碱激发矿渣改良弱膨胀土物理力学性质的试验研究

发布时间：2020-03-20 11:57

【摘要】：膨胀土具有胀缩性、多裂隙性等特点,是一种典型的“灾害土”,对建筑物存在安全隐患。碱激发矿渣可生成具有胶结能力的地质聚合物,可用于改良工程材料性质。本文以淮南市膨胀土为研究对象,研究在27.89%NaOH碱激发条件下,不同掺量矿渣(5%、15%、15%和20%)对膨胀土塑液限、抗压强度、直剪强度及胀缩性的影响。主要得出以下结论:(1)实验用土自由膨胀率为54%,属于弱膨胀潜势。(2)与素膨胀土相比较,碱激发矿渣对膨胀土的液、塑限影响较为明显;膨胀土塑限随着矿渣掺量的增大而减小,而液限随着矿渣掺量的增大,先增大后减小。(3)素膨胀土及碱激发矿渣改良膨胀土抗压强度和直剪强度均随着龄期增长而增大,且增长趋势7d之前较快,7d后较慢;随着矿渣掺量的增大,碱激发矿渣改良膨胀土抗压强度和直剪强度均有增大的趋势。(4)与素膨胀土相比,碱激发矿渣改良膨胀土的胀缩性显著减小,且随着矿渣掺量的增大,膨胀土膨胀和收缩均有减小的趋势;碱激发矿渣膨胀土(矿渣掺量为20%)养护14d后,自由膨胀率降低了 70.4%;线缩率和体缩率分别降低了75.7%和 72.6%。(5)从碱激发矿渣改良膨胀土试样扫描电镜照片中可以观察到,在膨胀土颗粒表面生成了地质聚合物,且随着养护龄期和矿渣掺量的增加,地质聚合物结构越来越密实;但由于碱激发矿渣改良膨胀土微观结构存在裂隙,对土颗粒的胶结能力有限,这可能是造成碱激发矿渣改良膨胀土抗压强度、直剪强度没有素膨胀土高的原因。(6)膨胀土 XRD试验表明:碱激发矿渣改良膨胀土矿物成分中生成的C-S-H(水化硅酸钙)晶体量随着矿渣掺量的增加而增加,同时也随着养护时间的增加而不断增加。综上所述,碱激发矿渣对膨胀土强度有一定的不利影响,不会影响工程安全,但是可以有效缓解膨胀土的胀缩性,有望成为一种膨胀土改良的有效方法。图[32]表[17]参[69]。
【图文】：

形貌,膨胀土胀缩,裂缝,形貌

失水收缩），多裂隙性，超固结性等特性，膨胀土粘土颗粒成分主要是亲水逡逑性矿物ｎ＿３］。在自然条件Ｆ，膨胀土有的呈硬塑状态，有的呈坚硬状态，颜色大多逡逑呈现为抟、灰白、褐色等［４］。图１－１为膨胀上胀缩Ｗ引起裂隙的形貌。逡逑穿＇｜＞啊堒，逡逑一…邋ｖ，＇ｒ’邋＇邋‘逦＼邋Ｊｉ邋晏逡逑夂逡逑图１－１膨胀土胀缩裂缝形貌逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｒａｃｋ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｅｘｐａｎｓｉｖｅ邋ｓｏｉｌ逡逑膨胀上为广泛分布在陆地表面上的一类特殊性上体。膨胀土／ｉ：我国主要分布逡逑厂河＿南、山西、湖北、湖南、广西、河北、安徽、陕西、贵州、四川、山东、云逡逑南等省，其中ｚ？南、广四、湖北、贵州等Ｍｉ的膨胀上较打代表性，分布也最广［５】，逡逑膨胀上在我国各省的分布如阁１－２所示。大部分的膨胀上都足坡枳物和冲积物，逡逑也有一部分膨胀土是湖相沉枳物。膨胀上多数分布于盆地的边缘部分和二级以上逡逑（包括二级）的阶地上，少数分布在小范围的一级阶地上［６］。逡逑膨胀土是具有特殊性质的粘性土，主要原因是膨胀上的矿物成分主要为伊利逡逑石、蒙脱石、高岭石等亲水性矿物，正是由于此原因，膨胀土具有明显的吸水膨逡逑胀、失水收缩的特性［７］。崩解性也是膨胀土的特性之一，崩解性即在干湿循环及逡逑风化作用下

分布图,膨胀土,分布图

失水收缩），多裂隙性，超固结性等特性，膨胀土粘土颗粒成分主要是亲水逡逑性矿物ｎ＿３］。在自然条件Ｆ，膨胀土有的呈硬塑状态，有的呈坚硬状态，颜色大多逡逑呈现为抟、灰白、褐色等［４］。图１－１为膨胀上胀缩Ｗ引起裂隙的形貌。逡逑穿＇｜＞啊堒，逡逑一…邋ｖ，＇ｒ’邋＇邋‘逦＼邋Ｊｉ邋晏逡逑夂逡逑图１－１膨胀土胀缩裂缝形貌逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｒａｃｋ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｅｘｐａｎｓｉｖｅ邋ｓｏｉｌ逡逑膨胀上为广泛分布在陆地表面上的一类特殊性上体。膨胀土／ｉ：我国主要分布逡逑厂河＿南、山西、湖北、湖南、广西、河北、安徽、陕西、贵州、四川、山东、云逡逑南等省，其中ｚ？南、广四、湖北、贵州等Ｍｉ的膨胀上较打代表性，分布也最广［５】，逡逑膨胀上在我国各省的分布如阁１－２所示。大部分的膨胀上都足坡枳物和冲积物，逡逑也有一部分膨胀土是湖相沉枳物。膨胀上多数分布于盆地的边缘部分和二级以上逡逑（包括二级）的阶地上，少数分布在小范围的一级阶地上［６］。逡逑膨胀土是具有特殊性质的粘性土，主要原因是膨胀上的矿物成分主要为伊利逡逑石、蒙脱石、高岭石等亲水性矿物，，正是由于此原因，膨胀土具有明显的吸水膨逡逑胀、失水收缩的特性［７］。崩解性也是膨胀土的特性之一，崩解性即在干湿循环及逡逑风化作用下
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU443

【参考文献】