SAC固化软土的力学性能与固化机理研究
发布时间：2020-12-06 00:41
海相软土固化处理是近海基础设施建设中的重要环节,硫铝酸盐水泥(SAC)具有快硬早强、硬化浆体耐海水侵蚀等特性,适用于海洋工程领域。现阶段对于SAC固化土的力学性能研究较多,但对于SAC基固化剂的性能优化方法及胶凝机理等方面的研究尚未系统展开。本文基于宏观力学试验及微观测试,针对SAC固化土的力学性能与固化机理展开研究。通过改变SAC中石膏的掺入量,分析了石膏掺量对SAC固化土力学性能、水化产物组成及微观结构的影响;通过比对不同掺量SAC及普通硅酸盐水泥(P.O)固化土无侧限抗压强度和水化产物,探究了不同类别水泥固化土力学性能和固化机理的差异;通过分析不同养护温度下SAC及P.O固化土无侧限抗压强度,研究了温度对固化土早期强度发展的影响,并找出了影响SAC固化土强度提升因素的主次顺序。本文的主要研究成果如下:(1)SAC的最优石膏掺量。通过改变SAC中石膏的掺入量,对比了不同石膏掺量下SAC固化土无侧限抗压强度,找出了 SAC的最优石膏掺量;(2)SAC固化土的固化机理。通过分析SAC固化土矿物组成以及微观结构的变化,并结合力学试验的结果,探究了 SAC固化土的固化机理;(3)SAC固化...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??
?ＳＡＣ固化软土的力学性能与固化机理研究???Ｉ——???，?勝１??图２．１１微观测试样本??Ｆｉｇ．?２．１１?Ｍｉｃｒｏ?ｔｅｓｔ?ｓａｍｐｌｅ??２．４本章小结??本章依据《公路土工试验规程》（汀０￡４０－２００７）、《土工试验方法标准》（ＧＢ／Ｔ??５０１２３－２０１９）、《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ?５０００７－２０１１?）、《软土地区岩土工程勘??察规程》（ＪＣＵ８３－２０１１?）等相关规定，测定了原状土的基本物理性能；通过ＸＲＤ、ＸＲＦ??微观测试方法测定了原状土、Ｐ．Ｏ、ＳＡＣ熟料的微观组分。本章主要研究成果如下：??（１）原状土烧失量为５．３％，为低有机质含量有机土；原状土天然含水率在４０％?￣??５０％之间，天然密度为１．８５?ｇ／ｃｍ３，?土粒比重为２．７２，孔隙比为０．８４８，塑限为２３．３％，液??限为３８．３％，塑性指数为１５。由以上指标可以判定，原状土属于沿海低有机质含量的粉??质黏土；??（２）原状土中含量最多的矿物质是石英，其次是白云母，含量最多的元素是Ｓｉ，??其次是Ａ１。??－１６?－??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???Ｉ?Ｉｄ??４〇１?［１３３ｄ??■｜７ｄ??〇?１０?２０?３０?Ｐ．０??石＃捧量（％）??图３．２固化土含水率图??Ｆｉｇ．?３．２?Ｍｏｉｓｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ?ｓｏｉｌ??３．３石膏掺量对ＳＡＣ固化土微观结构与组分的影响??３．３．１?ＳＡＣ熟料的水化机理??硫铝酸钙（Ｃ４Ａ３Ｓ）是ＳＡＣ熟料中的主要矿物，其水化特性决定了?ＳＡＣ的水化进程与??水化产物１５３］。ＳＡＣ熟料单独水化时，Ｃ４Ａ３￥的主要水化反应如方程式（３．１）、（３．２）所示，此??反应的水化产物为单硫型水化硫铝酸钙（Ｃ４ＡＳＨＩ２，以下简称ＡＦｎｉ）、ＡＦｔ与ＡＨ３【５４］。??Ｃ４Ａ３￥?＋?１８Ｈ?＾?Ｃ４Ａ￥Ｈｉ２?＋?２ＡＨ３?（３．１）??３Ｃ４Ａ３￥?＋?９８Ｈ?＾?Ｃ６Ａ￥３Ｈ３２?＋?２ＣＡＨ，〇?＋?２ＡＨ，?（３．２）??ｗａｎｇ［５５］根据式（３．３），推测在没有硫酸钙的情况下，ＡＦｔ、水化铝酸钙（Ｃ３ＡＨ６）可能与??ＡＩ－ｈ—起形成。Ｓｏｎｇ［５６］等人的研究结果支持这一假设。??３Ｃ４Ａ３￥?＋?６２Ｈ?—＾?Ｃ６Ａ￥？Ｈ３２?２Ｃ３ＡＨ６?＋?６ＡＨ３?（３．３）??二水石膏（Ｃ￥Ｈ２）或无水石膏的加入促进了?ＡＦｔ的形成，如式（３．４）中的简化形式所示，??其速率取决于硫酸钙的溶解速率［５７］。??Ｃ４Ａ３￥?＋?２Ｃ￥Ｈ２?＋?３４Ｈ?—?Ｃ６Ａ￥此２?＋?２ＡＨ３?（３．４）．??－１９?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑固化剂掺量影响的镁质水泥固化土非线性本构模型[J]. 朱剑锋,徐日庆,罗战友,潘斌杰,饶春义. 岩土力学. 2020(07)
[2]路基煤矸石填料土-水特征曲线试验研究[J]. 陈仁朋,王朋飞,刘鹏,程威,康馨,杨微. 岩土力学. 2020(02)
[3]不同水泥基外掺剂固化广州南沙有机质软土的对比试验研究[J]. 梁仕华,林坚鹏,龚星,罗祺,丘伟杰,冯德銮. 工业建筑. 2019(02)
[4]脱硫石膏钢渣无熟料水泥对软土固化效果的研究[J]. 沈建生,徐亦冬,游伟国. 硅酸盐通报. 2018(12)
[5]硫铝酸盐水泥修复材料研究综述[J]. 刘斌清,徐国栋,叶超强,黄泽国. 西部交通科技. 2018(06)
[6]土壤固化剂的研究进展[J]. 刘强,邱敬贤,何曦. 再生资源与循环经济. 2018(02)
[7]滨海软土地层水泥搅拌桩成桩试验研究[J]. 李志伟,方家强,赵剑豪,陈德立. 建设科技. 2018(02)
[8]粉煤灰水泥土力学特性试验研究[J]. 蒙强,邵俐,施倩芸. 上海理工大学学报. 2017(05)
[9]软土增强固化剂固化机理和效果的研究[J]. 陈越. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[10]废渣基土壤固化剂与不同土质的适应性研究[J]. 孟建伟,华苏东,姚晓. 新型建筑材料. 2016(08)
博士论文
[1]土体中腐殖酸对水泥固化软土效果的影响[D]. 张树彬.吉林大学 2007
硕士论文
[1]高铁低钙硅酸盐水泥的水化特征及流变性能[D]. 张书铭.武汉科技大学 2019
[2]麦秸秆纤维水泥土室内实验研究[D]. 孙浩.安徽理工大学 2017
本文编号：2900388
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??
?ＳＡＣ固化软土的力学性能与固化机理研究???Ｉ——???，?勝１??图２．１１微观测试样本??Ｆｉｇ．?２．１１?Ｍｉｃｒｏ?ｔｅｓｔ?ｓａｍｐｌｅ??２．４本章小结??本章依据《公路土工试验规程》（汀０￡４０－２００７）、《土工试验方法标准》（ＧＢ／Ｔ??５０１２３－２０１９）、《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ?５０００７－２０１１?）、《软土地区岩土工程勘??察规程》（ＪＣＵ８３－２０１１?）等相关规定，测定了原状土的基本物理性能；通过ＸＲＤ、ＸＲＦ??微观测试方法测定了原状土、Ｐ．Ｏ、ＳＡＣ熟料的微观组分。本章主要研究成果如下：??（１）原状土烧失量为５．３％，为低有机质含量有机土；原状土天然含水率在４０％?￣??５０％之间，天然密度为１．８５?ｇ／ｃｍ３，?土粒比重为２．７２，孔隙比为０．８４８，塑限为２３．３％，液??限为３８．３％，塑性指数为１５。由以上指标可以判定，原状土属于沿海低有机质含量的粉??质黏土；??（２）原状土中含量最多的矿物质是石英，其次是白云母，含量最多的元素是Ｓｉ，??其次是Ａ１。??－１６?－??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???Ｉ?Ｉｄ??４〇１?［１３３ｄ??■｜７ｄ??〇?１０?２０?３０?Ｐ．０??石＃捧量（％）??图３．２固化土含水率图??Ｆｉｇ．?３．２?Ｍｏｉｓｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ?ｓｏｉｌ??３．３石膏掺量对ＳＡＣ固化土微观结构与组分的影响??３．３．１?ＳＡＣ熟料的水化机理??硫铝酸钙（Ｃ４Ａ３Ｓ）是ＳＡＣ熟料中的主要矿物，其水化特性决定了?ＳＡＣ的水化进程与??水化产物１５３］。ＳＡＣ熟料单独水化时，Ｃ４Ａ３￥的主要水化反应如方程式（３．１）、（３．２）所示，此??反应的水化产物为单硫型水化硫铝酸钙（Ｃ４ＡＳＨＩ２，以下简称ＡＦｎｉ）、ＡＦｔ与ＡＨ３【５４］。??Ｃ４Ａ３￥?＋?１８Ｈ?＾?Ｃ４Ａ￥Ｈｉ２?＋?２ＡＨ３?（３．１）??３Ｃ４Ａ３￥?＋?９８Ｈ?＾?Ｃ６Ａ￥３Ｈ３２?＋?２ＣＡＨ，〇?＋?２ＡＨ，?（３．２）??ｗａｎｇ［５５］根据式（３．３），推测在没有硫酸钙的情况下，ＡＦｔ、水化铝酸钙（Ｃ３ＡＨ６）可能与??ＡＩ－ｈ—起形成。Ｓｏｎｇ［５６］等人的研究结果支持这一假设。??３Ｃ４Ａ３￥?＋?６２Ｈ?—＾?Ｃ６Ａ￥？Ｈ３２?２Ｃ３ＡＨ６?＋?６ＡＨ３?（３．３）??二水石膏（Ｃ￥Ｈ２）或无水石膏的加入促进了?ＡＦｔ的形成，如式（３．４）中的简化形式所示，??其速率取决于硫酸钙的溶解速率［５７］。??Ｃ４Ａ３￥?＋?２Ｃ￥Ｈ２?＋?３４Ｈ?—?Ｃ６Ａ￥此２?＋?２ＡＨ３?（３．４）．??－１９?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑固化剂掺量影响的镁质水泥固化土非线性本构模型[J]. 朱剑锋,徐日庆,罗战友,潘斌杰,饶春义. 岩土力学. 2020(07)
[2]路基煤矸石填料土-水特征曲线试验研究[J]. 陈仁朋,王朋飞,刘鹏,程威,康馨,杨微. 岩土力学. 2020(02)
[3]不同水泥基外掺剂固化广州南沙有机质软土的对比试验研究[J]. 梁仕华,林坚鹏,龚星,罗祺,丘伟杰,冯德銮. 工业建筑. 2019(02)
[4]脱硫石膏钢渣无熟料水泥对软土固化效果的研究[J]. 沈建生,徐亦冬,游伟国. 硅酸盐通报. 2018(12)
[5]硫铝酸盐水泥修复材料研究综述[J]. 刘斌清,徐国栋,叶超强,黄泽国. 西部交通科技. 2018(06)
[6]土壤固化剂的研究进展[J]. 刘强,邱敬贤,何曦. 再生资源与循环经济. 2018(02)
[7]滨海软土地层水泥搅拌桩成桩试验研究[J]. 李志伟,方家强,赵剑豪,陈德立. 建设科技. 2018(02)
[8]粉煤灰水泥土力学特性试验研究[J]. 蒙强,邵俐,施倩芸. 上海理工大学学报. 2017(05)
[9]软土增强固化剂固化机理和效果的研究[J]. 陈越. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[10]废渣基土壤固化剂与不同土质的适应性研究[J]. 孟建伟,华苏东,姚晓. 新型建筑材料. 2016(08)
博士论文
[1]土体中腐殖酸对水泥固化软土效果的影响[D]. 张树彬.吉林大学 2007
硕士论文
[1]高铁低钙硅酸盐水泥的水化特征及流变性能[D]. 张书铭.武汉科技大学 2019
[2]麦秸秆纤维水泥土室内实验研究[D]. 孙浩.安徽理工大学 2017
本文编号：2900388
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