地聚物胶凝材料固化硫酸盐渍土试验研究
本文关键词：地聚物胶凝材料固化硫酸盐渍土试验研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：盐渍土化学固化法是指采用固化剂对盐渍土进行处理,以满足不同工程对地基强度、耐久性和水稳性的要求,可有效解决盐渍土地区因溶陷、盐胀、腐蚀等病害给建构筑物造成的严重危害。地聚物胶凝材料是今年来国际上研究非常活跃的材料之一,具有原料来源广、节约资源、成本低、绿色环保等优点,应用前景十分广泛。粉煤灰是一种典型的可以被激发剂激发而发生水化、产生强度的地聚物胶凝材料。水玻璃是现今应用较为广泛的化学注浆材料,具有无毒、价格低廉、适应性好的优势,同时,水玻璃是常用的碱性激发剂之一。本文采用以水玻璃、生石灰为复合激发剂、粉煤灰为原料制备的地聚物胶凝材料固化硫酸盐渍土,分析了固化硫酸盐渍土的强度特征,并通过X射线衍射(XRD)、化学成分分析、扫描电子显微镜(SEM)等试验方法,探讨了地聚物胶凝材料固化硫酸盐渍土的机制。(1)水玻璃可较好的改善盐渍土的强度特性,但当采用水玻璃、石灰、粉煤灰联合固土时,石灰含量不宜超过8㳠。当石灰含量小于8㳠时,水玻璃石灰粉煤灰固化硫酸盐渍土的强度较二灰固化土有很大提升。石灰粉煤灰掺量保持恒定时,水玻璃浓度提高,则水玻璃石灰粉煤灰固化硫酸盐渍土的强度也随之增长。(2)经水玻璃石灰激发粉煤灰生成的地聚物胶凝材料固化后的硫酸盐渍土的矿物成分与天然硫酸盐渍土的基本吻合,无水芒硝的衍射强度降低,固化土中的SO42-离子含量大幅度下降。(3)水玻璃和石灰对粉煤灰的碱激发作用、水玻璃的水解作用及水玻璃与盐渍土中易溶盐的吸附作用生成的凝胶充填了大量孔隙,颗粒被包裹,颗粒之间的接触面积增大,孔隙大量减小,从而使得骨架颗粒的接触形式由最初的点接触变为最终的面胶结,固化盐渍土的结构变得较为致密,通过凝胶而粘结成为一个致密的空间网状整体结构,土体强度得以提高。同时,SO42-离子的吸附作用使得固化盐渍土中SO42-离子含量大幅度降低,可有效减弱硫酸盐渍土盐胀给建设工程带来的危害。
【关键词】：地聚物胶凝材料 水玻璃 盐渍土 强度 微观结构 化学分析
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU448
【目录】：
- 中文摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 前言8-17
- 1.1 概述8-11
- 1.1.1 选题依据8-10
- 1.1.2 研究意义10-11
- 1.2 国内外研究现状综述11-15
- 1.2.1 固化盐渍土的研究现状11-12
- 1.2.2 水玻璃固化土研究现状12-13
- 1.2.3 地聚物胶凝材料的研究现状13-15
- 1.3 主要研究内容及技术路线15-17
- 1.3.1 主要研究内容15
- 1.3.2 研究技术路线15-17
- 第二章 试验材料及方案17-25
- 2.1 盐渍土取样17-18
- 2.2 硫酸盐渍土的基本性质试验18-21
- 2.2.1 击实试验18-20
- 2.2.2 易溶盐含量测试实验20-21
- 2.3 改性剂的性质及基本参数21-23
- 2.3.1 粉煤灰21
- 2.3.2 石灰21-22
- 2.3.3 水玻璃的基本性质22-23
- 2.4 改性剂掺量范围选择23
- 2.5 土样制备及试验安排23-25
- 第三章 固化盐渍土的强度特性25-35
- 3.1 固化盐渍土抗压强度特性25-30
- 3.1.1 无侧限抗压强度随粉煤灰含量的变化25-27
- 3.1.2 无侧限抗压强度和水玻璃浓度变化的关系27-28
- 3.1.3 固化盐渍土的变形特征28-30
- 3.2 固化盐渍土的抗剪强度试验30-34
- 3.2.1 粘聚力和内摩擦角与石灰含量变化的关系30-32
- 3.2.2 抗剪强度参数随水玻璃浓度的变化32-34
- 3.3 本章小结34-35
- 第四章 固化盐渍土的衍射及化学组成35-42
- 4.1 X射线衍射分析35-39
- 4.2 化学成分分析39-40
- 4.3 本章小节40-42
- 第五章 固化盐渍土的微观结构及固化机理探讨42-49
- 5.1 固化盐渍土的微观结构分析42-46
- 5.2 固化机理探讨46-48
- 5.3 本章小结48-49
- 第六章 结论49-51
- 6.1 主要结论49-50
- 6.2 展望50-51
- 参考文献51-55
- 在校期间的研究成果55-56
- 致谢56
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