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水泥固化砂质粉土的强度试验及其机理研究
| 论文题名： | 水泥固化砂质粉土的强度试验及其机理研究 |
| 关键词： | 公路路面;砂质粉土;抗拉强度;抗压回弹;弯拉强度 |
| 摘要： | 目前，我国大部分建筑弃土是集中堆放处理，需要占用大量的土地资源，砂质粉土是一种常见的弃土，数量庞大，强度低、刚度小、稳定性差，不能直接用于路堤填充等工程中，对其开展资源化利用研究，比如把砂质粉土固化后作为路基填土，不仅能产生巨大的经济效益，而且能产生较好的社会效益。 本文采用水泥作固化剂，选用石膏、石灰、粘粒和粉煤灰这四种外掺剂，参照《公路路面基层施工技术细则》及相关试验选定水泥掺量为11％，外掺剂掺量分别2％，3％和4％，试样制备和养护按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》规定的方法进行，龄期分别为7d、14d、28d、60d、90d和180d。为了研究其路用强度性能，开展了无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验、抗压回弹试验和弯拉强度试验，以研究这几种外掺剂在不同掺量时对水泥固化砂质粉土强度的影响。为了进一步研究其固化机理，开展了热场扫描电镜试验与X射线衍射试验。通过研究发现: (1)固化砂质粉土的强度和刚度均随龄期的增加而增长，前期增长较快，28d后增长速度变缓，不同外掺剂、掺量的固化土强度和刚度随龄期增长的幅度也不尽相同，60d后趋于稳定。 (2)石灰不适合做水泥固化砂质粉土的外掺剂;4％粘粒掺量能增加固化早期的强度，适合于早期强度要求大的工程;2％石膏掺量与4％粉煤灰掺量能大大增加水泥固化砂质粉土的强度。 (3)原状砂质粉土颗粒表面较光滑，无胶凝物质，只存在少量细小颗粒，故砂质粉土颗粒之间不能很好的连接在一起，宏观上其粘结力小，稳定性差，强度，刚度较低。掺入粉煤灰时，发生了二次水化反应，网格状的水化硅酸钙(C-S-H)出现得更多，其X射线衍射图中的峰更明显，这促进了强度的提高;掺入石膏时，石膏与铝酸三钙的水化反应生成钙矾石(AFt)，其X射线衍射图出现AFt峰，针状的AFt比未掺入时更多更密集，在后期能更好的填充空隙;掺入粘粒时，其X射线衍射图各峰与不掺入粘粒时基本相同，说明粘粒主要作用不是参与化学反应，而是体现在改善级配组成来提高固化土的强度。 本文所得结论可为砂质粉土固化后用作路基填料提供参据依据，也可为更好地资源化利用砂质粉土等弃土提供参考。 |
| 作者： | 屠晨阳 |
| 专业： | 土木工程；材料学 |
| 导师： | 吴大志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江理工大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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