Mte系列土壤固化剂固化庄河黄土的性能与机理

发布时间：2017-06-19 18:01

  本文关键词：Mte系列土壤固化剂固化庄河黄土的性能与机理，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：土壤固化剂作为一类加入土壤中能显著改善土壤物理、化学性能的土壤添加剂,受到了广泛的关注。离子型土壤固化剂是其中最典型的一种,由于这种固化剂具有使用量少,使用方便,对土壤强度的调控能力强等优点,得到了广泛的应用。本文为了分析研究Mountain Tai公司配制的Mte-3、Mte-7两种无机离子型固体土壤固化剂的固化效果和固化机理,本文选取大连庄河市黄土作为研究对象,并探究Mte固化庄河市黄土得到的固化土的工程应用性能。首先,本文通过标准土木工程实验分析研究了庄河市黄土的基本参数,实验中采用烘干法测试土壤的天然含水率；采用筛析法测试土壤的粒径分布；采用液塑限联合测定实验测试土壤的液限、塑限和塑性指数；采用标准击实实验测试土壤的最佳含水率和最大干密度。粒径分布测试结果确定大连庄河市黄土属于级配良好的砾；土壤工程分类测试实验确定大连庄河市黄土属于低液限粘土,因此庄河市黄土适合应用到建筑工程中。然后,对Mte-3、Mte-7两种固化剂与水泥协同固化的土壤试样进行三点抗折强度测试和无侧限抗压强度测试,对每种固化剂加固土壤效果进行研究。数据结果确定两种固化剂都是与水泥协同起作用的固体土壤固化剂,并确定Mte-7与水泥共同固化大连庄河市黄土的固化效果比Mte-3与水泥共同的固化效果好。最后,通过XRD衍射测试、扫描电镜分析和ZETA-动电电位测试分析了Mte系列两种固化剂固化庄河市黄土的固化机理,并分析了两种土壤固化剂加固庄河市黄土的性能改善与固化机理之间的联系。对于Mte-3土壤固化剂：Mte-3与水泥固化土与原土相比,XRD结果显示,位于2-θ为12.450的原土的硅铝酸钠的谱峰和2-θ位于31.515的原土的伊利石谱峰消失消失,Mte-3与水泥固化土样品的扫描电镜照片与原土的扫描电镜照片相比,土壤颗粒表面由水泥固化物形成的絮凝结构和勾连结构包覆,通过ZETA-电动电位结果看出,Mte-3与水泥固化土样品的胶体颗粒与原土胶体颗粒相比,胶体颗粒粒径显著减小,Mte-3固化大连庄河市黄土的固化机理是其组分中氯化钠中的氯离子能够增强水泥的早期强度并能够促进水泥成分中的高价态阳离子与土壤胶体中的低价态阳离子之间的离子交换,使土壤胶体变小并在土壤胶体表面包覆了一层水泥固化物构成的坚硬外壳从而提高固化土强度；对于Mte-7土壤固化剂：Mte-7与水泥固化土与原土相比,XRD结果显示,位于2-θ为44.143和58.937处的原土的醋酸氯钙石的谱峰和2-θ位于31.515的原土的伊利石谱峰消失,固化土谱峰中出现了2-θ为53.890的氧化铁的谱峰,通过扫描电镜分析结果看出,Mte-7与水泥固化土样品中形成了网状的网格结构,小颗粒片状固体均一整齐的镶嵌在网格结构中,整体结构呈现空间立体状态,通过ZETA电位分析结果看出,Mte-7与水泥固化物样品的胶体颗粒的粒径显著减小,Mte-7固化大连庄河市黄土的固化机理主要有两个：第一,Mte-7成分中也有氯化钠,其中的氯离子的作用机理与Mte-3中的氯离子的作用机理一致,第二,其组分中的高铁酸钾能够氧化大连庄河市黄土中的有机质并产生气体,使土壤颗粒间更分散,增加土壤颗粒与水泥凝胶的接触面积,使固化后的土壤颗粒周围形成由水泥固化物形成的网状结构,从而提高固化土的强度。
【关键词】：Mte-3、Mte-7土壤固化剂 庄河市黄土 固化效果 固化机理
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU472;TU444
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-24
• 1.1 选题依据及研究意义11
• 1.2 土壤物理化学性质分析及土壤工程性能简介11-18
• 1.2.1 土壤成分及胶体特性简介11-13
• 1.2.2 土壤胶体形成及稳定性保持机制13-15
• 1.2.3 土壤的双电层结构及其特性15-17
• 1.2.4 土壤在工程中的应用及其应用缺陷17-18
• 1.3 土壤固化剂增强土壤工程性能18-20
• 1.3.1 土壤固化剂简介、分类和作用机理18-20
• 1.3.2 国内外土壤固化剂研究进展20
• 1.4 土壤固化剂的开发和测试20-23
• 1.5 本人拟解决的问题和使用的方法23-24
• 2 大连庄河市黄土的土木工程实验24-45
• 2.1 大连庄河市黄土的粒度分析24-28
• 2.1.1 依据粒径范围对土壤的分类24-25
• 2.1.2 描述土壤的粒度分布特征的参数25
• 2.1.3 大连庄河市黄土的粒度分布测试25-27
• 2.1.4 大连庄河市黄土所属土壤类别分析27-28
• 2.2 大连庄河市黄土的天然含水率分析28-31
• 2.2.1 土壤的天然含水率定义及测试方法(烘干法)确定28-29
• 2.2.2 大连庄河市黄土天然含水率测试使用的仪器设备29
• 2.2.3 大连庄河市黄土天然含水率测试的参数29
• 2.2.4 大连庄河市黄土天然含水率测试29
• 2.2.5 大连庄河市黄土天然含水率测试结果29-30
• 2.2.6 大连庄河市黄土天然含水率计算30-31
• 2.3 大连庄河市黄土的液塑限分析31-37
• 2.3.1 测试的土壤液塑限目的及测试方法(液塑限联合测定)31-32
• 2.3.2 大连庄河市黄土液塑限联合测定实验的仪器设备32
• 2.3.3 大连庄河市黄土液塑限联合测定的参数32-33
• 2.3.4 大连庄河市黄土的液塑限联合测定33-34
• 2.3.5 大连庄河市黄土的液塑限联合测定结果34-35
• 2.3.6 大连庄河市黄土的液塑限计算35-36
• 2.3.7 大连庄河市黄土所属土壤类别分析36-37
• 2.4 大连庄河市黄土的最佳含水率和最大干密度分析37-43
• 2.4.1 大连庄河市黄土的含水率与干密度测定方法(击实实验)37
• 2.4.2 大连庄河市黄土的标准击实实验测试的参数37-38
• 2.4.3 大连庄河市黄土的标准击实实验中应用的仪器设备38-39
• 2.4.4 标准击实实验分析大连庄河市黄土的干密度和含水率39-41
• 2.4.5 大连庄河市黄土的标准击实实验结果41-42
• 2.4.6 大连庄河市黄土的含水率与干密度计算42-43
• 2.4.7 大连庄河市黄土的最佳含水率和最大干密度确定43
• 2.5 本章小结43-45
• 3 Mte系列土壤固化剂固化大连庄河市黄土固化性能分析45-60
• 3.1 Mte系列固化剂效果对比实验的实验思路和实验流程设计45-47
• 3.1.1 实验配比方案设计45
• 3.1.2 原料配比确定45-47
• 3.2 试样成型47-48
• 3.3 三点抗折强度测试实验48-54
• 3.3.1 脆性材料及三点抗折实验48-50
• 3.3.2 固化物试样的三点抗折强度测试50-51
• 3.3.3 固化物试样的三点抗折强度结果51-52
• 3.3.4 固化物试样的三点抗折强度对比与讨论52-54
• 3.3.5 Mte系列固化剂加固大连庄河市黄土的抗折强度分析54
• 3.4 无侧限抗压强度测试实验54-59
• 3.4.1 脆性材料的无侧限抗压强度54-55
• 3.4.2 固化物试样的无侧限抗压强度测试55
• 3.4.3 固化物试样的无侧限抗压强度测试结果55-56
• 3.4.4 固化物试样的无侧限抗压强度对比56-58
• 3.4.5 Mte系列固化剂加固大连庄河市黄土的抗压强度分析58-59
• 3.5 本章小结59-60
• 4 Mte系列土壤固化剂固化大连庄河市黄土的固化机理分析60-76
• 4.1 Mte系列固化剂加固大连庄河市黄土前后矿物成分变化60-69
• 4.1.1 各原料的矿物成分分析60-64
• 4.1.2 水泥固化黄土的固化物样品矿物成分分析64-65
• 4.1.3 Mte-3固化黄土的试样矿物成分与黄土的矿物成分比较65-67
• 4.1.4 Mte-7固化黄土的试样矿物成分与黄土的矿物成分比较67-69
• 4.1.5 Mte-3和Mte-7固化大连庄河市黄土的固化机理总结69
• 4.2 Mte系列固化剂加固大连庄河市黄土前后微观结构变化69-73
• 4.2.1 水泥固化黄土的试样微观结构特征69-71
• 4.2.2 Mte-3固化黄土的试样微观结构特征71-72
• 4.2.3 Mte-7固化黄土的试样微观结构特征72-73
• 4.2.4 Mte系列固化剂改变黄土微观结构特征总结73
• 4.3 Mte系列固化剂加固大连庄河市黄土前后土壤胶体颗粒粒径变化73-76
• 4.3.1 各组试样的土壤胶体双电层厚度比较74-75
• 4.3.2 Mte-3、Mte-7、水泥对土壤胶体结构的影响75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况82-83
• 致谢83-84

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