干湿循环对碱激发材料固化细铁尾矿砂强度特性的影响分析
发布时间：2021-08-28 07:54
通过无侧限抗压强度和干湿循环试验测试,山东临沂废弃铁尾矿砂在C、D、E三种碱激发材料的固化胶凝作用下满足了路基填料的强度要求,并显示出优于水泥固化件的耐久性。在与水泥掺量相同的情况下,三种新型材料固化体7 d强度是水泥固化体强度的1.79～2.18倍;12次循环后强度系数是水泥固化体的1.1～2.2倍,C、D、E干湿循环的第一次浸泡液pH值比水泥胶凝体低0.89～1.10,C和E质量损失率小于水泥固化细铁尾砂,充分说明新型碱激发类材料作为环境友好经济型固化剂,在细铁尾矿砂改良与资源化应用为路基填料方面效果良好。
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(07)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
铁尾砂的筛分曲线
2.1 无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验已广泛用于评价凝固稳定效果[32]。试验结果如图2所示,总体而言,固化铁尾砂的强度随着龄期的增长而增加。在7 d到28 d的龄期中,只有B、F小于对照组。从强度方面来讲,6%的掺量不适用于B、F,其余的新型固化剂在强度方面体现出足够的优势,7 d强度中A、C、D、E的强度分别为水泥固化体的1.12倍、2.18倍、2.01倍和1.79倍。
从早强性方面来讲,C和D在第7 d的强度就已经达到2.5 MPa以上,克服了早期强度低的缺陷。虽然新型固化剂的应力应变曲线图都属于应变软化型[33-36],由于药剂的成分与比例各有不同,新型固化剂之间的破坏应变随龄期的变化趋势分为两种:第一种为随着龄期的增长,破坏应变随着强度增大而减小的规律性曲线,如图3中的B、F所示;另一种为随龄期的增长,强度增大但是破坏应变不规律增长的曲线,如A、C、D、E、CE所示。随着养护龄期的增长,水化程度加深,填料之间由最初分子间摩擦力转变为水化物中针状或网状的分子作用力,试件结构强度随之增长。A、C、D不同龄期曲线在弹性阶段有部分重合区间,说明该龄期试块的水化反应阶段与上一龄期处于同一阶段,故弹性变形阶段前半部分与上一龄期重合之后继续增长直至到达顶峰。各固化体的破坏形态均为塑性破坏如图3所示。试件的含水量和干密度是影响其无侧限抗压强度(qu)的因素。在冻土中,土体应力应变曲线随着含水率的增加由软化型向塑性硬化型转变[37];在水泥土中,qu随含水率增加线性递减[38];在黄土中,qu随含水率递增呈现二次函数的递减趋势,随干密度增加线性升高[39]。考虑到含水率作为干密度计算公式的一个指标,本文拟综合参数Kmd涵盖含水率、干密度和龄期来评定其对强度的影响。如图4所示,强度随Kmd的增大呈现递减的趋势。图中仅画出强度最大的药剂C和强度较小的药剂F的拟合曲线,从表5得知,试件的Kmd-qu拟合曲线除E外均为指数递减曲线,且拟合相关度较高。E中GGBS所占比例为70%,潜在水硬性强,对含水率的变化很敏感,故其qu随含水率增大近似呈直线降低。固化铁尾砂用作路基填料时,在养护过程中或是后期检测强度时可以钻芯取样,直接测试含水率和干密度,得知龄期后就可以得到强度的一个预估值,从而判断其是否还在服役年限。
【参考文献】：
期刊论文
[1]干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土路用性能研究[J]. 杨文青. 内蒙古公路与运输. 2018(05)
[2]干湿循环条件下水泥粉煤灰固化南沙淤泥土试验研究[J]. 梁仕华,曾伟华. 工业建筑. 2018(07)
[3]干湿循环作用下水泥乳化沥青砂浆质量变化与体积稳定性[J]. 周锡玲,谢友均,郑克仁,傅强. 硅酸盐学报. 2018(07)
[4]2017年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报[J]. 环境保护. 2018(Z1)
[5]水泥改性膨胀土在侵蚀环境下的干湿循环效应研究[J]. 黄伟,汪时机,程明书,李贤,王晓琪,沈泰宇. 硅酸盐通报. 2018(02)
[6]贵州地区铁尾矿路用性能试验研究[J]. 罗翱,文远松,杨昌盛. 价值工程. 2017(30)
[7]不同pH值下水泥土力学与渗透特性试验研究[J]. 傅小姝,王江营,张贵金,陈迪,雷鹏. 铁道科学与工程学报. 2017(08)
[8]铁尾矿胶结充填料的物理力学性能研究[J]. 杨陆海. 现代矿业. 2017(02)
[9]保水剂与有机肥配施对铁尾矿理化性质的改良作用[J]. 李想,张宝娟,李继泉,李玉灵,李晨光. 应用生态学报. 2017(02)
[10]磷酸镁水泥固化铅污染土的应力—应变特性研究[J]. 张亭亭,李江山,王平,李振泽. 岩土力学. 2016(S1)
博士论文
[1]淤泥质土的固化及力学特性的研究[D]. 郭印.浙江大学 2007
硕士论文
[1]无机结合料铁尾矿砂强度形成机理及基层优化设计研究[D]. 姜伟强.哈尔滨工业大学 2018
[2]机制砂干混砌筑砂浆的性能研究[D]. 朱柯.重庆大学 2013
[3]铁尾矿砂自密实混凝土耐久性能试验研究[D]. 杨会娟.合肥工业大学 2013
[4]无机结合料稳定铁尾矿砂的路用性能研究[D]. 杨青.大连理工大学 2008
[5]唐山市农村公路路面典型结构研究[D]. 韦奔.长安大学 2008
本文编号：3368126
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(07)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
铁尾砂的筛分曲线
2.1 无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验已广泛用于评价凝固稳定效果[32]。试验结果如图2所示,总体而言,固化铁尾砂的强度随着龄期的增长而增加。在7 d到28 d的龄期中,只有B、F小于对照组。从强度方面来讲,6%的掺量不适用于B、F,其余的新型固化剂在强度方面体现出足够的优势,7 d强度中A、C、D、E的强度分别为水泥固化体的1.12倍、2.18倍、2.01倍和1.79倍。
从早强性方面来讲,C和D在第7 d的强度就已经达到2.5 MPa以上,克服了早期强度低的缺陷。虽然新型固化剂的应力应变曲线图都属于应变软化型[33-36],由于药剂的成分与比例各有不同,新型固化剂之间的破坏应变随龄期的变化趋势分为两种:第一种为随着龄期的增长,破坏应变随着强度增大而减小的规律性曲线,如图3中的B、F所示;另一种为随龄期的增长,强度增大但是破坏应变不规律增长的曲线,如A、C、D、E、CE所示。随着养护龄期的增长,水化程度加深,填料之间由最初分子间摩擦力转变为水化物中针状或网状的分子作用力,试件结构强度随之增长。A、C、D不同龄期曲线在弹性阶段有部分重合区间,说明该龄期试块的水化反应阶段与上一龄期处于同一阶段,故弹性变形阶段前半部分与上一龄期重合之后继续增长直至到达顶峰。各固化体的破坏形态均为塑性破坏如图3所示。试件的含水量和干密度是影响其无侧限抗压强度(qu)的因素。在冻土中,土体应力应变曲线随着含水率的增加由软化型向塑性硬化型转变[37];在水泥土中,qu随含水率增加线性递减[38];在黄土中,qu随含水率递增呈现二次函数的递减趋势,随干密度增加线性升高[39]。考虑到含水率作为干密度计算公式的一个指标,本文拟综合参数Kmd涵盖含水率、干密度和龄期来评定其对强度的影响。如图4所示,强度随Kmd的增大呈现递减的趋势。图中仅画出强度最大的药剂C和强度较小的药剂F的拟合曲线,从表5得知,试件的Kmd-qu拟合曲线除E外均为指数递减曲线,且拟合相关度较高。E中GGBS所占比例为70%,潜在水硬性强,对含水率的变化很敏感,故其qu随含水率增大近似呈直线降低。固化铁尾砂用作路基填料时,在养护过程中或是后期检测强度时可以钻芯取样,直接测试含水率和干密度,得知龄期后就可以得到强度的一个预估值,从而判断其是否还在服役年限。
【参考文献】：
期刊论文
[1]干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土路用性能研究[J]. 杨文青. 内蒙古公路与运输. 2018(05)
[2]干湿循环条件下水泥粉煤灰固化南沙淤泥土试验研究[J]. 梁仕华,曾伟华. 工业建筑. 2018(07)
[3]干湿循环作用下水泥乳化沥青砂浆质量变化与体积稳定性[J]. 周锡玲,谢友均,郑克仁,傅强. 硅酸盐学报. 2018(07)
[4]2017年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报[J]. 环境保护. 2018(Z1)
[5]水泥改性膨胀土在侵蚀环境下的干湿循环效应研究[J]. 黄伟,汪时机,程明书,李贤,王晓琪,沈泰宇. 硅酸盐通报. 2018(02)
[6]贵州地区铁尾矿路用性能试验研究[J]. 罗翱,文远松,杨昌盛. 价值工程. 2017(30)
[7]不同pH值下水泥土力学与渗透特性试验研究[J]. 傅小姝,王江营,张贵金,陈迪,雷鹏. 铁道科学与工程学报. 2017(08)
[8]铁尾矿胶结充填料的物理力学性能研究[J]. 杨陆海. 现代矿业. 2017(02)
[9]保水剂与有机肥配施对铁尾矿理化性质的改良作用[J]. 李想,张宝娟,李继泉,李玉灵,李晨光. 应用生态学报. 2017(02)
[10]磷酸镁水泥固化铅污染土的应力—应变特性研究[J]. 张亭亭,李江山,王平,李振泽. 岩土力学. 2016(S1)
博士论文
[1]淤泥质土的固化及力学特性的研究[D]. 郭印.浙江大学 2007
硕士论文
[1]无机结合料铁尾矿砂强度形成机理及基层优化设计研究[D]. 姜伟强.哈尔滨工业大学 2018
[2]机制砂干混砌筑砂浆的性能研究[D]. 朱柯.重庆大学 2013
[3]铁尾矿砂自密实混凝土耐久性能试验研究[D]. 杨会娟.合肥工业大学 2013
[4]无机结合料稳定铁尾矿砂的路用性能研究[D]. 杨青.大连理工大学 2008
[5]唐山市农村公路路面典型结构研究[D]. 韦奔.长安大学 2008
本文编号：3368126
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