富含有机质淤泥的水泥固化和高温烧结性能研究

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淤泥是一类富含有机质的特殊土,具有高粘粒含量、高含水量、大孔隙比、低强度、高压缩性等特点,难以被直接利用。如果作废弃处理,不仅占用大量土地,还会污染周边环境。采用稳定化技术将淤泥转化为新型土工建筑材料,既可解决淤泥堆积占地和污染环境等问题,又可缓解工程用土日益增长和建设成本不断攀升的困境。当然,固化淤泥土必须具有耐久性,否则将会诱发大量工程灾害。淤泥不同于其它特殊土,它赋存有大量的有机质,有机质会缓慢降解释放腐殖酸,腐殖酸对淤泥固化土耐久性的影响具有缓慢性、微量性,不易被人觉察的隐蔽性特征。因此,有机质诱发固化淤泥性能劣化规律的研究并未引起足够重视。论文采用宏-微观试验与理论分析相结合的方法,开展了淤泥及其稳定料在道路领域的物理力学性能研究,主要结论如下:  1)运用烘干法和预压法两种脱水方法开展对淤泥降水效果、液塑限及其固化土强度试验。发现随着初始含水率的降低,烘干法和预压法试样的无侧限抗压强度均有所增加;预压法所得土样的液、塑限均高于烘干法所得土样的液、塑限;预压法长期强度较烘干法衰减明显。  2)开展了腐殖酸对固化淤泥土长期强度影响试验。发现淤泥内赋存的有机质在漫长养护期内会持续缓慢释放腐殖酸,腐殖酸对固化淤泥土劣化和胶结物强化始终处于动态博弈中;且随龄期增长,腐殖酸引起的劣化效应逐渐占据优势。故其长期强度会有一定程度的劣化,初始腐殖酸含量越高,固化土耐久性也就越差。  3)开展了干湿循环对固化淤泥土性能影响的宏-微观试验。发现28d标准养护条件下,固化淤泥土的强度增长并未停止,随着干湿循环次数的增加,固化淤泥土的强度折减率逐渐增大,干湿循环作用对固化土中微米级孔隙的影响程度不及纳米级。有机质发酵形成的小孔隙增多到一定程度会连成裂隙,形成过水通道,使水分更容易渗透到固化土体内部,从而加剧干湿循环对固化土的劣化效应。  4)开展了淤泥陶粒烧制性能研究的试验。发现相比较于焙烧温度为950℃的陶粒,焙烧温度为1150℃的陶粒具有堆积密度高、吸水率低,孔隙率低的特点;当焙烧温度一定时,掺糠量越大,堆积密度越小,吸水率越高,孔隙率越高。压汞试验也证明了这一结论。  5)开展了淤泥陶粒混凝土无侧限抗压强度试验。发现掺糠量一定时,焙烧温度为1150℃的陶粒混凝土的无侧限抗压强度均高于焙烧温度为950℃的陶粒混凝土。而焙烧温度一定时,随着掺糠量的增加,陶粒混凝土的无侧限抗压强度略有降低。
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