基于响应面法的碱硫酸盐激发固废型固化剂组成优化设计

论文采用响应面法对碱-硫酸盐激发固废型固化剂体系进行优化,以赤泥、矿渣、生石灰和脱硫石膏为变量因素,以流态固化土的7 d、28 d无侧限抗压强度和流动扩展度为评价指标,建立预测模型。结果表明:当赤泥掺量为26.6%、矿渣掺量为53.2%、石灰掺量为11.7%、脱硫石膏掺量为8.5%时,流态固化土的工作性能和力学性能均达到最优,响应值的实测值和预测值误差范围控制在5%内,表明该响应面法预测模型预测精度高。

复合型固化剂固化黏土强度试验研究

为研究固化剂-黏土的强度特性,养护7 d后,对不同水泥含量的固化土采用单轴无侧限压缩试验。试件处于干燥和泡水两种状态,测得黏土、固化剂掺入黏土、固化剂与水玻璃掺入黏土三种情况下试件单轴无侧限抗压强度。分析黏土名义黏聚力c′的演化特征。试验结果表明:其他条件不变,随着水泥含量的增大,试件强度先减小后增大,当水泥含量(质量分数)为7%时,试件强度最低;加入固化剂后的泡水试件强度随着水泥含量的增大而增大;加入固化剂能显著提高试件的抗压强度;加入固化剂和水玻璃,试件强度与单独加入固化剂相差不大;名义黏聚力c′与无侧限单轴抗压强度变化规律一致。

OPC-MCA固化剂对盾构废泥的固化性能及其微观作用机制研究

通过添加高炉矿渣(GGBS)、脱硫石膏(FGDG)、铝酸钙粉、生石灰和明矾到普通硅酸盐水泥P.O42.5(OPC)中,制备一种新型盾构废泥改良材料OPC-MCA。首先,通过正交测试法确定OPC-MCA中各原料的最优配比。然后,使用该材料和OPC在10%~40%的掺量下处理芜湖市城南过江隧道工程产生的盾构废泥,并检测不同固化时间(3、7、28 d)下的抗压强度。最后,采用扫描电镜(SEM)、工业CT系统和X射线衍射(XRD)观察和分析固化后废泥试样的微观形貌、孔隙和裂纹特征以及矿物成分变化。研究结果表明:OPCMCA的最优材料配比为51%OPC、32%GGBS、8%FGDG、5%铝酸钙粉、3%生石灰、1%明矾;OPCMCA对芜湖盾构废泥的固化能力比OPC的强,在低掺量情况下更是如此;固化剂掺量和固化时间的增加会导致试样强度增加、脆性增强,并使部分试样转变为拉伸破坏;在OPC-MCA固化的试样中检测到了OPC固化试样中未检测到的水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和单硫型硫铝酸盐(AFm),并且钙矾石(AFt)含量也更高;在同等掺量下,OPC-MCA固化试样中大尺寸孔隙的比例以及孔隙的总体积均比OPC固化试样的小。

抗疏力固化剂改性黄土物理力学性质试验研究

研究目的:使用改性材料(固化剂)是黄土地基加固处理的常见方法,但传统改性材料存在一定问题,如石灰改性土的强度相对较低,且耐水性较差;水泥改性黄土的收缩性大,容易开裂,且会对环境造成一定的影响。因此,寻求环境友好、性能优良的土壤固化剂来解决传统改性材料存在的不足,对改性黄土具有重要意义。本文对抗疏力固化剂改性黄土进行试验研究,同时与水泥和石灰改性黄土进行对比分析,通过无侧限抗压强度、崩解及SEM等试验研究固化剂掺量和养护龄期对黄土强度、水稳性及微观结构的影响。研究结论:(1)抗疏力固化剂改性黄土的强度随着固化剂掺量和养护龄期的增加而增大,当养护龄期为28 d时,随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的强度由55 kPa增长至95 kPa,其中5%抗疏力改性黄土的强度介于水泥改性黄土(370 kPa)和石灰改性黄土之间(71 kPa);(2)改性黄土的水稳系数和抗崩解性随着固化剂掺量的增加而不断提升,随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的水稳系数由0.13提升至0.36,5%抗疏力改性黄土的水稳性介于石灰改性黄土(0)和水泥改性黄土(0.75)之间;(3)抗疏力固化剂显著提升了土体的斥水性;(4)随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的渗透系数由0.63×10^(-6)cm/s降低至0.36×10^(-6)cm/s, 5%抗疏力改性黄土的渗透性介于石灰改性黄土(0.88×10^(-6)cm/s)和水泥改性黄土(0.32×10^(-6)cm/s)之间;(5)SEM图像显示,随着抗疏力固化剂掺量的提高,土体内部的大孔隙明显减少,土颗粒之间的连接更加紧密,分布更为均匀;(6)本研究成果可为黄土地区地基加固处理提供参考。

黄土固化剂及固化土养护液的配方优化研究

为提高土体固化剂加固新疆伊犁州黄土的固化效果,通过正交试验及AHPCRITIC主客观综合赋权法,进行黄土土体固化剂及固化土养护液配方优化试验,优化结果为:得到土体固化剂及固化土养护液的配方及各组分的优属度,在12%水泥掺量条件下,MBER土体固化剂的最优配合比为9%石灰、2%石膏、0.3%硫酸钠、0.3%硅酸钠、0.3%明矾、1.2%减水剂,其7d龄期的饱水无侧限抗压强度为3.23MPa,干燥无侧限抗压强度为10.23MPa,软化系数为0.32;固化土养护液的最优配合比为0.10 mol/L碳酸氢钠溶液、0.04mol/L硫酸钠溶液、2%纳米二氧化硅溶胶,其3d、7d和14d的饱水无侧限抗压强度分别为1.88MPa、3.76MPa和5.22MPa,其7d无侧限抗压强度相较于标准养护及纯水养护分别提高16.43%和13.00%,具有明显效果。

基于文献计量学的土壤固化剂研究进展与热点分析

为了探索近40年来“土壤固化剂”研究领域的发展状况、热门观点及研究进展,基于文献计量学,检索和筛选中国知网数据库(CNKI)中从1983-2023年收录的关于“土壤固化剂”研究的文献数据,协同VOSviewer可视化软件对文献数据进行统计分析。分析结果表明:经过筛选共分析文献766篇,40年来论文产出演化进程分为萌芽阶段、发展阶段、深化阶段;主要研究机构为西北农林科技大学、长安大学等,其中水利部水土保持生态工程技术研究中心的高建恩团队、中国地质大学的项伟团队、西北农林科技大学的樊恒辉团队发文量较高;发文量较多的期刊分别为北方交通、交通世界,而被引量较高的期刊为岩土力学;国内该领域以土壤固化剂的研究为主,衡量指标以无侧限抗压强度为主,以“土壤固化剂”、“固化剂”、“无侧限抗压强度”为代表的关键词分别出现346次、126次、90次;土壤固化剂领域内出现频次≥5的热点关键词组有效聚类分为4个聚类群,聚类标签分别为土壤固化剂、固化剂、无侧限抗压强度、固化机理;主题演化分析显示,生态友好、高效可行的土壤加固技术为当下最活跃的研究领域,深入土木工程、土壤科学、土壤物理学以及材料科学等领域交叉融合是未来土壤固化剂研究发展的方向。未来在土壤机理深入研究及绿色环保固化技术、高效固化剂开发、一体化固化技术等方面将成为研究热点,致力于不断寻找绿色高效的固化剂,达到提高固化土壤的效果和速度。

生物酶土壤固化剂在道路工程中的应用研究进展

生物酶固化剂作为一种环境友好的新型土壤固化材料,在路面地基材料加固方面具有重要的应用前景。本文概述了新型生物酶固化剂的性质及固化机理,并对生物酶固化剂在改良我国粉土、粉质黏土、淤泥土和膨胀土等不同土质中的具体研究和应用情况进行综述,指出了生物酶固化剂在路基应用领域存在的问题与未来发展的方向。

滩涂淤泥固化剂配合比优化及其强度研究

为提高滩涂淤泥的资源化利用率,可以通过在滩涂淤泥中按一定的配合比加入由水泥、矿渣、石膏等制备的固化剂来提高其工程可利用性。探究了以水泥、矿渣、石膏为原材料的固化剂的固化效果。结果表明:根据抗压强度,确定水泥、矿渣和石膏的最优配比分别为22.5%、70.0%和7.5%;在掺入20%最优配比固化剂的情况下,固化后滩涂淤泥3、7、28 d无侧限抗压强度分别为1.51、2.03、3.37 MPa。微观分析表明,固化剂中水化产物与淤泥颗粒相互结合,提高了整体抗压强度。固化剂可以在有效提高滩涂淤泥资源化利用率的同时兼顾工程经济性。

多源固废土壤固化剂固化粉土质砂力学性能试验研究

粉砂土易松散难压实,遇水易崩解,在填筑路基时易出现各种病害,严重影响公路的使用性能。采用水泥和石灰固化的粉砂土具有较高的强度和良好的路用性能,但水泥和石灰生产成本高且生产过程排放大量二氧化碳,环境污染严重。为改善粉砂土力学性能,降低固化成本及环境污染,将电石渣、粉煤灰等工业固废制备成固化剂,用于固化粉土质砂,并探究了固化剂掺量、压实度、养护龄期等因素对固化土力学性能的影响。试验结果表明:1)固化土的CBR、无侧限抗压强度和劈裂强度随固化剂掺量的增大先升高后降低,10%固化剂掺量的固化土力学性能最佳;固化土的CBR、无侧限抗压强度和劈裂强度都随压实度的增长而增加;2)固化剂掺量≥2%的固化粉土质砂,能满足《公路路基设计规范》(JTG D30—2015)规定的上路床的填筑要求;3)固化剂掺量≥6%的固化粉土质砂,能满足《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20—2015)规定的底基层的强度要求。

赢创推出新型环氧固化剂Ancamine■2844,为防护涂料超快速固化树立行业新标杆

赢创固化剂产品组合新增一款新型环氧固化剂Ancamine 2844,专为多组分喷涂应用而设计。这种新型高功能脂肪族胺类固化剂凭借其超快固化性能和在低温和高湿严苛条件下的快速性能发展,为海洋和防护涂料相关应用树立了新标杆。

工业废渣固化剂加固滨海软土固化试验研究

利用矿渣、脱硫石膏、铝渣、水泥、粉煤灰、氢氧化钠制成的固化剂固化滨海软土,既可以充分利用工厂废弃物也可以减少水泥用量,大范围加固曹妃甸软土。研究了固化剂不同成分比例、不同含水率、不同固化剂掺入比等变量情况下固化土的无侧限抗压强度。研究表明,固化剂中胶凝材料的直接水化反应和工业矿渣在碱环境中的二次水化反应有效提高了滨海软土的无侧限抗压强度;当水泥40%,矿渣24%,脱硫石膏11%,铝渣2%,粉煤灰20%,氢氧化钠3%且固化剂掺入比为12%时,固化土的力学性能显著提高。采用该工业固化剂对滨海软土进行加固处理,不仅可降低地基处理成本,而且可消耗大量工业废渣,经济及环境效益显著。

阴极电泳涂料用封闭型PDI固化剂的制备

首先以生物基五亚甲基二异氰酸酯(PDI)和三羟甲基丙烷为原料合成了PDI预聚体,再以甲乙酮肟为封闭剂对PDI预聚体的-NCO基团进行封端,合成封闭型PDI固化剂。将封闭型PDI固化剂应用于阴极电泳涂料,考察了固化剂的应用性能。结果表明:当PDI单体用量为1 mol,三羟甲基丙烷和甲乙酮肟的用量分别为0.45 mol和0.55 mol时,所制备的封闭型PDI固化剂状态良好,且固化剂与胺化环氧树脂配套制备的电泳乳液贮存稳定性良好,电泳漆膜可在135℃/20 min实现固化,漆膜性能满足HG/T 3952-2007要求。

HDI固化剂蒸馏残液制备水性聚氨酯

为解决六亚甲基二异氰酸酯(HDI)固化剂生产废弃物回收利用的问题,以HDI固化剂蒸馏残液、聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)、一元醇/多元醇、多元胺等原料合成水性聚氨酯树脂。研究了一元醇的种类、多元醇和多元胺的种类及官能度对预聚体黏度、乳液稳定性、漆膜耐水性及力学性能影响。研究发现,先采用庚醇将多官能度的HDI固化剂蒸馏残液部分NCO封端有利于制备低黏度预聚体,以壬二醇和三羟甲基丙烷作为前段扩链交联剂,三乙烯四胺作为后段交联剂制备的水性聚氨酯漆膜性能最好。

多种固体废弃物基土壤固化剂的固化效果及机理研究

为了减少水泥的使用,提高固体废弃物的利用率,研究了3种固废基无机固化剂[SSC固化剂(75%矿粉+20%石膏+5%水泥)、SDG固化剂(60%矿粉+30%电石渣+10%石膏)、CDF固化剂(40%电石渣+30%粉煤灰+30%水泥)]对工程渣土的固化效果及无侧限抗压强度、水稳系数、吸水率、干湿循环等性能的影响。结果表明:固化剂加入后,固化土的最佳含水率增大,最大干密度减小;3种固化剂中,SDG固化强度最高,7、28 d无侧限抗压强度分别达到了4.96、5.42 MPa;SSC固化效果最差,尤其在早期,7 d无侧限抗压强度仅为2.16 MPa,同时其水稳系数仅为0.727;微观分析表明,SDG固化土相较于SSC及CDF固化土内部水化反应更完全,颗粒间更密实,结构更稳定。

异佛尔酮二异氰酸酯固化剂的合成及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料合成了一款聚氨酯固化剂,且研究了反应进程的影响因素(如催化剂的类别及使用量、反应时间和反应温度等),产品通过FT-IR、GPC和DSC进行结构表征及涂膜应用性能评价,效果较好。

一种高速公路边坡用新型粘土固化剂制备及性能研究

为研究强降雨条件下高速公路粘土边坡加固技术,制备了新型粘土固化剂,并对不同固化剂浓度条件下改良粘土开展了7 d无侧限抗压强度和降雨条件的土壤损失率和含水率试验。结果表明,不掺固化剂的素红粘土的抗压强度为1.21 MPa,随固化剂质量浓度的增大,7 d无侧限抗压强度分别为1.32、1.52、1.68和1.47 MPa;当固化剂质量浓度为15%时,固化剂改良粘土的承载能力最强,抗压强度增大38.84%,较素红粘土提升幅度较大。改良粉质粘土的土壤总损失量随降雨时间增长而逐渐增大,但与固化剂质量浓度呈负相关。随水分蒸发时间的增加,改良粉质粘土试样的含水率呈现逐渐下降的趋势。在相同时间条件下,试样的含水率随固化剂质量浓度增加而提高。在不同固化剂质量浓度下,粉质粘土的含水率分别为28.75%、46.32%、68.11%、7.65%和80.15%,粉质粘土的保水性能大幅度增强。

封端型水性聚氨酯固化剂的合成及应用

封端型水性聚氨酯固化剂是现阶段汽车工业的重要研究内容,其在汽车滤纸中的应用,能够有效提高滤纸的硬挺度和耐水性。基于此,文章研究了以甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇作为反应原料,NaHSO_(3)作为封端剂,结合乳化剂的使用所制备成的新型封端型水性聚氨酯固化剂,凭借其简单的合成方法和低成本优势,提高滤纸品质。

新型固化剂对湿陷性黄土固化效果研究

通过在试件土中加入不同掺量自研的固化剂,成型无侧限抗压试件,分别对改良固化土的无侧限抗压强度试验、水稳定性试验和冻融强度试验,分析该固化剂加固湿陷性黄土的强度变化规律。研究结果表明:随着湿陷性黄土中固化剂掺量的增加,最大干密度降低,最佳含水率和密实度均出现上升,固化土更为密实的不掺固化剂的黄土抗压强度增长随养护龄期的增加有限,而改良后的黄土强度随固化剂掺量和养护龄期的增加而增加;不同掺量的固化土在浸水1 d后,强度均出现了较大的损失,当固化剂掺量超过4%后,抗水损能力较好;在不同工况下的冻融循环试验中,不浸水固化土的强度表现出了与无侧限抗压试验中类似的规律,而浸水工况下固化土的性能出现了较大的劣化,需要进一步加强抗冻融能力。

基于固废物的土壤固化剂加固软土应用研究

通过利用矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等工业废料制备了一种固化效果优异、成本低的新型固化剂。研究表明:新型固化剂的水泥、矿渣、脱硫石膏、粉煤灰的最佳配比为30∶40∶16∶14;添加新型固化剂可以加速软土固化,与普通硅酸盐水泥固化剂相比,同等掺量下强度对比增长113%。此外,还可明显改善传统水泥固化土早期强度不足的问题,在相同固化剂掺量下,早期强度增长101%,可迅速满足工程需求。由此可见,该新型固化剂可以替代水泥等传统土壤固化剂,在工程应用中具有良好的前景。

软土地基加固用新型土壤固化剂的制备及性能研究

为了提高软土资源的利用效率,以丙烯酸酯BA、丙烯酸AA和苯乙烯St作为单体,以脂肪醇聚氧乙烯AEO-9和山梨醇酐单油酸酯SP80作为乳化剂,通过乳液聚合法制备了一种适合软土地基加固用的新型土壤固化剂PPG-1,并对其综合性能进行了评价。结果表明:土壤固化剂PPG-1的掺量越大,无侧限抗压强度、水稳定系数、抗冻指数和质量损失率就越大。养护龄期越长,无侧限抗压强度和水稳定系数就越大,固化处理效果就越好。推荐土壤固化剂PPG-1的最佳掺量为0.5%,能使目标固化土试样在养护7 d时的无侧限抗压强度值达到2.81 MPa,水稳定系数达到85.7%,并且经过冻融循环5次后的抗冻指数达到83.6%,质量损失率为小于5%,各项性能参数均能满足标准《土壤固化剂应用技术标准》(CJJ/T 286-2018)中对固化土性能指标的要求。新型土壤固化剂PPG-1能够显著改善软土样品的力学性能、耐水性能和抗冻性能,能够满足软土地基加固的需求。