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。

粉煤灰固化施工在地基加固处理中的应用

为探究粉煤灰固化施工在地基加固处理中的高效应用方法,分别将普通石灰、石膏、水玻璃溶液作为固化剂,制备不同灰水比的测试浆液。以某路面工程项目中的一小段废弃路段为试验路段,利用测试浆液实施地基加固处理施工,使用大型切割机将施工结果切割,作为试验试块,测试试块性能。结果表明:使用石膏作固化剂时固化粉煤灰浆液的初凝、终凝时间最短;以石膏为固化剂的固化粉煤灰浆液的地基加固方格试块的压实系数最大、无侧限抗压强度最高、低温强度最高,三者数值达到最高时的灰水体积比分别为15:10、15:10、13:10。以石膏为固化剂时,固化粉煤灰浆液的地基加固方格试块的性能表现最佳。

新型软土固化剂加固软土试验及应用研究

为解决水泥固化剂加固软土强度不足、完整性差的缺陷,以珠海杧洲隧道软弱土层三轴搅拌加固工程为背景,引入新研发的软土固化剂对软土地层进行加固。通过分析工程特点及施工风险,结合室内试验、现场试验等手段对软土加固机制进行阐释,并通过设置室内试验固化剂与水泥掺量对照组,对7 d与28 d的无侧限抗压强度进行试验。结果表明:1)龄期28 d固化剂13%掺量的固结体无侧限抗压强度为2.48 MPa,较水泥20%掺量强度增加91%;2)经现场试桩取芯试验,固化剂三轴搅拌桩芯样完整,各深度的无侧限抗压强度值均大于设计要求(0.8 MPa),最小值为1.86 MPa,平均值为2.47 MPa,加固效果均满足设计要求;3)相比水泥而言,可节约成本15%~30%。

增强剂对半刚性基层二次再生材料强度的影响试验研究

为研究增强剂对半刚性基层二次再生材料强度的影响,选择包括增强剂A(水泥无机分散剂)、增强剂B(高分子分散剂)、增强剂C(有机固化剂)和增强剂D(聚羧酸减水剂)在内的4种增强剂,以7 d无侧限抗压强度作为评价指标,对使用二次铣刨料的混合料进行研究,分析4种增强剂的作用,选取满足要求的增强剂。结果表明:不同增强剂的掺入对二次铣刨料的混合料强度影响不同,当水泥用量为3%时,增强剂A能使混合料强度提高约12.5%,增强剂B能使混合料强度提高约34.9%,增强剂C能使混合料强度提高约10.5%,而掺入增强剂D的混合料强度有所下降。

一种复合加固剂改良砂土的强度试验研究

本研究采用聚丙烯纤维和聚氨酯型固化剂复合加固材料(简称复合加固剂)对砂土进行改良,对不同配比的复合加固剂改良砂土的强度,进行了无侧限抗压和直剪试验研究,并对其改良机理进行较为深入的分析。试验结果表明,复合加固剂改良砂土的无侧限抗压强度和剪切强度均得到了一定程度的提高。当复合加固剂中固化剂的浓度一定时,砂土的无侧限抗压强度和黏聚力均随着纤维含量的增加先增加后减少,分别在纤维含量0.3%和0.2%左右达到峰值;当复合加固剂中纤维含量一定时,砂土的无侧限抗压强度和黏聚力均随着固化剂浓度增加而增加,而内摩擦角变化不大。综合试验结果和施工可行性,建议复合固化剂在改良砂土应用中的最佳配比为聚氨酯固化剂浓度30%,聚丙烯纤维含量0.2%。复合加固剂是结合物理和化学加固方式,能够有效地提高砂土强度。本研究结果为复合加固材料的进一步研究和应用提供一定的参考依据。

麦秸秆的力学性能及加筋滨海盐渍土的抗压强度研究

为开展天然草本纤维材料防腐前后的力学性能及加筋滨海盐渍土的抗压强度增长规律研究,本文探讨了麦秸秆的微结构特征及防腐方法、测试并对比了防腐前后的麦秸秆的质量增加率、吸水率、极限拉力和极限延伸率,证实用SH胶浸泡麦秸秆不仅能起到防腐作用,还可提高麦秸秆的力学性能。完成了不同加筋长度、不同加筋率及浸胶后呈不同状态麦秸秆的加筋滨海盐渍土无侧限抗压强度试验,结果证实:掺加长10mm麦秸秆优于掺加长20mm麦秸秆;适宜加筋率为0.3%～0.4%;掺加浸泡SH胶后呈潮湿状态的麦秸秆优于掺加浸泡SH胶后呈干燥状态的;麦秸秆加筋盐渍土的抗压强度高于素盐渍土。初步的研究结果表明,麦秸秆适宜作加筋材料使用。

膨胀性松散破碎软岩巷道注浆材料研究与应用

为提高水泥基注浆材料对膨胀性松散破碎软岩的加固效果,通过实验室实验对XPM纳米灌注剂-水泥基浆材的流动性、固结率及固结体抗压强度进行了研究,确定了注浆材料的适宜配比。结果表明,使用XPM纳米灌注剂可显著减小水用量,减缓离析沉淀,提高流动度,增强泵注性;缩短凝固时间,减小收缩率,提高固化强度等多重作用,为保证注浆施工质量奠定了基础,并在玉溪煤矿井底车场巷道修复加固中进行了成功应用。

矿粉固化剂处理盐渍吹填土地基效果研究

研究目的:曹妃甸吹填土含有大量细颗粒成分,且含盐量高,常规地基处理方法达不到强度和变形要求,化学固化方式处理该地区盐渍吹填土具有较大的优势。本文以10%矿粉作为固化剂主剂,硅酸钠、生石灰和石膏粉作为添加剂,分别进行单掺、双掺和三掺添加剂固化后的强度试验,分析盐渍吹填土在不同掺入材料、配比及不同期龄下的无侧限抗压强度变化规律。研究结论:(1)矿粉固化剂能大大提高曹妃甸盐渍吹填土的无侧限抗压强度,其中生石灰对矿粉固化盐渍吹填土的固化效果影响最大;(2)10%的矿粉+1.0%的生石灰+0.8%的硅酸钠+1.5%的石膏粉,是矿粉固化剂的最优配比方案,该配比固化土试样7 d无侧限抗压强度达到了2007 k Pa,28 d无侧限抗压强度增至3370 k Pa,完全能满足铁路地基强度要求;(3)该研究成果可为曹妃甸及其他滨海盐渍化吹填土地区铁路地基固化工程提供指导和理论依据。

C80细石高强自密实混凝土的配制技术研究

通过内掺降黏增强剂解决了C80细石高强自密实混凝土抗压强度低,自密实性能差的问题,配制出了28 d立方体抗压强度满足设计要求,坍落扩展度大于700 mm,T500<15 s,倒置坍落度筒排空时间<15 s的高强自密实细石混凝土,并探究了降黏增强剂及碎石最大粒径对C80细石高强自密实混凝土自密实性能和抗压强度的影响规律。

添加剂对焦粉型焦性能的影响

分析了热压成型及冷压成型方法的优劣。选择增强剂、固化防水剂等添加剂对水玻璃粘合剂进行改性,研究了添加剂对型焦性能的影响。实验结果表明,焦粉成型添加剂加入量为:水玻璃粘合剂12%,增强剂0.2%,固化防水剂0.3%,成型焦球生(干)型焦落下强度、生(干)型焦压缩强度、耐水性、热稳定性、反应活性等性能可满足工业生产的工艺要求。

新型矿用无机固化泡沫防灭火材料性能研究

矿井采空区煤自燃引起的火灾直接威胁着我国煤矿的安全开采和高效生产,而封堵采空区漏风通道是防治采空区煤自燃最有效的方法。探讨了无机发泡固化膏体充填材料组分速凝剂、发泡剂对其强度的影响,分析了增强剂的作用机理。结果表明:新型矿用无机固化泡沫材料的凝固速度与速凝剂的含量成正比;发泡倍数为10的充填材料连续固化7 d的抗压强度在1.7MPa以上;材料中存在的大量气泡形成无数均匀的缺陷,且增强剂使膏体浆液中的铝氧成分大规模快速地与水泥成分发生反应生成优良的水化矿物钙矾石,使材料受力时其总体结构不变化,中部不会产生裂隙而有效封堵火区裂隙,隔绝氧气。

自配轻质高强高透水率混凝土的配合比研究

采用模型试验经验公式,进行自配增强剂的混凝土正交强度配合比设计研究及透水率测试分析,分析自配增强剂的优化组成和改性混凝土的最佳配比,并对硬化样品进行了耐久性能、透水率以及环保放射性的检测,同时通过XRD、质谱分析(MS)、热重-差热分析(TG-DTA)及红外谱图(FTIR)等技术对增强剂的原料组成和性能进行了深入分析。结果表明:自配增强剂配制的透水混凝土是一种能缓解城市"热岛效应"、解决路面积水问题以及控制地下水位的轻质高强透水混凝土,最优配合比是1 m^3混合物中水泥∶石子∶水为1∶3.5∶0.3,乳化剂和增强剂占水泥含量的1.0%和3.8%。以掺入量为0.1%(占增强剂的百分量)的硅酸钠掺进增强剂中,可以提高水泥的抗渗性和强度。

海水拌合对盐渍土加固性能的影响

用水泥和磨细矿渣制作复合土壤固化剂,其中水泥与磨细矿渣的掺量比分别为1∶1和1∶3。在固化剂掺量为总质量(干土、水和固化剂质量之和)的10%和20%的条件下,分别用自来水和黄骅港涂滩区天然海水加固滨海盐渍土(以下简称加固土)。测试各配比加固土28 d和90 d龄期的无侧限抗压强度,并结合加固土烧失量、固结物含量、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)的结果分析了海水拌合对盐渍土加固性能的影响及机理。结果表明:当固化剂含量为20%,水泥与矿渣比例为1∶1时,海水拌合的加固土无侧限抗压强度的平均值高出自来水拌合的加固土约42%;水泥与矿渣比例为1∶3时,自来水拌合的加固土无侧限抗压强度的平均值高出海水拌合的加固土约23%。总体上加固土强度与固结物含量呈正相关,当固化剂含量相同时,加固土强度取决于孔隙中水化产物的数量;当固结物含量基本相同时,加固土的强度是水化产物数量与加固土的密实度共同作用的结果。海水拌合会抑制矿渣颗粒的水化反应,因此,当固化剂中矿渣比例较高时,海水拌合的加固土强度会低于自来水拌合的加固土。

固化粉煤灰抗压强度试验及固化机理研究

将具有优异性能的固化剂作为外掺剂应用于粉煤灰的固化研究。通过室内无侧限抗压强度试验,探讨了固化剂掺入比和龄期对固化粉煤灰强度的影响规律;通过固化粉煤灰X射线衍射(XRD)试验,研究了固化粉煤灰各组分在强度形成过程中的变化规律;通过扫描电镜(SEM)测试,分析了固化粉煤灰的微结构特点及微结构形成过程;在分析粉煤灰-石灰体系反应基本原理的基础上,提出了固化粉煤灰的固化机理,该研究将为固化粉煤灰在工程中的进一步应用奠定理论和试验基础。

硅烷偶联剂对矿用聚氨酯/粉煤灰加固材料压缩强度的影响

针对煤矿井下岩体破碎,冒顶片帮等事故的发生,以聚醚多元醇、多亚甲基多苯基异氰酸酯、粉煤灰(FA)、阻燃剂TCPP、硅烷偶联剂(MPS)为基本原料,通过原味聚合法制备出聚氨酯/粉煤灰(PU/FA)加固材料。在此基础上,探究了最优的粉煤灰掺量及3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)添加剂量。在最优条件下,通过扫描电镜和粒度分析仪,分别研究了PU/FA复合材料的微观形貌及粒度分布并进行对比。同时,研究了不同养护时间下PU、PU/FA-0%和PU/FA-2.5%对加固材料压缩强度的影响。结果表明:粉煤灰能有效填入聚氨酯基体中且当掺量为20%强度最优,添加2.5%的MPS不仅能有效促进粉煤灰颗粒的细化及在聚氨酯基体中的分散,还能进一步改善无机粉煤灰与有机聚氨酯两相间的界面性质与交联密度。