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《兰州大学》 2018年
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工业废渣复合固化黄土的强度特性及影响因素研究

乔子秦  
【摘要】:粉煤灰和脱硫石膏是燃煤电厂的两种工业废渣,若采用恰当的方法合理利用仍能发挥一定价值。工业废渣配合水泥用于土体固化是能有效增加土体强度,提高废渣利用率,可以用于垫层法和深层搅拌桩等地基处理,具有明显的经济效益和环保效益。本文将粉煤灰-脱硫石膏-水泥三元凝胶体系运用于黄土固化,使用Ca(OH)_2和NaOH作为碱性活性激发剂形成工业废渣复合黄土固化剂。首先通过正交实验以无侧限抗压强度为标准判断固化剂各组分对强度的影响,同时选取最优掺入比组合;然后按最优掺入比组合对黄土进行固化,研究黄土含水率、水灰比(固化土初始含水率)和早强剂对复合固化黄土强度的影响,并与水泥固化黄土进行比较;最后通过XRD和SEM分析固化黄土的水化反应产物和微观结构,对加固机理进行了研究。结果表明:(1)复合固化剂中粉煤灰组分的水化反应具有缓慢而持久的特点,提高粉煤灰掺入比能使强度明显增长,其掺入比的变化随龄期增长对复合固化黄土强度影响显著程度不断增加;其它组分中以Ca(OH)_2的影响更为显著,体现出了活性激发作用。(2)使复合固化黄土各龄期强度最高的初始含水率在20%左右;初始含水率低导致水化反应不充分所以强度偏低,初始含水率高导致内部存在裂缝也会使强度偏低;三乙醇胺和水玻璃可以用做早强剂提高早期强度,CaCl_2不可作为早强剂使用。(3)复合固化黄土的90d强度超过17%掺入比的水泥黄土,工业废渣和激发剂的掺入体现出了对水泥的替代效果;前者中后龄期强度增长率比后者高,强度发展可持续性好。(4)复合固化黄土水化反应生成物和强度来源主要是钙矾石和水化硅酸钙两种,钙矾石对其强度提高作用明显,而水泥黄土仅为水化硅酸钙;随龄期增长复合固化黄土和水泥固化黄土的微观结构更加致密,孔隙减少,可以观察到水化反应生产物与土颗粒在内部形成致密的受力体系。本研究对复合固化黄土的一些特性和固化原理形成了一定的认识,能够为粉煤灰和脱硫石膏在黄土固化中的应用和其它方面的研究工作提供参考。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TU444;X705

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