新型复合激发锂渣基固化剂加固软土试验研究

为提高固体废弃物锂渣的利用率,以锂渣作为原材料,选择生石灰作为外添加剂,同时添加碳酸钙和氢氧化钠作为复合激发剂,利用碱激发技术研制一种新型软土固化剂材料。采用正交试验研究该新型复合激发锂渣基固化剂的固化配合比,并探究试验中各因素对固化土抗压强度的影响,同时结合XRD及SEM揭示固化剂与软土之间的固化机理及微观结构的演化规律。结果表明,固化剂的最佳配合比为锂渣掺量73%(质量分数)、生石灰掺量18%(质量分数)、复合激发剂掺量9%(质量分数)、碳酸钙与氢氧化钠质量比1∶1。该配合比下固化土7和28 d无侧限抗压强度分别为1.32和2.35 MPa,水稳定性系数分别为0.80和0.87。在生石灰与复合激发剂的协同作用下,固化土中水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和水化硅铝酸钠(N-A-S-H)等胶凝物质显著增多,土体结构致密度提高强度及水稳定性提高。

电石渣-矿渣固化膨胀土强度及微观机制研究

针对南水北调中线地区膨胀土因环境湿度变化引起力学特性劣化导致的工程地质灾变问题,采用电石渣、矿渣作为固化材料对膨胀土进行改良,通过素膨胀土和改良固化膨胀土无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳性等对比试验,分析改良固化前后的性能差异;通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、电镜扫描(electron microscope scanning,SEM)、热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)试验及核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)试验分析了电石渣-矿渣固化土的强度增长机制,揭示其微观作用机制。结果表明:以6%电石渣掺量为基础,不同矿渣掺量下的电石渣-矿渣复合改性固化土,总体上强度和耐水性能均有明显提高,并在矿渣掺量为9%时达到最大值。而随着养护龄期的增加,无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度不断增加,水稳系数则有所减小。电石渣-矿渣复合固化土水化生成的水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H),胶结土颗粒形成了紧密的团聚体,有效改善了土体的孔结构分布,提高了固化土的强度。电石渣-矿渣膨胀土复合固化方法效果明显,具有较好的工程应用前景。

锂渣对水性环氧砂浆性能的影响研究

为了探索锂渣资源化利用的新路径,测试分析了锂渣的物化性能,并研究了锂渣替代率对水性环氧砂浆凝结时间、力学性能、尺寸稳定性的影响。结果表明,锂渣的重金属浸出毒性、放射性符合相关标准要求,且机械研磨可以较好地激发锂渣的火山灰活性;当锂渣替代0~12%水泥时,随着锂渣替代率的增加,水性环氧砂浆的凝结时间不断延长,抗压、抗折及拉伸粘结强度均先提高后降低,收缩率先减小后增大。当锂渣替代率为6%时,水性环氧砂浆的抗压、抗折及拉伸粘结强度分别为58.8、14.3、1.96 MPa,收缩率为0.036%,其力学性能和尺寸稳定性改善最明显。

含铝固化剂固化软土的试验研究

用普通硅酸盐水泥、石膏和一种含铝膨胀组分构成的复合固化剂(PC+G+Al固化剂),选取2种有代表性的试样,进行软土固化试验研究,并与单纯使用水泥(PC)和水泥-石膏(PC+G)固化剂加固软土的效果进行比较分析。研究结果表明:对2种试样,PC+G+Al固化剂加固效果优于其他2种固化剂;PC+G固化剂只对孔隙比大、含水率高的试样加固效果优于PC固化剂的加固效果。PC+G+Al和PC+G固化剂的水化物中都产生钙矾石,利用钙矾石生成的固相膨胀作用填充孔隙,而钙矾石的生成在固化土中是否产生增强效果,主要取决于钙矾石与水化硅酸钙凝胶生成过程的协调性。

矿渣-粉煤灰地聚物固化淤泥力学性能和路用性能研究

为实现河底淤泥的资源化处置,常采用水泥等胶凝材料固化淤泥提高承载力作为路基材料。传统固化材料能耗大、碳排放量高。为开发可持续性固化材料,本研究采用矿渣-粉煤灰二元地聚物固化淤泥,研究其力学性能及路用性能。通过研究Si/Al摩尔比、Na/Al摩尔比对地聚物凝结时间和抗压强度的影响规律,确定地聚物配合比设计。依据优化配合比固化淤泥,研究地聚物掺量、养护龄期对固化淤泥力学性能的影响,并对固化淤泥进行水稳性、加州承载比、干缩和温缩试验,以评估其路用性能;采用扫描电镜和X射线衍射等试验方法对固化淤泥进行微观分析,揭示其固化机制。试验结果表明,矿渣-粉煤灰基地聚物地质聚合产物为无定形地聚物凝胶、水化硅酸钙、水化铝酸钙等,增强了土颗粒之间的胶结并且填充了孔隙,提高了固化淤泥的力学性能和路用性能。研究结果为地聚物固化淤泥土工程应用提供了实验基础。

石灰增钙渣混合料强度形成机理研究

利用Ｘ射线衍射和扫描电镜等试验手段，对石灰增钙渣混合料的新生矿物及其微观结构形貌进行了较为深入的研究，并详细论述了石灰增钙渣混合料的强度形成机理。

煤矸石改性钢渣对水泥基材料性能的影响

文章通过对煤矸石与钢渣粉原材料机理分析,将2种固体废弃物进行混合热处理制备活性混合料,分析钢渣中游离氧化钙质量分数的变化,探讨该热处理混合料对水泥基材料性能的影响,试验结果表明:煤矸石对钢渣中的游离氧化钙有显著降低作用;随着热处理混合料掺量的增加,水泥石体积补偿收缩效果明显;当掺入20%煤矸石与钢渣粉混合,其强度比单掺钢渣粉有显著提高。

激发剂对电石渣稳定土强度的影响研究

为了研究激发剂对电石渣稳定土强度的影响及协同作用,通过不同龄期的电石渣稳定土无侧限抗压强度试验,以抗压强度为评价指标,分析了KOH、Na_(2)SO_(4)和Na_(2)SiO_(3)三种激发剂对电石渣及电石渣-粉煤灰稳定土强度的影响;针对3种激发剂及延迟成型时间设计了不同水平的响应面试验,分析了激发剂之间的协同作用;基于激发剂掺量优化试验结果,采用Design-Expert软件构建了激发剂种类和掺量的强度预估模型。结果表明:3种激发剂均可以有效提高电石渣稳定土强度;根据单因素分析,KOH合理掺量范围为0.6%~1.2%,Na_(2)SiO_(3)、Na_(2)SO_(4)合理掺量范围均为1%~1.5%;根据协同作用分析,给出了电石渣稳定土不同延迟成型时间的激发剂最佳掺量,其中延迟成型时间为16.41 h条件下,KOH、Na_(2)SO_(4)、Na_(2)SiO_(3)的最佳掺量分别为1.20%、1.72%、1.79%,延迟成型时间21.90 h条件下,相应的最佳掺量分别为1.20%、2.00%、1.85%。

电石渣-粉煤灰稳定土强度影响因素分析

以渣粉比(电石渣与粉煤灰比值)、磷石膏掺量和土质种类作为因素变量,基于7天无侧限抗压强度和劈裂强度指标设计L9(34)正交试验。结果表明:土质种类对于稳定材料的7天强度影响非常显著,低剂量磷石膏掺量对于电石渣-粉煤灰复合稳定土强度存在显著影响,一定范围内渣粉比的变化对于稳定土强度也有一定的影响。

增钙灰对增钙灰-水泥混凝土体积安定性的影响

增钙灰是发电厂采用立式旋风炉并添加石灰作为助熔剂时产生的副产品 ,它与普通粉煤灰在诸多方面存在差异 ,尤其是f CaO的含量较高 ,造成了混凝土的体积安定性不良 ,从而限制了增钙灰在混凝土中的应用 .对增钙灰的体积安定性问题进行了实验研究 。

石灰增钙粉煤灰、增钙渣作高等级道路基层的研究

论述一种新型筑路材料，电厂排放的工业废渣—增钙渣和增钙粉煤灰，作为高等级道路基层的试验研究，包括原材料性质、设计配比、路用技术性能及强度形成机理等的试验研究。

电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的试验研究

钢渣和矿渣是常见的两种工业废渣,大量堆放且资源化利用困难。以钢渣粉和矿渣粉为基础材料,电石渣粉作为激发剂,可对淤泥质土进行固化处理。通过开展无侧限抗压强度试验,分析固化淤泥质土的强度特性和应力-应变关系,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试,探索电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的作用机理。结果表明,电石渣粉质量掺量为6%时,电石渣-钢渣-矿渣固化淤泥质土无侧限抗压强度最大,28 d固化淤泥质土强度与同龄期水泥土相当,且具有较好的延性。电石渣可以提供碱性环境和大量钙离子,有效激发钢渣和矿渣的水化活性,促进C-S-H凝胶的大量生成,同时促进离子交换和团粒化作用,使固化淤泥质土强度显著提高。

活性激发炼钢尾渣对水泥基材料性能的影响

以炼钢尾渣的化学组成与颗粒特性为基础、以强度为主要技术指标,分析了机械粉磨与化学激发处理的活化炼钢尾渣对水泥基材料性能的影响。结果表明:机械粉磨能够激发炼钢尾渣的胶凝活性,粉磨时间控制在60 min左右时,炼钢尾渣活性指数提高约20%。同时,化学激发能够进一步提高粉磨后炼钢尾渣的胶凝性能,添加尾渣质量1%左右水玻璃的激发效果较好,且掺加活化处理尾渣能够提高水泥试样的3 d强度与折压比,28 d强度则与掺量有关。在安定性、凝结时间等性能满足规范要求的情况下,掺25%激发处理尾渣的水泥试件28 d抗压强度提高了2.2 MPa,抗折强度提高了3.7 MPa,折压比达到0.23。

工农废料加固宁波电力隧道废弃淤泥试验研究

为探究以电石渣与草木灰为原料固化宁波电力隧道废弃淤泥作为路基填料的适用性,开展了单掺与双掺电石渣、草木灰无侧限抗压强度、电镜扫描、X衍射试验以及现场试验。结果表明当m(草木灰):m(电石渣)=1:2时,固化效果最优,将该配方命名为DL-1。DL-1复合固化剂最佳掺量为15%,其与淤泥固化后的主要产物为C-S-H凝胶、钙矾石及少许方解石,提高了淤泥结构的密实性,填充了淤泥的孔隙,进而提高了淤泥的宏观强度。现场试验表明DL-1固化淤泥的弯沉值和加州承载比可满足各级公路路基填料的要求。

聚丙烯纤维增强的电石渣稳定土试验研究

为有效解决电石渣的堆放处置问题,实现电石渣材料资源化利用,尝试将电石渣用于制备道路基层、底基层稳定土材料。针对电石渣稳定土脆性强、强度较低等问题,将分散的聚丙烯纤维掺入到电石渣稳定土中进行试验研究,分析了聚丙烯纤维含量对电石渣稳定土无侧限抗压强度、劈裂强度及水稳性的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维含量在0~0.15%范围内,随着纤维含量的增加,电石渣稳定土的无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳性均得到提升,确定了最佳纤维含量为0.12%,纤维的掺入对于延缓电石渣稳定土试件的受荷开裂效果明显。