养护压力对水泥固化高含水率淤泥强度的影响

采用水泥固化疏浚淤泥(CSM)作为滨海交通设施(路基等)填料能同时解决疏浚淤泥弃置问题和理想填料(砂土料等)日益短缺的问题。随着高速交通设施的大规模兴建,CSM填筑高度越来越大,下部CSM将受到较大养护压力,此时CSM强度特性的演化其实是物理固结与水泥–水–黏土颗粒化学反应的耦合效应,这与固结压力作用下饱和软黏土强度发展机理存在本质区别,固结压力对CSM强度发展的影响尚不明确。本文基于室内试验,测试了不同配合比与养护压力工况下的CSM强度指标,评价了采用养护后孔隙比eot和有效孔隙比est作为基本指标来描述养护压力对CSM强度影响的适用性,并探讨了养护压力对CSM强度影响的内在机理。结果表明:养护压力对CSM强度特性影响显著; eot和est不能被用来定量描述养护压力pc对CSM强度的影响规律。由此推测养护压力对CSM强度影响的内在机理主要包括挤压固结效应和颗粒簇团间的"自锁"效应两个方面,并建立了表征养护压力效应的CSM的强度经验公式。

养护压力对膏体充填体强度影响规律及机理分析

为了模拟与现场膏体充填体(CPB)较为相近的养护环境,分析养护压力对其强度的影响机理,以某铜矿全尾砂为研究对象,研究养护压力和养护时间对膏体充填体强度的影响规律。采用扫描电镜观察膏体充填体的微观结构,并对扫描电镜图像进行二值化处理,应用分形理论从定量角度对其机理进行分析。结果表明:随着养护压力的增加,膏体充填体的强度呈一元二次函数增长,但增长的速率逐渐减小,且膏体充填体的强度随养护时间的延长逐渐增加;膏体充填体的计盒维数随养护压力的增大而增大。养护压力对膏体充填体强度的影响机理在于:由于养护压力的增加,使孔隙水压力消散,水化反应加快,孔隙被水化产物所填充,使膏体充填体内部孔隙减小,形成新的膏体充填体承载骨架,进而使膏体充填体强度增加。

CO_(2)养护压力对植生混凝土碱度及力学性能的影响

本文研究了植生混凝土的碱度及力学性能随CO_(2)养护压力的变化规律,并结合X射线衍射定量相分析(XRD-QPA)、热重分析(TGA)及扫描电子显微镜(SEM)等方法,探讨了CO_(2)养护压力对反应速率及产物生成的影响。结果表明:增大CO_(2)养护压力可提高硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C_(2)S)及氢氧化钙(CH)的碳化速率,同时可快速生成碳化致密层,有利于延缓CH的生成与溶出;碳化反应生成的碳酸钙(CaCO_(3))及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶增大了水泥石密实度,可有效提升植生混凝土的抗压强度。与常压CO_(2)养护相比,在CO_(2)养护压力为0.3 MPa的条件下养护1 h,植生混凝土3 d抗压强度提高了72.8%,28 d抗压强度提高了4.8%,28 d的pH值由11.4降低至8.2。适度提高CO_(2)养护压力对植生混凝土降碱和增强效果良好。

压力养护钢管混凝土的力学性能和微观结构

利用自制加压装置对不同强度等级和尺寸规格的10个钢管混凝土试件进行压力养护,研究了养护压力和持续时间对试件轴压强度、应变和破坏特征的影响,分析了水化产物发育、孔结构和微裂纹结构的发展情况.结果表明:压力养护促使体系更加致密,能够抑制微裂纹形成和发展;水化产物结晶发育良好,可填充孔隙结构,提高混凝土自身强度;当压力传导至钢管时使其产生环向拉伸应变,核心混凝土终凝后,钢管收缩对其产生预压应力,两者协同增强,从而提高了试件的轴向承载力.

耐高温高压超高密度水泥石力学性能

准噶尔南缘区块是新疆油田增储上产的重点区块,井深6000~8000 m,预测井底温度为160℃,井底压力为170 MPa,属于典型的"三超"井。在该井区耐高温高压超高密度水泥浆基本性能的基础上,针对高温高压下超高密度水泥石的力学性能进行了研究。重点结合井下实际强度发育情况和实验室内强度发育结果吻合度相差较大的情况,按照该井区耐高温高压超高密度水泥浆体系配方,在120和160℃下,分别模拟井下实际压力和GB/T 19139-2012中要求的20.7 MPa压力下进行水泥试块的制备,开展常温抗压强度、抗折强度、单轴压缩实验以及井下温度下的三轴压缩实验,探究压力对超高密度水泥石抗压强度、抗折强度的影响以及试块的变形、破坏模式等力学特征。实验结果表明,压力是超高密度水泥石早期强度发展的关键因素之一;随着养护压力的增加,超高密度水泥试块的顶部抗压强度增加61.53%、底部抗压强度增加了120%;顶部抗折强度增加了65.2%,底部抗折强度增加了62.8%;常温下单轴压缩实验水泥石表现出明显的弹脆特性,在20.7 MPa下养护后试块端部出现明显破损,随着养护压力的增加,试块的峰值应力和弹性模量增加,抵抗变形破坏的能力增强;高温下的三轴压缩实验表明,超高密度水泥石的各项力学参数比单轴情况下均有较大提高,试块的变形均以轴向压缩变形为主,未形成明显的宏观裂纹,体现出良好的抵抗破坏变形的能力,更加接近线弹性-理想塑性材料。建议室内实验检测和模拟方法应充分考虑实际井况条件对水泥石力学性能的影响。