粉煤灰和铁尾矿砂对混凝土抗压强度及微观结构影响试验研究

本文以粉煤灰及铁尾矿砂掺量为变量进行混凝土抗压强度试验，得到粉煤灰及铁尾矿砂对混凝土抗压强度的影响规律，结合氮吸附法和扫描电镜法等微观分析方法探究粉煤灰及铁尾矿砂对混凝土微观孔隙及形貌结构的作用机理，旨在为工业废弃物粉煤灰和铁尾矿砂在混凝土中的再利用提供理论基础。试验结果表明：混凝土的抗压强度随铁尾矿砂掺量的增加呈现先增强后减弱的变化规律，当铁尾矿砂掺量为30%时，抗压强度达到峰值，此时强度较未掺入时增强5%,增强效果有限；掺入粉煤灰后混凝土的抗压强度得到显著提升，并且随着尾矿砂替代率的提升，粉煤灰的增幅效果逐渐加强，粉煤灰的掺入弥补铁尾矿砂活性不足的缺点。在15%粉煤灰、30%铁尾矿砂掺量时，抗压强度达到最大值，此时强度较普通混凝土增幅12.9%。     

聚丙烯纤维水泥土强度增长机理分析

为了研究聚丙烯纤维掺量对水泥土强度增长机理的影响,分别进行了不同聚丙烯纤维掺量下的水泥土无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和电镜扫描试验,得到了聚丙烯纤维水泥土无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度的变化规律,分析了能量演化特征和内部微观结构。试验结果表明:随着聚丙烯纤维掺量的增加,水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和强度增益比均呈现先增大后减小的趋势,且离散程度整体较小。当聚丙烯纤维掺量为0.4%时,无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度达到最大值,分别为4.18 MPa和0.74 MPa,比素水泥土分别提高了13.28%和23.33%,强度增益比大于1;无侧限抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验中,总能量、弹性应变能均达到最大值,分别为0.072 1 MJ/m~3、0.063 7 MJ/m~3和0.004 04 MJ/m~3、0.003 37 MJ/m~3。耗散能在无侧限抗压强度试验中整体上呈现下降趋势,而在劈裂抗拉强度试验中却呈现先减小后增大的趋势。     

不同水泥土力学性能试验研究

对不同龄期和不同水泥掺量的5种水泥土试样进行了无侧限抗压强度试验,得到了5种不同水泥土在不同水泥掺量和不同龄期时的无侧限抗压强度值及不同水泥土力学性能的规律。试验表明,水泥土在一定的水泥掺量范围内其抗压强度增加显著,超过此范围后,抗压强度增加幅度有限。水泥土龄期60d以前,水泥土强度增长较快,龄期60d后水泥土强度虽有所增加,但增长幅度不大。同时,对试验结果进行了回归分析,得到了不同龄期水泥土无侧限抗压强度的推算公式及水泥土无侧限抗压强度与水泥掺量、不同龄期水泥土无侧限抗压强度之比与水泥掺量之比和不同水泥掺量水泥土无侧限抗压强度之比与龄期之比间的推算公式。     

水泥土无侧限抗压强度的试验研究

分析了土的塑性、水泥和外加剂掺量对水泥无侧限抗压强度的影响。试验结果表明,水泥土无侧限抗压强度随土的塑限增大而先减小后增大,随着水泥掺量的增加,水泥土无侧限抗压强度有明显增长,掺了减水剂的水泥土的7 d强度有所增加,但以后强度几乎没有增长。     

双掺粉煤灰硅粉对水泥土抗压强度影响试验研究

以吉林省延吉市砂土作为研究对象,对双掺硅粉—粉煤灰水泥土进行了无侧限抗压强度试验,分析不同粉煤灰、硅粉掺量以及各龄期对硅粉—粉煤灰水泥土抗压强度的影响,结果表明:随粉煤灰与硅粉掺量的增加,水泥土后期强度基本呈增大趋势,随着粉煤灰掺量的增加,早期抗压强度逐渐减小,后期抗压强度则明显提高,掺硅粉不仅显著改善水泥土早期抗压强度,且明显提高其后期抗压强度。     

聚乙烯醇改性混杂纤维水泥土强度特性分析

为研究聚乙烯醇(PVA)对纤维水泥土强度的影响规律和作用机制,将占水泥质量2%,5%,10%的PVA分别与聚丙烯纤维水泥土、玻璃纤维水泥土及二者混杂纤维水泥土混合均匀,共配制16组试样进行无侧限抗压强度试验,并采用扫描电镜(SEM)观察PVA掺入后水泥土的形态特征。结果表明,掺入2种纤维均可显著提高水泥土无侧限抗压强度。PVA掺量对纤维水泥土的强度有重要影响,随PVA掺量的增加,纤维水泥土无侧限抗压强度先增加后减小。在PVA掺量为5%时纤维的加筋作用达到最优,此时无侧限抗压强度最大。水泥及PVA的水化产物使纤维表面粗糙,从而改善界面的黏结特性; 2种纤维的混杂在一定程度上增加了水泥土的无侧限抗压强度,表现出一定的混杂效应,掺入PVA会对混杂系数产生重要影响。     

芦苇秸秆纤维水泥土无侧限抗压强度的试验研究

文中研究了芦苇秸秆纤维长度、纤维掺量、水泥土龄期等因素,及其对芦苇秸秆水泥土的无侧限抗压强度的影响。试验结果表明：芦苇秸秆纤维的掺入可提高水泥土的无侧限抗压强度,在水泥掺入比为15%的情况下,芦苇秸秆水泥土的最优加筋条件为纤维长度5mm、纤维掺量0.1%;当纤维长度大于5mm或纤维掺量大于0.1%时,芦苇秸秆水泥土的无侧限抗压强度均呈下降趋势;芦苇秸秆纤维水泥土无侧限抗压强度的早期增长速度大于后期,芦苇秸秆纤维的掺入有利于水泥土早期无侧限抗压强度的增长。     

聚丙烯纤维与水泥固化广州南沙软土的试验研究

为了改善水泥固化软土存在的不足,采用聚丙烯纤维-水泥对广州南沙软土进行固化,分析探讨了纤维水泥固化土的受压破坏方式以及纤维掺量、纤维长度、水泥掺量、龄期对纤维水泥固化土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:在水泥土中掺入纤维能在一定程度上提高其无侧限抗压强度,且在一定范围内,无侧限抗压强度随纤维掺量和纤维长度的增加而增大;纤维水泥土中水泥的最优掺量为12%;纤维水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大,并且早期强度增长较快,后期增长较慢并趋于稳定;纤维能增加水泥土的抗拉强度,减少水泥土试样破坏时的裂缝宽度和数量,改善它们的脆性破坏形式。     

玻璃纤维水泥土强度及抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

通过无侧限抗压强度试验,探究水泥、粉煤灰、玻璃纤维掺量、硫酸盐侵蚀对水泥土抗压强度的影响规律。研究发现:水泥掺量与水泥土抗压强度成正比关系。粉煤灰掺量适当时(不超过6%)可以提高水泥土抗压强度,粉煤灰对水泥土强度增长作用主要在于粉煤灰的微集料效应和活性效应。玻璃纤维掺量为0.2%时,水泥土抗压强度最高,玻璃纤维对水泥土强度的贡献主要在于玻璃纤维的加筋作用。受不同浓度Na2SO4溶液侵蚀作用后,随着侵蚀时间的延长,水泥土抗压强度均先提高后降低。     

硅粉对中低掺量水泥土早期强度的影响

以内蒙古河套地区粉质黏土为研究对象,通过对室内掺硅粉水泥土进行的无侧限抗压强度试验,探讨不同硅粉掺量、不同龄期对水泥土无侧限抗压强度的发展规律。试验研究表明:在水泥掺量一定的条件下,硅粉水泥土的无侧限抗压强度基本上是随龄期和硅粉掺量的增加而不断增加,可以明显地提高水泥土的强度。其中硅粉主要起微集料效应和形态效应。     

聚丙烯纤维掺量对水泥土强度特性的影响研究

水泥固化土中掺入聚丙烯纤维,可以对土体强度进行一定的改良。本文以聚丙烯纤维掺量为研究变量,掺入0%、0.1%、0.2%、0.4%的9mm长纤维和15%水泥,制备纤维水泥土,通过无侧限抗压强度试验和常规三轴试验,分析了聚丙烯纤维掺量对水泥土强度特性的影响。试验结果表明:纤维水泥土的无侧限抗压强度随纤维含量的增加而增强,纤维含量对纤维水泥土无侧限抗压强度的提高效果很明显。28d龄期掺入0.4%纤维的水泥土,其无侧限抗压强度是不掺纤维水泥土的1.60倍。纤维的掺入能提高水泥土的峰值应力和增大破坏应变,并且随纤维含量的增加,水泥土的粘聚力逐渐增大,而其内摩擦角却变化不大。纤维水泥土在受压过程中,纤维的掺入能够为土体提供一定的拉应力,从而能在一定程度上阻止试样裂缝的开展。     

玄武岩纤维和水泥加固河床淤泥土无侧限抗压强度的试验研究

通过研究玄武岩纤维长度分别为3,6,12,20,35 mm,纤维质量掺入量分别为0,0. 1%,0. 3%,0. 5%和0. 7%的条件下,养护龄期分别为7,14,28 d的纤维水泥土无侧限抗压强度,分析了纤维掺量、纤维长度及养护龄期对玄武岩纤维水泥加固河床淤泥土的力学性质的影响。试验结果表明:玄武岩纤维能有效提高水泥土抵抗变形的能力;纤维水泥土的无侧限抗压强度随着养护龄期的增加而提高;同一纤维长度条件下,随着纤维掺量的增加,纤维水泥土的无侧限抗压强度提高,但在同一纤维掺量的条件下,纤维水泥土的无侧限抗压强度随纤维长度的变化不明显。     

基于无侧限抗压强度试验的不同养护环境对水泥土强度影响研究

以福建省宁德市连城路（疏港路—学院路段）道路工程项目为依托,采用无侧限抗压强度试验系统研究了不同养护条件、不同水泥掺量、不同养护龄期对水泥土强度的影响。结果表明：当水泥掺量和养护龄期均相同时,试验箱中水泥土的无侧限抗压强度均小于标养箱;在同一水泥掺量下,试验箱和标养箱中水泥土的无侧限抗压强度均与养护龄期成正相关,即随着养护龄期的增加而增长,但其强度增长幅度随着养护龄期的增加逐渐降低;同一养护龄期下,不同养护条件下水泥土的无侧限抗压强度均随着水泥掺量的增加而增长,且试验箱和标养箱中试样的强度差值随着水泥掺量的增加逐渐加快。     

废弃混凝土-水泥土强度特性及固化机理研究

将拆除城市旧建筑物和构筑物时产生的废弃混凝土掺入水泥土中,研究废弃混凝土-水泥土无侧限抗压强度的影响因素及其固化机理。采用正交试验方法,进行水泥土配合比设计和室内无侧限抗压强度试验。试验研究表明:影响废弃混凝土-水泥土无侧限抗压强度的主次因素依次是龄期、水泥掺量、废弃混凝土掺量;在水泥土中掺入15%~20%废弃混凝土可以有效提高水泥土的无侧限抗压强度。由废弃混凝土-水泥土固化机理分析得到:水泥土强度增长的主要原因是水泥的水解和水化反应;水泥与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用进一步提高了水泥土的强度;废弃混凝土对水泥土强度增长的影响主要是填充效应和水化效应。     

基于NMR的地聚合物水泥土孔隙结构与动态力学特性研究

为研究养护龄期和偏高岭土(MK)掺量对地聚合物水泥土孔隙结构和动态力学特性的影响,借助分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验系统开展了地聚合物水泥土动态单轴冲击压缩试验,并结合核磁共振(NMR)和扫描电镜(SEM)等分析手段研究了地聚合物水泥土的孔径分布和微观形貌变化特征。结果表明:地聚合物水泥土的动态抗压强度随MK掺量的增加呈现先增大后减小的变化趋势,在MK掺量为2%时出现峰值;其动态抗压强度在7~14 d内增长较缓;地聚合物水泥土的T2分布曲线呈双峰型,以主峰所占面积为主,掺2%的MK能够有效改善孔隙分布,促进小孔隙向微孔隙转化;随着孔隙率的增加,地聚合物水泥土的动态抗压强度呈指数下降;MK掺量为2%时,地聚合物水泥土内部孔隙大幅度降低,水化产生的胶凝材料能够起到填充孔隙和连接土颗粒的作用。     

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。     

基于正交试验设计的植被水泥土性能影响因素研究

为优化植被水泥土配合比,采用正交试验设计方法,选取水泥、酸碱调节剂和有机质3个因素,通过极差分析法和植物生长试验,研究了各因素水平对植被水泥土无侧限抗压强度和pH值的影响。结果表明,水泥是影响植被水泥土性能的最主要因素,水泥掺量越大,植被水泥土的无侧限抗压强度越高,但pH值也随之增大;酸碱调节剂和有机质是影响植被水泥土性能的次要因素,酸碱调节剂可明显降低植被水泥土的pH值,植被水泥土无侧限抗压强度随着有机质掺量增加而降低;适宜植物生长的植被水泥土最佳pH值范围为5.5～8.0。     

海相淤泥水泥土力学性能室内试验研究

为了进一步了解淤泥水泥土的特性以及为软基施工提供数据参考,通过选取水泥搅拌桩施工现场具有代表性的海相淤泥为研究对象,对不同水泥掺量和养护龄期下的水泥土无侧限抗压强度、压缩试验及渗透试验展开研究,最终得到水泥土的各项力学特性指标,并初步探讨了无侧限抗压强度与渗透系数和压缩系数之间的相关性。结果表明：水泥土无侧限抗压强度和压缩模量随养护龄期增长和水泥掺入量的增大逐渐增加,而水泥土的压缩系数和渗透系数则逐渐降低。水泥土无侧限抗压强度在0.5～2 MPa范围时,渗透系数和压缩系数随无侧限抗压强度的增大而迅速降低;无侧限抗压强度达到2 MPa以上后,变化幅度趋缓。     

碱渣固化锌污染土的工程性质试验研究

采用无侧限抗压试验、淋滤试验等方法,对碱渣固化锌污染土的工程性质、淋滤特性进行了研究。通过试验研究得到以下结论:无侧限抗压强度随着锌离子浓度的增加呈下降趋势;无侧限抗压强度随着碱渣掺量的增加先增大后减小,在碱渣掺量为30%时得到最大值。     

碳纤维水泥土的力学性能试验研究

为了验证将短切碳纤维掺入水泥土的可行性,明确纤维掺量和纤维长度对水泥土的无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律,制备了水泥土试块,并对水泥土试块进行了无侧限抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验。通过试验证明了在水泥土中掺入短切碳纤维的可行性。所得试验结果表明：在水泥土中掺入短切碳纤维能提高其无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度,并且随着纤维掺量和纤维长度的增加均呈现先增大后减小的趋势。碳纤维的加入对水泥土试块的早期无侧限抗压强度和早期劈裂抗拉强度提高效果更佳,对其劈裂抗拉强度的提升效果要优于对无侧限抗拉强度的提升效果。在水泥土中掺入短切碳纤维能提高其峰值强度、残余强度、韧性和延性,并且在提高残余强度、韧性和延性方面更加显著,能使水泥土的破坏由脆性破坏变为延性或塑性破坏,增大了其形变范围。在试验所约定的配合比等条件下,可得28d龄期水泥土的最佳纤维掺量为4‰,最佳纤维长度为12mm。