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公路钻孔泥浆是一种现代道路工程施工建设中的产物,其自身工程特性较差,难以直接进行资源化利用,而泥浆的运输处理成本高昂,将泥浆直接排放则会引发一系列环境问题。为了降低公路钻孔废弃泥浆带来的不利影响,同时提高泥浆资源化利用的效率,本文依托广佛肇高速建设,以建设沿线的钻孔废弃泥浆为研究对象,探究其快速资源化利用的有效途径。
本文选用水泥和水性环氧树脂、粉煤灰作为固化剂,以公路钻孔废弃泥浆为基体,研究了不同种类固化剂对泥浆的影响,分析了不同固化剂对无侧限抗压强度、含水率、pH值的影响,以及抗压强度与养护龄期之间的关系。通过复配试验的方式,将水泥、粉煤灰和水性环氧树脂以一定比例复配,对成型工艺改良后,形成新的泥浆固化方案。对新方案制备的试件的物理性能进行测试,分析了固化物的抗劈裂性能,抗渗透性能,抗干湿循环性能,使用该固化方案掺入集料制作了免烧砖。
论文主要结论如下:
(1)根据对不同固化剂掺量与含水率、抗压强度、pH值关系的研究,发现水性环氧树脂2d时的无侧限抗压强度为28d时的86.56%,在固化速度上显著优于水泥和粉煤灰;在减水效果上,粉煤灰掺量从1%增加到7%的平均含水率下了6.5%,相较于水性环氧树脂和水泥,粉煤灰的减水效果较好;从掺量上看,随着水泥掺量从3%增加到5%,无侧限抗压强度增幅可以达到58.4%,对比水性环氧树脂和粉煤灰,水泥掺量变化对无侧限抗压强度的影响最大;当粉煤灰掺量从1%增加到9%,相应的pH值提高了0.8,说明粉煤灰有助于pH值提高。
(2)通过正交试验,得到了自制固化剂的最优配比为:水性环氧树脂:水泥:粉煤灰=11:7:3;并且通过固化效果试验,得到自制固化剂的最佳掺量为13%,通过自制固化剂与单掺固化剂的固化效果对比,发现自制固化剂的固化时间显著缩短,其2d的无侧限抗压强度达到28d强度的93%。
(3)通过对比单掺固化物及自制固化剂固化物的抗劈裂性能,抗渗性能及抗干湿循环性能,结果表明:自制固化剂在抗拉强度上的表现优于传统固化剂,对抗拉强度的提升最明显,达到了素泥浆的4.9倍;水泥掺量增加会使泥浆固化物的渗透系数增加,降低其抗渗性能,自制固化剂的渗透系数相较于只掺水泥会降低。在干湿循环实验中,第8次干湿循环后,粉煤灰固化物的质量损失已经超过了30%,在第10次干湿循环后,水泥固化物的质量损失也超过了30%,水性环氧固化物在第9次干湿循环后质量损失超过30%,只有自制固化剂泥浆固化物完成了12组干湿循环试验,循环后的无侧限抗压强度实验结果表明水性环氧树脂、水泥、粉煤灰三者之间有促进作用。
(4)对自制固化剂的应用探索,通过掺入30%的凝灰岩碎石改良优化后制作免烧砖,免烧砖的强度达到了10.7MPa,吸水率为14%。
本文选用水泥和水性环氧树脂、粉煤灰作为固化剂,以公路钻孔废弃泥浆为基体,研究了不同种类固化剂对泥浆的影响,分析了不同固化剂对无侧限抗压强度、含水率、pH值的影响,以及抗压强度与养护龄期之间的关系。通过复配试验的方式,将水泥、粉煤灰和水性环氧树脂以一定比例复配,对成型工艺改良后,形成新的泥浆固化方案。对新方案制备的试件的物理性能进行测试,分析了固化物的抗劈裂性能,抗渗透性能,抗干湿循环性能,使用该固化方案掺入集料制作了免烧砖。
论文主要结论如下:
(1)根据对不同固化剂掺量与含水率、抗压强度、pH值关系的研究,发现水性环氧树脂2d时的无侧限抗压强度为28d时的86.56%,在固化速度上显著优于水泥和粉煤灰;在减水效果上,粉煤灰掺量从1%增加到7%的平均含水率下了6.5%,相较于水性环氧树脂和水泥,粉煤灰的减水效果较好;从掺量上看,随着水泥掺量从3%增加到5%,无侧限抗压强度增幅可以达到58.4%,对比水性环氧树脂和粉煤灰,水泥掺量变化对无侧限抗压强度的影响最大;当粉煤灰掺量从1%增加到9%,相应的pH值提高了0.8,说明粉煤灰有助于pH值提高。
(2)通过正交试验,得到了自制固化剂的最优配比为:水性环氧树脂:水泥:粉煤灰=11:7:3;并且通过固化效果试验,得到自制固化剂的最佳掺量为13%,通过自制固化剂与单掺固化剂的固化效果对比,发现自制固化剂的固化时间显著缩短,其2d的无侧限抗压强度达到28d强度的93%。
(3)通过对比单掺固化物及自制固化剂固化物的抗劈裂性能,抗渗性能及抗干湿循环性能,结果表明:自制固化剂在抗拉强度上的表现优于传统固化剂,对抗拉强度的提升最明显,达到了素泥浆的4.9倍;水泥掺量增加会使泥浆固化物的渗透系数增加,降低其抗渗性能,自制固化剂的渗透系数相较于只掺水泥会降低。在干湿循环实验中,第8次干湿循环后,粉煤灰固化物的质量损失已经超过了30%,在第10次干湿循环后,水泥固化物的质量损失也超过了30%,水性环氧固化物在第9次干湿循环后质量损失超过30%,只有自制固化剂泥浆固化物完成了12组干湿循环试验,循环后的无侧限抗压强度实验结果表明水性环氧树脂、水泥、粉煤灰三者之间有促进作用。
(4)对自制固化剂的应用探索,通过掺入30%的凝灰岩碎石改良优化后制作免烧砖,免烧砖的强度达到了10.7MPa,吸水率为14%。