粉煤灰联合水泥原位固化软土现场试验研究

针对软土含水率高、承载能力低和粉煤灰资源利用化等工程难题,采用原位固化和强力搅拌工艺,进行粉煤灰联合水泥固化软土施工,开展了不同固化剂配比、处理深度和龄期下固化土轻型动力触探测试,并对数据进行系统分析。结果表明:加入1%粉煤灰能够有效降低水泥固化软土含水率,含水率降低幅度随水泥用量增加而增加;粉煤灰联合水泥原位固化对软土密度影响较小,但会限制固化土早期承载力的发展;固化土承载力随深度增加存在较大波动,增加处理深度有助于减小波动幅度;粉煤灰联合水泥使用将进一步提升水泥固化土对重金属及污染物稳定作用。尤其地,基于双线性插值算法提出固化配比量化方法,并引入变异系数建立原位固化评价指标,可为类似软土原位固化施工工程提供参考依据。

水泥加固粉煤灰围岩三轴蠕变试验研究

隧道围岩的蠕变变形关系着其长期安全运营.为保证隧道围岩开挖后的蠕变稳定性,开挖前需使用水泥搅拌桩对粉煤灰软弱地层进行超前加固处理.但目前有关粉煤灰水泥土蠕变特性的研究较为缺乏.采用FLAC3D模拟隧道开挖得到围岩应力状态,基于此对加固后的粉煤灰水泥土围岩,进行室内三轴蠕变试验以研究围岩的蠕变特性.试验结果表明:偏应力载荷作用下,水泥加固后试样与重塑试样蠕变过程具有明显的差异性,加固后试样稳定蠕变阶段速率小于重塑试样,且加固后试样蠕变应变较小,最大可降低96.6%;此外,当偏应力超过试样的长期强度时,重塑试样提前进入蠕变加速阶段,而隧道围岩在经过水泥加固后,隧道各位置围岩的蠕变量同比减小70.2%以上.隧道围岩所受荷载与其长期强度之间的大小关系,决定了围岩的蠕变状态.

水泥粉煤灰改良盐渍土最优配比研究

【目的】在传统水泥改良土的基础上加入粉煤灰复合改良盐渍土,粉煤灰固化盐渍土与“双碳”目标契合,具有积极的意义。【方法】设计三因素四水平正交试验分析改良剂掺量、养护条件、含水率对试样抗压强度及弹性模量的影响。控制水泥粉煤灰固定比例为1∶2,掺量及含水率水平为12%、14%、16%、18%,养护方式分别为清水、盐水、高温养护及标准养护。【结果】通过击实试验可得试验范围内水泥粉煤灰掺量对最大干密度的影响不大,最大干密度约为1.8 g/cm^(3),最优含水率介于14%~16%之间。改良土呈应变软化型,7 d及14 d龄期不同组别抗压强度最高为1.69 MPa、1.99 MPa,最小为0.34 MPa、0.55 MPa。【结论】试样随着掺量增大及火山灰反应、水化程度的加深应变软化特征明显;改良剂掺量为18%、含水率为16%、养护方式为高温养护时强度最大,三个因素对盐渍土强度的影响排序依次为养护条件>改良剂掺量>含水率,因素影响权重分别为养护条件57%、改良剂掺量24%、含水率19%;将抗压强度与回弹模量进行拟合,发现二者具有良好的线性关系。

粉煤灰掺量对水泥土抗压强度性能的影响研究

煤炭在当今世界电力生产中占据着重要地位,其燃烧产生的大量粉煤灰已经成为全球关注的问题之一。煤炭使用后产生的大量粉煤灰和炉底渣等工业废物严重污染了环境并占用了土地资源。为了探究粉煤灰掺量对水泥土抗压强度的影响,本研究以绍兴地区的废弃路基土为研究对象,在水泥掺量为5%的情况下,考虑了4种粉煤灰掺量(0%、5%、10%和15%),采用无侧限抗压强度试验对不同掺量下的粉煤灰改性水泥土的抗压强度进行了研究,旨在确定粉煤灰的最佳掺量。研究结果表明:(1)适量掺入粉煤灰可以提高水泥土的抗压强度;(2)当粉煤灰掺量为5%时,试样的抗压强度达到最大值。

不同配合比条件下水泥土力学特性研究

文中通过正交试验法研究了水泥、矿粉、粉煤灰掺量以及养护龄期对水泥土无侧限抗压强度的影响。结果表明,水泥土硬化过程中,水泥掺量对其无侧限抗压强度的影响最为显著;水泥掺量18%、矿粉掺量12%及粉煤灰掺量12%时,水泥土强度最大。较小水泥掺量下,水泥土强度增加明显,随着水泥掺量持续增加,水泥土强度增速趋缓;随着矿粉掺量的增加,水泥土强度呈现先增加后降低的趋势;而随着粉煤灰掺量的增加,水泥土强度呈现先降低后增加的趋势。

粉煤灰水泥土变形特性研究

粉煤灰土层是隧道开挖中少见的一种软弱地层,在开挖之前需要向地层加入水泥进行处理。选取四川宜宾盐坪坝隧道粉煤灰地层土作为基层材料,采用三轴试验研究不同水泥掺比、不同围压及养护龄期下粉煤灰水泥土的应力-应变曲线特性、变形规律以及破坏模式。结果表明:随着水泥掺比以及龄期的提升,粉煤灰水泥土在同一围压下的应变软化愈发显著,脆性增强且破坏后强度下降更迅速;在水泥掺比相同的情况下,随着围压的增加,粉煤灰水泥土试件破坏时对应的应变、峰值强度以及残余强度增幅显著;割线模量E50均随水泥掺比、围压及养护龄期增加而增加。研究结果可为类似工程的水泥土旋喷桩或注浆方案设计提供参考。

水泥-粉煤灰固化海相淤泥质软土力学特性室内试验研究

针对滨海城市淤泥质软土的特殊地质条件引起的加固难题,依托淮河入海水道深厚软土段堤基加固工程,以水泥-粉煤灰为固化剂,开展了海相淤泥质软土固化室内试验,结合无侧限抗压强度和直接剪切测试,分析了淤泥固化土强度随水泥掺量、养护龄期、水泥-粉煤灰混合比的变化规律。结果表明,淤泥固化土的无侧限抗压强度和抗剪强度均随水泥掺量和养护龄期的增加而增大;粉煤灰的加入可显著提升淤泥固化土的无侧限抗压强度,增幅在10%~20%之间;淤泥固化土的黏聚力和内摩擦角与水泥掺量和养护龄期正相关,粉煤灰的加入使固化土黏聚力显著增大,内摩擦角的变化不显著。研究结果为指导海相淤泥质软土加固工程设计提供了理论和试验依据。

玄武岩纤维-粉煤灰提升水泥土抗拉性能试验

为了研究玄武岩纤维和粉煤灰的联合作用对水泥土抗拉性能的提升效果和作用机理,以山区软弱土为研究对象,配制不同纤维掺量、长度和不同粉煤灰掺量的水泥土试样,通过劈裂抗拉试验和电镜扫描试验对其强度、变形、韧性和微观作用机制进行了研究。结果表明:当纤维掺量0.6%、纤维长度6 mm、粉煤灰掺量12%时,提升水泥土抗拉性能和韧性的效果最佳,与素水泥土相比,其抗拉强度、残余强度、峰值应变、拉伸吸收能分别提升了40.55%、134.68%、40.81%、132.22%;掺入18 mm的纤维会劣化水泥土的抗拉性能;二者联合作用机制是:纤维加筋了水泥土内部的薄弱面,承受和传递了拉应力,使水泥土内部受力更加均匀,粉煤灰珍珠颗粒可填充水泥土内部的孔隙,使水泥土颗粒与纤维充分黏结,增强了试样的整体性。

一种岩土边坡深层水泥搅拌桩用聚合物材料制备及特性分析

解决传统的岩土边坡深层水泥搅拌桩对水泥材料的依赖性较高,工程建设成本长期居高不下的问题。深层水泥搅拌桩是提高岩土边坡尤其软土边坡地基力学性能的重要手段,研究以粉煤灰-矿渣聚合物岩土边坡深层水泥搅拌桩为例,尝试利用粉煤灰-矿渣等制备一种特殊聚合物水泥,对这种通过粉煤灰、矿渣等形成的聚合物原材料的综合性能进行分析。结果表明,当矿渣与粉煤灰的配合比为30∶70时,岩土边坡深层水泥搅拌桩的聚合物硬化时间最短,当碱浓度为2.5 mol/L时,能够获得最佳的材料压缩强度。

低强度流态填筑材料配合比设计方法比较

低强度流态填筑材料具有匀质性较好、施工性能优异、强度低且可控、经济成本较低等特点,因组成材料与现场情况结合紧密、变化多样、表现形式较多,通过对流态粉煤灰水泥混合料和预拌流态固化土两种低强度流态填筑材料配合比设计方法的研究,可以发现配合比设计思路和方法的灵活性与多样性。

固化滨海盐渍土力学及溶陷特性研究

滨海盐渍土作为一种特殊土,具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良的工程特性,为研究石灰+粉煤灰+水泥固化盐渍土改良材料土作为路基土的适用性,开展了液塑限、击实、无侧限抗压强度、三轴压缩、溶陷性试验,分析不同条件对改良盐渍土物理性指标、力学性能、溶陷特性的影响。结果表明:液塑限随固化剂掺入量的增加基本呈线性增加趋势,塑性指数减小;固化剂的加入使盐渍土最大干密度减小,最优含水率变化不明显;固化剂掺量和养护期龄对滨海盐渍土的力学性能影响显著;固化剂掺量小于14%时溶陷沉降量随固化剂掺量的增加呈减小趋势,提高含水率、压实度可以有效地降低固化盐渍土的溶陷沉降量。

入场飞灰重金属协同处置及环境风险评价研究

针对中国南方某地区富含Pb和Cd的垃圾焚烧飞灰,采用水泥与螯合剂进行固化/稳定化处置,分析水泥掺量和养护龄期对Cu、Zn、Pb、Cd离子浸出浓度的影响,结合微观形貌、化学组分及重金属形态分布进行重金属固化机理探究,比较了水泥固化与水泥-螯合剂协同处置的效果并提出优化方案,最后基于3种环境风险评估方法对处置前后的飞灰进行环境风险评价。试验结果表明:10%水泥掺入时大部分重金属处置效率可超过80%,且随着水泥掺量和养护龄期的增加,由于水铝钙石的固化作用,浸出浓度逐渐减小;采用水泥/螯合剂协同处置相比单一水泥固化能够减小10%的水泥用量,从而增加单位体积的飞灰处置量。经过水泥固化后,飞灰重金属的环境风险均有降低,水泥掺量分别为10%,20%,30%和40%时,飞灰重金属综合毒性指数风险值(STI)相比原灰减小10.2%,21.4%,41.8%和53.2%。结合本文数据和文献调研,框定了STI大于0.06时为高风险区的阈值,可较为广泛地应用于飞灰重金属处置的效果评价。

A Review on Stabilization of Expansive Soil Using Industrial Solid Wastes

In developing countries like India, Industrialization is rising rapidly, and also?a great paucity of land is there, the demand for exploitation of industrial?wastes?which coming from industries is increasing. From geotechnical perspective,?fly ash, granite and quarry waste, cement kiln dust, silica fume, rice husk etc.?are the waste materials?which?have effectual features requisites by an excellent soil stabilization admixture. Stabilization using solid wastes is one of the different?methods of treatment, to improve the engineering properties and make it?suitable for construction. This paper briefs about the recent trends in stabilization of expansive soil using industrial waste (granite and quarry waste, cement kiln?dust, silica fume, rice husk) as stabilizers for decreasing the environmental?hazards.

广西垃圾焚烧飞灰水泥土工程环境特性与改良研究

为了提高生活垃圾焚烧飞灰在软土路基水泥土搅拌桩中资源化利用的适用性,采用掺蔗渣灰、水洗、无机试剂螯合及有机试剂螯合4种方法对飞灰进行预处理,通过单轴抗压强度试验获得不同飞灰掺量、不同方法改良后飞灰水泥土的强度特性,并开展重金属提取和重金属表面溶出试验,模拟水泥土搅拌桩在不同服役环境下的重金属浸出特性。试验结果表明:飞灰掺量能显著影响水泥土强度;相同飞灰掺量下,掺蔗渣灰对飞灰水泥土强度促进效果最明显,而无机试剂效果不明显;无机试剂及有机试剂均能提升重金属固化率,而掺蔗渣灰效果不明显;未经重金属固化预处理的原灰水泥土在水平振荡法和硫酸硝酸法下,各重金属浸出浓度分别满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)和《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598—2019)。

膨胀土-超细水泥-粉煤灰灌浆材料性能试验研究

为满足膨胀土地区输水渠边坡裂缝灌浆材料对流动性、稳定性和安全性的要求,利用当地弱膨胀土作为稳定剂,结合超细水泥与粉煤灰制备复合型灌浆材料,开展了复合浆液黏度、析水性、结石体强度和密度特性的试验研究。探究了不同水固比和材料配比对灌浆材料性能影响规律,结合SEM图像分析了结石体的微观结构,最后通过室内模拟试验探讨了灌浆后浆-土界面胶结情况。结果表明:固体材料中,膨胀土质量占比介于30%~70%、粉煤灰介于12%~24%之间时,水固比为1.0的浆液兼具良好的流动性和稳定性;降低水固比、提高膨胀土掺量可降低复合浆液析水率,改善浆液稳定性,添加粉煤灰能改善浆液流动性;灌浆后,浆液水分向土体渗透,伴随胶结物质迁移,在浆液和土体界面形成过渡层,有利于两者的黏结。研究结果可为膨胀土输水渠边坡裂缝灌浆材料的选取提供科学依据。

外加剂和水泥掺量对水泥土早期抗压强度影响

为探究水泥、矿粉及粉煤灰的掺量对7 d龄期下的水泥土强度及显著程度的影响,采用不同配比,以正交试验方法研究其影响规律.结果表明:随着掺量的增加,水泥能大幅提升水泥土早期强度,但当水泥掺量达到土样质量18%时强度提升趋于平稳;矿粉先增大后减小水泥土早期强度,当其掺量达到16%时水泥土强度达到最大值;粉煤灰会先减小而后明显提升水泥土早期强度,掺量拐点为6%. 3者影响水泥土早期强度的显著程度顺序为水泥掺量>粉煤灰掺量>矿粉掺量.

寒区路基冻融过程中改良盐渍土抗剪性能分析

为了探究路基水泥、粉煤灰改良盐渍土冻融过程中的抗剪性能,取冀北某公路路基土样,配置复合盐渍土,对经历不同温度节点冻融循环后的改良盐渍土进行直剪试验。结果表明:冻融过程中掺加水泥改良的盐渍土土体抗剪性能提升显著;盐渍土中掺入5%水泥+15%粉煤灰的改良后,黏聚力和内摩擦角较5%水泥改良土体均有小幅提升。双掺水泥、粉煤灰较单掺水泥有更好的改良效果。

水泥粉煤灰加固有机质土的试验研究

对于高有机质含量的泻湖相软土,单纯采用水泥不能有效提高该软土的力学性能,因此提出了采用水泥和粉煤灰作为固化剂的加固方法。通过不同水泥掺入量、粉煤灰掺入量和龄期下水泥土的无侧限抗压强度试验,分析了水泥粉煤灰固化土的强度规律和变形规律,探讨了水泥和粉煤灰加固高有机质含量软土的机理。结果表明,粉煤灰对于水泥试块的早期强度影响较小,对后期强度影响较大;粉煤灰最佳掺入量为12%,超过此掺入量水泥土强度反而会降低,粉煤灰水泥土的破坏应变、E50也在粉煤灰掺量为12%时分别达到最低值和最大值。水泥掺加粉煤灰可有效地提高高有机质含量软土的强度。

活化粉煤灰抑制高矿化度水泥土膨胀的研究

水泥土可用做软土地基处理。在高矿化度水环境中,SO4 与水泥水化产生的 AlO3 、Ca2+反应生成大量钙矾石 2- -(3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O)而引起水泥土膨胀破坏,使水泥土加固体强度降低。加入水泥土中的活化粉煤灰,释放出活性二氧化硅,增加了水泥土中 SiO3 的浓度,使生成反应向有利于生成硅酸钙(CSH)的方向发展,减少了 Ca2+与 SO4 、 2- 2-AlO3 反应,并生成钙矾石的机率,从而对水泥土的膨胀起到了一定的抑制作用。抑制水泥土膨胀的机理,改变离子浓度, -控制化合物的生成方向、微粒充填界面效应。粉煤灰被活化的机理是以粉状硅酸钠为主剂的材料,突破了粉煤灰网络聚合度高的表层,使其内部的活性物质得以释放。

高钙粉煤灰水泥土早期强度试验

为提高工业废弃物粉煤灰材料的综合利用率,尝试将高钙粉煤灰掺入到水泥土中,研究高钙粉煤灰对水泥土材料性能的影响及其强度形成机理。通过设计正交试验和激发试验,水泥土中掺加入一定量的高钙粉煤灰及激发剂后,可以明显提高水泥土材料的早期强度,这为高钙粉煤灰在工程上的应用提供技术支撑,也是对粉煤灰材料的工程应用理论体系补充与完善。