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三元工业废渣协同水泥固化土的基本特性和机理分析

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长江科学院院报 2024年第6期41卷 122-129页

作者：张洁雅杨帆曹家玮董晓强太原理工大学土木工程学院太原030024 太原理工大学土木工程防灾与控制山西省重点实验室太原030024

为了资源化利用工业固废的胶凝活性以求减少水泥使用量,设置10%和20%两种固化剂总掺量,并以纯水泥固化土作为对照组,将赤泥、电石渣和磷石膏3种工业废渣部分代替35%、45%、55%的水泥。研究每种配比方案下固化土的强度、电阻率、抗渗性... 详细信息

为了资源化利用工业固废的胶凝活性以求减少水泥使用量,设置10%和20%两种固化剂总掺量,并以纯水泥固化土作为对照组,将赤泥、电石渣和磷石膏3种工业废渣部分代替35%、45%、55%的水泥。研究每种配比方案下固化土的强度、电阻率、抗渗性和浸出液pH值变化规律,并结合SEM、FTIR和XRD谱图揭示三元工业废渣协同水泥固化土的微观机理。结果表明:工业废渣代替水泥存在最优替代率问题,当固化剂总掺量为10%和20%,且三元废渣占比水泥固化土,废渣占比达到55%时力学强度低于纯水泥固化土,且固化剂总掺量和养护龄期越大强度越高;无损化的电阻率测试技术对于强度的预测具有较高精度,浸出液的pH值随龄期的增大而降低,含废渣固化土的pH值低于零废渣固化土,不同掺量和龄期固化土的pH值均小于腐蚀性鉴别限值;三元废渣协同水泥固化土的抗渗性优于零废渣水泥固化土。微观试验结果表明固化土中生成了钙矾石、水化硅酸钙和碳酸钙等水化产物,三元工业废渣掺入能产生更多的胶结物,使固化土结构更加致密。

关键词：三元工业废渣水泥固化土微观机理固化剂强度电阻率抗渗性浸出液pH值

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低掺量水泥固化土的力学特性及微观结构

浙江大学学报（工学版） 2021年第3期55卷 530-538页

作者：孙海超王文军凌道盛浙江大学岩土工程研究所软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙大宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100 浙江大学宁波研究院浙江宁波315100

针对某滩涂淤泥,开展不同淤泥初始水的质量分数、不同水泥掺量的固化土无侧限抗压强度试验、一维压缩试验以及扫描电镜试验,研究低掺量水泥固化土的力学特性与微观结构特征,探讨其与常规掺量固化土的差异.结果表明:分界水泥掺量、最低... 详细信息

针对某滩涂淤泥,开展不同淤泥初始水的质量分数、不同水泥掺量的固化土无侧限抗压强度试验、一维压缩试验以及扫描电镜试验,研究低掺量水泥固化土的力学特性与微观结构特征,探讨其与常规掺量固化土的差异.结果表明:分界水泥掺量、最低水泥掺量与淤泥初始水的质量分数的线性关系明显;与常规掺量固化土相比,低掺量固化土的强度增长明显较慢,压缩性降低较少;固结屈服应力随水泥掺量增加而增大,在较低掺量区,固结屈服应力与水泥掺量具有非线性关系;低掺量固化土屈服前、后的孔隙形态特征以及孔隙排列特征差异较大,当固结压力小于固结屈服应力时,孔隙未呈现出明显的定向性且排列较为混乱,当固结压力大于固结屈服应力时,随着荷载的增加,孔隙形状变得圆滑,复杂程度降低,孔隙排列逐渐趋向于有序.

关键词：水泥固化土力学特性分界水泥掺量固结屈服应力微观结构特征

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液相环境对水泥固化土抗压强度增长的影响

北京航空航天大学学报 2006年第8期32卷 983-987页

作者：宁建国黄新许晟北京航空航天大学土木工程系北京100083

对于同种土样形成的固化土,水泥掺量增加到一定程度后单位水泥量产生的固化土抗压强度增量会显著提高;物理性质相近的土样掺加等量的水泥后固化土抗压强度有显著的差异.为解释上述试验现象,测定了相应固化土孔隙液中主要离子的浓度,并... 详细信息

对于同种土样形成的固化土,水泥掺量增加到一定程度后单位水泥量产生的固化土抗压强度增量会显著提高;物理性质相近的土样掺加等量的水泥后固化土抗压强度有显著的差异.为解释上述试验现象,测定了相应固化土孔隙液中主要离子的浓度,并进行热力学计算.结果表明:水泥掺量较少时,固化土孔隙液中Ca(OH)2不饱和,单位水泥量水化生成的胶凝性物质量较少,故产生的固化土抗压强度增量也较小;当土样中水泥掺量达到一定程度后,固化土孔隙液中Ca(OH)2饱和,固化土中胶凝性物质能充分生成,单位水泥量产生的固化土抗压强度增量较大.物理性质相近的土样掺加相同的水泥量,固化土孔隙液中Ca(OH)2离子浓度不同,故而固化土抗压强度也不同.

关键词：水泥固化土抗压强度孔隙液离子浓度饱和度

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水泥固化土新材料在围埝堤心结构中应用研究

海洋工程 2007年第3期25卷 115-121页

作者：张敬叶国良朱耀庭天津大学建工学院天津300072 中交天津港湾工程研究院有限公司天津300222

采用水泥固化土作为新的充填材料,对于缺少砂土的天津港地区,不仅可以减少砂料长途运输,节省能源,降低工程造价,而且可以充分利用港池和航道开挖的淤泥质粘土。根据室内成型试验、现场监测与检测结果探讨了水泥固化土新材料的工程特性等... 详细信息

采用水泥固化土作为新的充填材料,对于缺少砂土的天津港地区,不仅可以减少砂料长途运输,节省能源,降低工程造价,而且可以充分利用港池和航道开挖的淤泥质粘土。根据室内成型试验、现场监测与检测结果探讨了水泥固化土新材料的工程特性等,为水泥固化土新材料在围埝堤心结构中应用打下了坚实的基础。

关键词：模袋水泥固化土围埝新材料

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水泥固化土抗裂性能评价研究

公路 2022年第6期67卷 325-331页

作者：张立群张学峰崔宏环余泽韬熊航河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室张家口市075000 河北建筑工程学院土木工程学院张家口市075000

水泥固化土为道路基层常用材料,干缩和温缩作用导致的收缩变形一直是影响道路基层稳定性和耐久性的主要因素,为了掌握水泥固化土收缩特征的变化规律,进行了一系列收缩试验。结果表明:水泥固化土在前15 d内干缩变形达到稳定状态的90%;温... 详细信息

水泥固化土为道路基层常用材料,干缩和温缩作用导致的收缩变形一直是影响道路基层稳定性和耐久性的主要因素,为了掌握水泥固化土收缩特征的变化规律,进行了一系列收缩试验。结果表明:水泥固化土在前15 d内干缩变形达到稳定状态的90%;温缩应变在负温区变动幅度较小,较高温度区域30℃左右达到峰值应变;干缩系数和温缩系数随水泥掺量增加显示不同的变化规律。针对现有抗裂性能评价指标的不足,提出了一种新的评价指标,并把该抗裂指标与现有抗裂指标进行计算、对比,发现此指标的计算结果更贴近半刚性材料抗裂性能的实测值,可为今后实际应用提供有利的参考。

关键词：水泥固化土干缩系数温缩系数抗裂指数

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纳米硅粉水泥固化土的工程特性试验研究

水利水电技术 2004年第1期35卷 87-90页

作者：朱向荣王文军浙江大学岩土工程研究所浙江大学宁波理工学院浙江宁波315100

将具有优异性能的纳米硅粉作为外加剂应用于水泥固化土.基于室内试验结果,分析了纳米硅粉水泥固化土的无侧限抗压强度特性,给出了相应的预测公式;探讨了纳米硅粉水泥固化土的变形模量变化规律,并对应力应变关系进行了抛物线拟合分析.研... 详细信息

将具有优异性能的纳米硅粉作为外加剂应用于水泥固化土.基于室内试验结果,分析了纳米硅粉水泥固化土的无侧限抗压强度特性,给出了相应的预测公式;探讨了纳米硅粉水泥固化土的变形模量变化规律,并对应力应变关系进行了抛物线拟合分析.研究表明,掺加纳米硅粉不仅能提高水泥固化土的中后期强度,而且能大幅度提高其早期强度.纳米硅粉对水泥固化土的改性效果十分显著.

关键词：纳米硅粉水泥固化土工程特性无侧限抗压强度外加剂

孔隙溶液盐分浓度对大连湾海相淤泥水泥固化土渗透性状影响研究

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硅酸盐通报 2018年第11期37卷 3587-3591页

作者：詹博博丁建文王恒王健华赵轮东南大学交通学院岩土工程研究所南京210096

通过对大连湾洗盐淤泥土、未洗盐淤泥土、固化淤泥土进行固结渗透试验研究孔隙溶液盐分浓度对重塑土和固化土渗透性状的影响,结果表明:在相同孔隙比时,大连湾重塑土及较低水泥掺量下的固化土渗透系数随孔隙溶液盐分浓度的降低而减小,最... 详细信息

通过对大连湾洗盐淤泥土、未洗盐淤泥土、固化淤泥土进行固结渗透试验研究孔隙溶液盐分浓度对重塑土和固化土渗透性状的影响,结果表明:在相同孔隙比时,大连湾重塑土及较低水泥掺量下的固化土渗透系数随孔隙溶液盐分浓度的降低而减小,最大减小了50%,而且随着孔隙比的减小,高盐分浓度与低盐分浓度的渗透曲线逐渐逼近甚至重合;另外得出,对于固化淤泥土,随着水泥掺量的增加,原泥中盐分对固化土渗透性状的影响逐渐减弱。

关键词：孔隙溶液盐分浓度海相淤泥水泥固化土渗透性

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季节性冻土区水泥固化土冻融损伤模型

工业建筑 2021年第5期51卷 158-163页

作者：崔宏环何静云张振寰杨兴然王小敬河北建筑工程学院河北张家口075000 北旺建设集团有限公司河北承德067000 河北省土木工程诊断改造与抗灾重点实验室河北张家口075000

为探究水泥固化土在冻融循环作用下的疲劳损伤发展规律,基于对比不同水泥掺量改良土的应力-应变关系曲线,定义了水泥土强度损伤破坏方式;结合冻融损伤试验结果,分析了冻融损伤内部缺陷产生和发展的过程;以弹性模量作为损伤变量,得到了... 详细信息

为探究水泥固化土在冻融循环作用下的疲劳损伤发展规律,基于对比不同水泥掺量改良土的应力-应变关系曲线,定义了水泥土强度损伤破坏方式;结合冻融损伤试验结果,分析了冻融损伤内部缺陷产生和发展的过程;以弹性模量作为损伤变量,得到了以弹性模量表征的水泥固化土冻融损伤模型;通过对试验数据的拟合,得到了各试验参数。采用其他地区不同试验条件下的试验结果对所建立的模型进行验证,结果表明,损伤模型可以很好地反映水泥固化土在冻融循环作用下的疲劳损伤扩展规律。

关键词：季节性冻土区水泥固化土冻融循环损伤模型

冻结水泥固化土SHPB实验及其冲击变形特性

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爆破 2020年第4期37卷 25-30页

作者：黄建华李宏李龙真严耿明叶剑波福建工程学院土木工程学院福州350118 地下工程福建高校重点实验室福州350118

为研究冻结水泥土的动态冲击力学性能,利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),分析了当水泥掺量为0%、9%和18%,冻结温度为-15℃、-25℃和-35℃,冲击气压为0.20 MPa、0.30 MPa和0.40 MPa时对冻结水泥土破坏特征的影响。试验结果表明:单轴动力状... 详细信息

为研究冻结水泥土的动态冲击力学性能,利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),分析了当水泥掺量为0%、9%和18%,冻结温度为-15℃、-25℃和-35℃,冲击气压为0.20 MPa、0.30 MPa和0.40 MPa时对冻结水泥土破坏特征的影响。试验结果表明:单轴动力状态下动态应力-应变曲线最多经历压密阶段、弹性阶段、塑性阶段、应变软化阶段和破坏阶段5个阶段;随着温度的降低以及冲击速度和水泥掺量的增加,试样黏塑性破坏特征逐渐减弱,试样破裂形成的碎块数量越来越多,几何尺寸越来越小,破碎程度从岩样边缘向中心逐渐加剧;随着冲击速度的增大,破坏形态由大裂纹张拉破坏逐渐转变为整体压碎破坏,表现出明显的应变率效应;温度越低试样硬度越大、脆性越高,峰值应力随加载速率增长越明显;冻结水泥固化土的动态抗压强度与水泥掺量呈正比例关系,呈现出明显的应力强化特征。

关键词：冻结水泥固化土水泥掺量温度效应应变率效应