废弃混凝土——水泥土试验研究

论文摘要

水泥土被广泛应用于地基处理、边坡加固、基坑围护、注浆堵水等工程中,然而也因为存在水泥土强度不高、变形较大等因素而受到限制。近年来,水泥土外加剂发展迅速,它可以改善水泥土的性能,如适应工程需要的早强、增强、增加抗渗能力和缓凝等。随着大量废弃混凝土的产生和再利用的兴起,作者把废弃混凝土作为水泥土的外加剂,探讨了废弃混凝土—水泥土的强度特性、变形特性、影响因素和变化规律,建立了废弃混凝土—水泥土抗压强度模型,分析了废弃混凝土作为水泥土外加剂在经济上的可行性,为废弃混凝土—水泥土在工程上的应用提供理论依据。在大量试验基础上,本文首先分析了废弃混凝土—水泥土抗压强度的影响因素和变化规律。试验表明,废弃混凝土对改善水泥土的工程特性,特别是增强水泥土抗压强度效果明显,可以提高水泥土强度20%左右。废弃混凝土与水泥有最佳配合比,即:水泥为5%—25%时,废弃混凝土最佳为15%—20%。其次应用均匀设计试验,定量分析了废弃混凝土掺量、水泥掺量和龄期等因素对抗压强度影响的大小。并且在试验的基础上,建立了废弃混凝土—水泥土抗压强度与水泥掺量、废弃混凝土掺量和龄期间的强度关系模型,用此模型可以得出不同配合比下的水泥土强度。另一方面分析了废弃混凝土—水泥土的受压破坏的特征,根据大量的应力—应变关系曲线,讨论了水泥土的破坏应变、变形模量等指标与围压、抗压强度间的关系和统计规律。最后以经济学价格理论为指导,分析工程上应用废弃混凝土—水泥土在经济上的可行性。结果表明,掺入一定量的废弃混凝土,可以节省水泥20%—40%,降低成本10%左右。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 水泥土基本性质的研究现状
• 1.2.1 水泥土的物理性质
• 1.2.2 水泥土的力学性质
• 1.2.3 水泥土抗渗性能
• 1.3 水泥土外加剂的研究现状
• 1.3.1 工业废料
• 1.3.2 化学试剂
• 1.3.3 硅粉、纤维、纳米材料
• 1.3.4 其它
• 1.4 废弃混凝土的研究现状
• 1.4.1 引言
• 1.4.2 废弃混凝土的研究现状
• 1.4.3 废弃混凝土加固软土的可行性分析
• 1.5 课题的提出和本文主要的工作
• 1.5.1 课题的提出和研究目的
• 1.5.2 本文的主要工作和创新点
• 第二章 试验方案及试样制备
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验用土
• 2.1.2 废弃混凝土
• 2.1.3 其他材料
• 2.2 试样的制备与养护
• 2.2.1 试样制备的准备工作
• 2.2.2 试样的制备
• 2.2.3 养护
• 2.2.4 试样制备的注意事项
• 2.3 试验内容
• 2.3.1 第一部分实验内容
• 2.3.2 第二部分实验内容
• 2.3.3 第三部分实验内容
• 第三章 废弃混凝土—水泥土无侧限抗压强度试验及强度模型的建立
• 3.1 最优含水率和最大干密度的确定
• 3.2 无侧限抗压强度试验
• 3.2.1 均匀试验法的介绍
• 3.2.2 均匀设计试验
• 3.2.3 试验结果
• 3.2.4 废弃混凝土—水泥土强度模型的建立
• 3.2.5 回归模型的验证试验
• 3.2.6 水泥土抗压强度及影响因素的分析
• 3.2.7 相同强度下各因素的关系
• 3.2.8 水泥土强度与各因素的综合关系
• 3.2.9 配比优化
• 3.3 水稳定性试验
• 3.4 吸水量试验研究
• 3.5 小结
• 第四章 废弃混凝土—水泥土三轴试验及变形特性
• 4.1 废弃混凝土—水泥土的破坏形态
• 4.2 废弃混凝土—水泥土的应力—应变的关系
• 4.2.1 无侧限应力—应变试验研究
• 4.2.2 不固结不排水三轴试验研究
• 4.3 废弃混凝土—水泥土的变形特性
• 4.3.1 应变
• 4.3.2 模量
• 4.4 小结
• 第五章 废弃混凝土—水泥土的固化机理
• 5.1 各种试验原料的成分
• 5.1.1 原状土的矿物成分
• 5.1.2 水泥的化学成分及废弃混凝土的矿物成分
• 5.2 水泥土的固化机理
• 5.2.1 水泥的水解和水化反应
• 5.2.2 离子交换和团粒化作用
• 5.2.3 硬凝反应
• 5.2.4 碳酸化作用
• 5.3 小结
• 第六章 废弃混凝土—水泥土经济效益分析
• 6.1 成本影响因素分析
• 6.2 成本的预测
• 6.2.1 水泥及废弃混凝土价格分析
• 6.2.2 水泥土成本预测
• 6.3 废弃混凝土再利用的环境性分析
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 进一步工作的建议
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及科研情况
• 致谢