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赤泥基改性粉砂土的强度特性及微观机理研究
| 论文题名： | 赤泥基改性粉砂土的强度特性及微观机理研究 |
| 关键词： | 路基填筑材料;粉砂土;赤泥;强度特性;微观结构 |
| 摘要： | 赤泥是氧化铝提炼过程中产生的固体废弃物，其排放量大、污染性强、利用率低，寻找赤泥的大规模、资源化利用途径，切实解决赤泥对社会经济和生态环境的危害刻不容缓。随着我国交通工程建设的发展，将赤泥用于路基填筑，不仅可以大量消耗堆存的赤泥，也可降低道路建设成本，缓解筑路材料短缺问题。为探究赤泥基改性粉砂土用作路基填筑材料的可行性，本文以拜耳法赤泥为研究对象，制备赤泥基改性粉砂土，采用宏微观试验相结合的方法对改性粉砂土的强度特性变化规律以及微观结构影响机理进行研究，并对赤泥基改性粉砂土的环境影响进行评价。主要研究内容与成果如下： （1）首先对赤泥的基本物性、氧化物成分含量、矿物组成以及环境影响进行了研究与评价。基于物性指标综合评价赤泥属高液限粉质黏土，基于环境指标综合评价赤泥属第Ⅱ类一般工业固体废弃物，满足路基填筑材料的要求。 （2）对不同赤泥、水泥、二灰（石灰、粉煤灰）掺量条件下的赤泥基改性粉砂土开展击实试验。研究发现，随赤泥、水泥和二灰掺量的增大，改性粉砂土最大干密度减小，最优含水率增大，且二灰对赤泥基改性粉砂土的水敏性改善效果优于水泥，二灰改性赤泥基粉砂土更加利于实际施工压实质量控制。 （3）考虑不同赤泥、水泥、二灰掺配比例和养护龄期的影响，对赤泥基改性粉砂土开展无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度试验。结果表明，水泥和二灰改性赤泥基粉砂土均存在最优配比，在赤泥掺量为20%且水泥掺量为12%时，水泥改性赤泥基粉砂土的强度特性和变形特性最优。在赤泥掺量为23%且二灰掺量为20%时，二灰改性赤泥基粉砂土的强度特性和变形特性最优。 （4）利用X射线衍射、热重分析和扫描电镜等微观试验，分析赤泥基改性粉砂土强度形成机制。研究发现，改性粉砂土的主要水化产物为水化硅酸钙、水化铝酸钙以及Ca(OH)2。掺加适量赤泥时，其碱环境对水化反应具有明显促进作用，赤泥掺量过多则会抑制水化反应的进行，且会对土体密实度产生不利影响，使改性粉砂土强度下降。 （5）对赤泥基改性粉砂土的腐蚀性、重金属浸出毒性及放射性等环境指标进行检测与评价。研究发现，改性粉砂土的各项环境指标均满足规范要求，与纯赤泥相比，水泥改性赤泥基粉砂土和二灰改性赤泥基粉砂土的环境指标均有所改善，水化胶凝产物的产生与结晶对赤泥中重金属离子的固化起到了关键作用。 |
| 作者： | 王玉隆 |
| 专业： | 工程(建筑与土木工程) |
| 导师： | 尹松;李锐铎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中原工学院 |
| 学位年度： | 2022 |
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