赤泥的掺入对水泥土特性的影响

摘要

本文主要研究将工业废料赤泥用作土壤固化剂的可能性，解决赤泥堆存污染环境的问题，达到废物再利用的目的。为了实现这一研究目标，着重分析赤泥作为土壤固化剂的固化机理以及固化效果，通过电阻率试验、无侧限抗压强度试验、渗透试验，测试了掺入赤泥后水泥土的电阻率、无侧限抗压强度和渗透系数等主要技术指标。
　　本文通过选取不同量的赤泥掺入到等量的水泥和黄土中，分别在不同的电流频率下测试了水泥土的电阻率，通过水泥土电阻率的变化规律来分析赤泥掺入对水泥土内部微观结构变化的影响；同时对水泥土进行无侧限抗压强度试验，通过无侧限抗压强度的变化规律来分析赤泥掺量对水泥土强度的影响，并且提出了赤泥掺量与水泥土无侧限抗压强度的关系式；另外在不同渗透压强下水泥土的渗透系数，进而分析赤泥掺入对水泥土渗透系数的影响。通过建立起电阻率与无侧限抗压强度、渗透系数的相互对应关系，来反映赤泥固化剂固化水泥土的固化过程以及固化效果，证实赤泥作为土壤固化剂的可能性。经过系统地研究，最终的研究结果表明：
　　（1）随着电流频率的增大，水泥土电阻率先迅速减小，之后逐渐趋于稳定。当电阻率大于等于50 kHz时，电流频率对电阻率的影响则相对较小，电流频率区间宜选择在50 kHz~1 MHz。
　　（2）随着赤泥掺量的增加，立即成型的水泥土电阻率先增加后减小，静置后成型的水泥土电阻率则呈现一直减小的趋势。不同的成型时间改变了水泥土电阻率随赤泥掺量的变化趋势，总体来说赤泥的掺入会导致水泥土电阻率的减小，但赤泥对黄土的固化作用会减弱这种趋势。
　　（3）当赤泥掺量较少时，水泥土的电阻率随着养护龄期的增加，先增加后逐渐稳定，但是当赤泥掺量过多时，赤泥中附带的导电离子会直接主导水泥土电阻率值的大小，使得水泥土电阻率值不再随着养护龄期的增加出现明显的变化。
　　（4）随着赤泥掺量的增加，水泥土的无侧限抗压强度先逐渐增加，达到峰值后逐渐减小；不同成型方式的水泥土达到无侧限抗压强度峰值所需要添加的赤泥量是不同的。
　　（5）随着养护龄期的增加，水泥土的无侧限抗压强度逐渐增加；且在养护龄期前期，水泥土无侧限抗压强度的增长速度要远高于后期的增长速度。
　　（6）赤泥的掺入会极大减小水泥土的渗透系数，但是水泥土的渗透系数并不是随着赤泥掺量的增加一直在减小。尤其是当赤泥掺量20g　　（7）水泥土（7 d）的渗透系数随着渗透压强增大，先增加后减小，渗透压强为100 kPa~150 kPa时，水泥土（7 d）的渗透系数达到最大值。养护龄期在7d以上时，水泥土的渗透系数随着渗透压强增大，变化趋势不是很明显，几乎保持稳定。
　　（8）赤泥掺入量在20％以内时，水泥土的电阻率和无侧限抗压强度形成线性关系，水泥土的渗透系数和电阻率呈正相关变化，水泥土电阻率在一定程度上能够表征水泥土的强度变化；水泥土的渗透系数和电阻率呈正相关变化，当电阻率较大时，对应的渗透系数也较大，反之当电阻率较小时，对应的渗透系数也较小。
　　（9）通过试验结果的研究分析，说明赤泥是可以用作粉状土壤固化剂，立即成型的固化水泥土强度满足道路底基层的强度标准，抗渗性符合道路沟渠的抗渗要求。

目录

声明

符号说明

第一章 绪论

1.1赤泥的研究现状

1.2土壤固化剂的研究

1.3研究目的及主要内容

第二章 试验设计

2.1试验思路

2.2试验材料及设备

2.2试验方案

2.3试样制备及养护

第三章 赤泥的掺入对水泥土电阻率的影响

3.1电流频率对水泥土电阻率的影响

3.2赤泥的掺入对水泥土电阻率的影响

3.3养护龄期对水泥土电阻率的影响

3.4成型方式对水泥土电阻率的影响

3.5小结

第四章 赤泥的掺入对水泥土强度性能的影响

4.1赤泥的掺入对水泥土无侧限抗压强度的影响

4.2养护龄期对水泥土无侧限抗压强度的影响

4.3水泥土电阻率与无侧限抗压强度的关系

4.4成型方式对水泥土无侧限抗压强度的影响

4.5赤泥土壤固化剂在路面结构层的强度标准

4.6小结

第五章 赤泥的掺入对水泥土渗透系数的影响

5.1赤泥的掺入对水泥土渗透系数的影响

5.2渗透压强对水泥土渗透系数的影响

5.3养护龄期对水泥土渗透系数的影响

5.4水泥土电阻率与渗透系数的关系

5.5小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文