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碱激发高炉矿渣固化盾构渣土的性能与微观结构研究
| 论文题名： | 碱激发高炉矿渣固化盾构渣土的性能与微观结构研究 |
| 关键词： | 盾构渣土;高炉矿渣;碱激发;力学性能;微观结构;耐久性能 |
| 摘要： | 随着我国地铁建设的飞速发展，盾构渣土已经成为城市固体废弃物的主要来源之一。由于盾构渣土通常颗粒细小、含水率高，具有一定的流动性，其排放不仅占据土地资源，还将导致一系列环境问题和安全问题。因此，研究盾构渣土的固化和资源化，具有非常重要的生态意义和经济价值。与传统的水泥类材料相比，碱激发矿渣是一种高强、低能耗和低污染的具有较好应用前景的替代胶凝材料，利用碱激发剂对矿渣这类工业固废进行激活从而实现其资源化作用是有效途径。 本文以中建股份科技研发课题（CSCEC-2018-Z-1）—“地铁渣土处治关键技术及产业化研究”为依托，结合长沙地铁6号线长丰站~和馨园站区间段盾构施工工程，研究碱激发矿渣胶凝材料固化该工程产生的盾构渣土及其性能和微观结构，以期为实现盾构渣土和矿渣资源化利用提供参考。主要研究工作和结果如下： 开展土工试验，测试了全风化板岩盾构渣土的含水率、颗粒级配等物理性质指标。通过XRF、XRD分别测试了全风化板岩盾构渣土和高炉矿渣的化学成分和矿物成分。 通过室内试验，研究了矿渣/渣土比、液固比、水玻璃/氢氧化钠溶液比、成型压力、养护温度因素对固化土力学性能的影响。结果表明，在以固化土的抗压强度和盾构渣土的利用率为评判指标时，较优配比为：矿渣/渣土比=30%、液固比=20%、水玻璃/氢氧化钠溶液=1.5、成型压力=10MPa、养护温度=60℃，28d抗压强度可达到31.76MPa。 XRD结果表明，碱激发高炉矿渣固化盾构渣土的主要产物为C-S-H、C-S-A-H。SEM结果表明，随着矿渣掺量的增大，固化土结构更加致密，缺陷更少；EDS表征结果证实，产物C-S-H、C-S-A-H分布均匀。微观结构分析结论与抗压强度和体积密度变化趋势基本一致。 为了研究固化土的耐久性能，开展了冻融试验、化学侵蚀试验和耐高温试验研究。结果表明：固化土的抗冻等级至少达到D25；固化土的抗硫酸钠侵蚀性能较好，但抗硫酸和盐酸侵蚀性能较差；固化土在600℃以下温度作用时强度没有发生显著下降。 |
| 作者： | 张书经 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 许福;阳栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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