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地质聚合物泡沫轻质土路用性能及应用
| 论文题名： | 地质聚合物泡沫轻质土路用性能及应用 |
| 关键词： | 泡沫轻质土;物理发泡;均匀试验;路用性能 |
| 摘要： | 泡沫轻质土具有轻质性、自流平、自密实、强度可调等众多优势，但大量使用水泥会耗费自然资源且生成大量二氧化碳，这与国家“碳中和、碳达峰”的战略目标相悖。同时我国每年都会产生大量的工业固废，大量堆弃的固废导致资源的浪费和环境的污染。因此，研究替代水泥的固废基胶凝材料，用于制备泡沫轻质土，实现可持续发展和“碳中和、碳达峰”的国家战略目标。 本文以开发地质聚合物（以下简称“地聚物”）为替代水泥的胶凝材料，将自行研制的发泡剂以物理方式制备出地质聚合物泡沫轻质土（以下简称“地聚物泡沫轻质土”）填筑路基，满足路基填料各项路用性能，达到绿色建造并大幅降低工程造价的目标，主要结论如下： （1）以标准稠度水玻璃用量、凝结时间、安定性、流动度、抗压强度等为技术指标，进行地聚物胶凝材料开发，结果表明：开发的地聚物胶凝材料满足标准稠度要求，具有良好的安定性，流动度均能达到180mm，通过缓凝剂葡萄糖可将初凝时间提高至45min以上，终凝时间提高至190min，强度满足42.5级硅酸盐水泥的要求。其强度随粒化高炉矿渣粉（以下简称“矿粉”）掺量的升高而增大； （2）采用物理发泡，通过对单一组分发泡剂四项指标进行试验，制备出性能较好的发泡剂，分别为AEO-9、组分a、K12、稳泡剂组分b；通过均匀试验设计得出对发泡剂性能的影响因素主次依次是组分bgt;K12gt;组分a，并得到泡沫密度、发泡倍数、1h沉降距、1h泌水量四项指标符合规范要求的发泡剂配方； （3）以无侧限抗压强度、密度和流动度为考核指标，通过均匀试验设计进行地聚物泡沫轻质土配合比设计，得出影响其强度因素大小依次为水玻璃模数gt;钢渣微粉掺量gt;泡沫掺量，优选出推荐配合比。进行抗冻融性、抗渗性、干湿循环、收缩性能等耐久性检验，结果表明：抗冻融性较好，满足路基工程要求；抗渗性较差但可通过铺设HDPE防渗土工膜解决；干湿循环强度损失较小，水稳定性良好；钢渣微粉微膨胀性一定程度上减缓了泡沫轻质土的干缩，干缩性能良好；钢渣微粉对温缩不利，可通过限制钢渣微粉掺量在20%以内并设置沉降缝控制温缩水平。 （4）通过试验工程实际应用，开发的地聚物泡沫轻质土满足路堤填料各项要求，应用效果良好。 |
| 作者： | 董召强 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 赵全胜;杨正军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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