改良红层工程性能与环境耐久性研究进展

红层在我国东南、西南、西北地区广泛分布,因其膨胀收缩性、遇水崩解性、岩体软弱性等特点,往往不能直接作为填料应用于路基工程,必须进行物理或化学改良处理。通过文献调研,本文从红层崩解机理、工程改良方法、改良效果及环境耐久性等方面对国内外研究进行了梳理。并结合现有研究,提出未来应加强环境荷载(如干湿、冻融作用)及静、动荷载单独或耦合作用下改良红层的耐久性研究。

不同容重等级微孔混凝土基本性能及微观结构研究

制备容重等级700~1300 kg/m^(3)的微孔混凝土试件,研究微孔混凝土干湿容重的关系,容重等级与抗压强度、吸水率、软化系数、抗折强度和折压比的关系,以及聚丙烯纤维对微孔混凝土抗压强度和抗折强度的影响。结果表明,微孔混凝土的容重越高,其抗压强度、抗折强度越大,吸水率越低,软化系数越高;1.4%体积掺量的聚丙烯纤维可以显著提高微孔混凝土的抗折强度。通过电镜观察和XRD分析,揭示了微孔混凝土的孔结构、水化产物的微观形貌、膨胀珍珠岩和聚丙烯纤维在胶凝材料中存在的形式及水化产物,从微观结构角度解释容重等级对微孔混凝土基本性能的影响。

西北地区红层泥岩崩解特性试验研究

针对西北地区红层泥岩设计了一套自由浸水崩解装置,对不同质量的红层泥岩试块进行自由浸水试验。考虑试块的吸水过程,将试块吸水率作为崩解试验结果的补偿,研究不同质量红层泥岩试块的崩解率、崩解速率随时间变化规律。结果表明,测试红层泥岩膨胀性矿物含量较少,其崩解的前30%时间内崩解率可达45%~75%,前50%时间内崩解率可达68%~90%,崩解总时间T与试块质量m满足T=a*(1-e^(-b*m)) 关系。随着试块质量增加,试块崩解速率越大,且崩解的前50%时间内崩解率增加显著。

高掺量煅烧煤矸石粉胶结料的力学和水化特性研究

研究了煅烧煤矸石-水泥熟料-石膏胶材体系的力学和水化特性。结果表明,煅烧煤矸石适当取代部分熟料制备的胶凝材料具有较好的力学性能,最佳取代量为35%,7d和28d强度可达23.8MPa和29MPa。无水硫酸钠的掺入可明显提升胶材体系的早期和后期强度,最佳掺量为5%,3d、7d和28d强度分别提升100%、32.4%和40%。利用XRD和SEM对胶凝材料改性前后的物相组成分析发现,无水硫酸钠的掺入使体系早期生成了大量的Ca(OH)_(2)贯穿于C-S-H凝胶中,且Ca(OH)_(2)的存在加速石膏溶解,加快AFt生成,填充孔隙,使体系结构致密,提高了早期强度。

再生微粉多元复合胶凝体系的性能研究

再生微粉复合胶凝体系对再生微粉的应用具有积极作用。本文采用再生微粉-水泥-粉煤灰构建二元/三元复合胶凝体系,研究了再生微粉的掺量对胶砂试块物理、力学性能的影响,并通过XRD和SEM探究了胶砂试块的水化产物和显微结构。结果表明:随着再生微粉掺量的增加,胶砂试块3、7、28 d的抗压强度逐渐下降,需水量增加,流动度下降,干缩值先减小后增大;掺有再生微粉和粉煤灰的复合胶凝体系胶砂试块的干燥收缩在7~14 d发展较快。随着再生微粉和粉煤灰掺量的增加,水化硅酸钙生成量逐渐减少,胶砂试块内部孔隙、裂隙明显增多。再生微粉和粉煤灰对水泥的总取代率最大为40%(质量分数)。