个环节,分析了水泥稳定碎石基层施工中振动搅拌技术要点,梳理工艺流程,提出关键工序的技术要点。旨在依托振动搅拌技术构建更加高效、合理的水泥稳定碎石基层施工体系,为现场作业提供明确的技术指导,也为公路工程提供技术助力。     

不同措施对水泥稳定碎石混合料性能的影响

通过开展抗压回弹模量测试、强度测试、收缩性能测试和耐久性能测试,研究了采用振动拌和技术、掺加玄武岩纤维、掺加膨胀剂以及提高水泥用量四种措施对水泥稳定碎石混合料性能的提升效果,并基于多因素方差分析评价了不同技术措施对水泥稳定碎石混合料各项性能的影响程度。结果表明,这四种措施对水泥稳定碎石混合料性能具有显著影响,增大水泥用量对其强度、抗压回弹模量和耐久性提升效果最为显著,但对抗收缩开裂性能不利。掺加膨胀剂和玄武岩纤维可以显著改善水泥稳定碎石混合料的干缩性能,与31 d龄期的基准水泥稳定碎石混合料相比,干缩系数分别降低57.7%和18.8%。     

聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能研究

为研究掺聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能,首先根据聚乙烯醇纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响规律,确定纤维最佳掺量和长度。基于间接拉伸疲劳试验和Weibull分布,对其疲劳寿命测试结果进行分析并建立疲劳方程。结果表明,聚乙烯醇纤维最佳掺量和长度为0.06%(质量分数)和24 mm;在最佳掺量和长度下,与未掺加纤维的水泥稳定碎石材料相比,聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的无侧限抗压强度提高约24%,劈裂强度提高约26%;对比不掺纤维的水稳碎石材料,其疲劳寿命也呈显著优势,当水泥用量为4%(质量分数)时,掺聚乙烯醇纤维与不掺纤维水泥稳定碎石斜率b之比为0.94~0.99,截距a之比为1.06~1.23。     

玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响

通过开展一系列劈裂强度测试、无侧限抗压强度测试和弯拉强度测试,研究了玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的增强作用。龄期为7 d的混合料劈裂试验表明,玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石的劈裂强度具有显著的增强效果,其中长度为18 mm的纤维对混合料劈裂强度的增强效果优于12 mm、24 mm的纤维。掺加长度18 mm玄武岩纤维的水泥稳定多孔玄武岩碎石,其劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度等随着纤维掺量增加先增大后减小;当掺量为碎石质量的0.10%时,纤维对混合料各项力学性能的增强效果最好;随着养护龄期的延长,混合料力学性能不断提升。研究表明掺加玄武岩短切纤维可提高水泥稳定多孔玄武岩碎石的路用性能。     

铁尾矿砂砂浆力学性能和收缩性能研究

测试了铁尾矿砂的颗粒级配、细度模数、石粉含量及密度等基本性能,用铁尾矿砂取代不同量的天然砂制备砂浆,研究其对砂浆工作性能、力学性能、吸水性能及收缩性能的影响.实验结果表明:铁尾矿砂砂浆减水剂饱和掺量点与天然砂砂浆相同,铁尾矿砂砂浆流动度经时损失速度大于天然砂砂浆;铁尾矿砂的掺入会降低砂浆的流动性,增加砂浆的表观密度,提高砂浆的抗折强度与抗压强度,随着铁尾矿砂取代量增大,砂浆不同龄期的干燥收缩率显著增大.     

水泥稳定碎石早期损伤自愈合疲劳特性试验研究

为了使水泥稳定碎石基层微裂技术在实际工程应用中的理论依据得到进一步完善,对水泥稳定碎石早期损伤自愈合疲劳性能进行全面和深入的研究.使用振动压实仪成型水泥稳定碎石梁式试件,并在不同微裂时间对梁式试件进行不同程度的微裂;在龄期为90d时,通过弯拉强度试验和疲劳试验测定微裂前后水泥稳定碎石材料的弯拉强度和疲劳寿命次数,并对试验结果进行分析.研究微裂后水泥稳定碎石材料早期损伤自愈合疲劳寿命的变化规律,并且应用Weibull分布建立了水泥稳定碎石微裂疲劳方程.研究结果表明:微裂前后的水泥稳定碎石材料疲劳寿命随应力水平增加均呈现出线性递减的规律;微裂程度为20％和30％时,水泥稳定碎石材料的疲劳寿命与未微裂时水平基本一致,微裂程度为40％的水泥稳定碎石材料的疲劳寿命相对降低,但仍在使用要求范围内;微裂时间对疲劳试验结果无显著性影响.     

早强剂对水泥稳定碎石材料干缩特性试验研究

以研究水泥稳定碎石路用材料的干缩特性为目的,在稳定碎石材料中掺入5%的水泥,再按水泥用量的0%、8%、10%、12%、14%、16%的早强剂(ESE-1型)替换水泥,研究不同早强剂掺量的水泥稳定碎石材料的失水率、干缩应变、干缩系数、失水率与干缩应变的关系.研究结果表明:早强剂能够降低材料的失水率、干缩应变、干缩系数,其中早强剂掺量为16%的材料抗干缩能力最强.故早强剂在提高材料早期强度和加快道路施工速度的同时,能够提高水泥稳定碎石材料的抗干缩能力,改善水泥稳定碎石材料因干缩造成的早期病害.     

尾矿制备气泡混合轻质土的力学与抗冻性能研究

以尾矿制备气泡混合轻质土,研究了湿密度和尾矿质量掺量对轻质土力学和抗冻性能的影响,并研究了尾矿对轻质土气孔结构的影响。结果表明,气泡混合轻质土的抗压强度与湿密度成正相关,与尾矿掺量成负相关。当尾矿掺量达到45%(质量分数,下同)时,湿密度为700 kg/m³和800 kg/m³的轻质土抗压强度分别为0.97 MPa和1.40 MPa,相比未掺尾矿的轻质土强度分别下降约69%和66%。尾矿制备气泡混合轻质土具有良好的抗冻性,30次冻融循环中,湿密度为700 kg/m³尾矿掺量为0%~45%的轻质土抗压强度损失率均在15%以内,且抗压强度均大于0.80 MPa,提高湿密度等级可以进一步改善轻质土的抗冻性。尾矿的掺入会导致轻质土孔隙率和平均孔径增大,孔圆度降低,相比于未掺尾矿的轻质土,当尾矿掺量达到30%时,孔隙率增大3.58%、平均孔径增大16.7%、圆度值增加7.4%。     

铁尾矿陶粒混凝土的制备与性能分析

用铁尾矿陶粒替代普通混凝土天然粗骨料,根据《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ/T 12—2019)设计配合比,制备LC30~LC40的铁尾矿陶粒混凝土。测定和计算其力学性能、耐久性、经济性,并与普通混凝土作对比。结果表明,铁尾矿陶粒混凝土能够满足《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ/T 12—2019)中LC30配制强度,其强度与水胶比的相关性较普通混凝土弱,抗折强度和弹性模量分别仅有普通混凝土的60%和65%左右,但抗氯离子渗透能力和抗冻性能显著优于普通混凝土。本文研究了铁尾矿陶粒用于制备轻骨料混凝土的可行性和其混凝土的综合性能,为下一步装配式构件设计提供数据支撑,间接解决了陕南地区铁尾矿循环利用的问题。     

铁尾矿-钢渣集料微表处混合料路用性能及耐久性试验研究

针对微表处路面耐久性不足、尾矿综合利用率低以及钢渣长期堆放造成环境污染等一系列问题,讨论了不同粒径钢渣及铁尾矿替代传统优质集料的可行性,利用材料分析技术及物理力学性能测试,揭示了不同粒径钢渣及铁尾矿的材料特征,制备了铁尾矿-钢渣集料微表处混合料。以混合料的黏聚性、耐磨耗性能、水稳定性、抗滑性能及抗车辙性能作为评价指标,分别采用黏聚力试验、湿轮磨耗试验、冻融循环湿轮磨耗试验、长期抗滑性能试验及轮辙变形试验对铁尾矿-钢渣集料微表处混合料的耐久性进行评价。结果表明:铁尾矿和钢渣对微表处混合料的耐磨耗性能、长期抗滑性能以及抗车辙性能具有显著增强作用;铁尾矿的掺入会对混合料黏聚性和抗水损害性能产生不利影响,且在20%(质量分数)掺量时加剧,但钢渣的掺入可以有效改善铁尾矿导致的黏附性差的问题;使用钢渣粗集料替代传统集料,同时掺入15%(质量分数)的铁尾矿细集料可以有效提升微表处路面的耐久性,从而延长微表处路面的使用寿命。     

水灰温度对寒区水泥物理力学性能影响的试验研究

为了解水泥出罐温度对水泥早期物理力学性能的影响,通过控制水泥使用温度及拌和用水温度,进行了12组水泥标准稠度用水量试验及16组水泥胶砂强度试验,结果表明,随着水泥出罐使用温度的升高,使用常温水(17℃)和冷水(5℃)的水泥标准稠度用水量都会增加,但使用冷水时标准稠度用水量相对较小;水泥早期力学性能也会随着出罐使用温度的升高而降低,但冷水拌和时具有更高的早期力学性能;在水泥试件长期养护条件下,拌和水温及水泥出罐使用温度对水泥的力学性能影响不明显。寒区工程中,当水泥出罐使用温度过高时,可使用温度较低的地下水进行拌和,以避免水泥拌和物过于干燥并有效提高水泥早期力学性能。     

免烧淤泥砖的设计制备优化及抗冻性能研究

系统研究了石灰掺量、水泥掺量、养护温度和时间对淤泥免烧砖力学性能的影响,优化了淤泥免烧砖的设计制备。在此基础上,探讨了淤泥免烧砖的抗冻性能。结果表明：30％～40％的石灰掺量可使淤泥-石灰免烧砖有较高的强度;而增强相水泥的掺量越高,淤泥-石灰-水泥系统免烧砖力学性能和抗冻性能越佳;综合考虑生产、经济因素,养护温度在80℃为佳。