碳化对水泥固化粉土物理力学特性的影响研究开题报告

 2021-08-08 17:09:24

1. 研究目的与意义

通过实验了解水泥固化土的一些特性,通过标准养护下水泥掺量对水泥固化土力学特性的影响了解质量增量、体积增量、密度增量、颗粒组成,以及无侧限抗压强度、应力-应变关系、破坏应变和变形模量等。在二氧化碳碳化条件下水泥掺量和碳化时间对三种水泥固化土物理力学特性的影响规律。

碳化固化技术是近年来提出的一种低碳搅拌软弱土技术从而快速提高强度对地基处理的重要作用,在以往都是利用水泥固化土来加固地基,这需要大量的水泥,高耗能环境污染严重,固化的速率慢等缺点,然而碳化可以显著的改善这些缺点,这对于固化土的地基处理有很大的意义。

2. 国内外研究现状分析

汤怡新等【1】研究水泥固化土的工程特性发现水泥土的固化原理即通过水泥的水化,凝固作用使软弱泥土的土工特性得到改善。经研究,水泥土的强度特性主要与水泥含量和原料土含水量有关;而衡量水泥土的完全变形特性的重要指标之一是破坏应变的大小;水泥土的透水特性则是由原料土的渗透特性和水泥固化作用决定的;水泥土的早期不排水剪切强度取决于原料本身的强度,水泥水化时水分消耗引起的含水量降低,水泥的水化反应效应这三个部分。

刘松玉, 李晨2研究氧化镁活性对碳化固化效果影响发现碳化后试样体积会膨胀,从试样底部逐渐向上,氧化镁的活性对碳化固化效果有明显的影响,活性越高,碳化度越高、产物就越多、孔隙体积就越小。碳化度也与氧化镁活性有关,活性越高,碳化度越高。ph值随碳化时间增长而降低但远低于水泥土ph值。

蔡光华等【3】研究初始含水率对氧化镁碳化粉土强度和电阻率的影响发现和水泥固化土比,氧化镁碳化固化土有相对较差的抗干湿循环性能、良好的抗冻融循环特性和更强的抗硫酸盐侵蚀能力。粉土比淤泥质土更容易碳化并达到最高强度。氧化镁碳化土强度主要由碳化产物和土体间的紧密程度或土体结构决定。氧化镁碳化固化法是一种新型的地基处理技术,施工中要严格控制氧化镁固化土的初始含水率。氧化镁中存在的碳化产物是导致含水率减少、干密度、强度、电阻率增加的主要原因。氧化镁碳化之前与之后的电阻率都随着含水率的增长呈现出幂函数的递减。

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3. 研究的基本内容与计划

内容:碳化对水泥固化粉土物理力学特性的影响研究,了解粉土,粉质黏土水泥固化土在正常养护下和碳化下的一些物理特性物理特性包括质量增量、体积增量、密度增量、颗粒组成、比重变化和ph变化,力学特性包括无侧限抗压强度、应力-应变关系、破坏应变和变形模量

计划:3月1号到3月14号,阅读文献,写论文的第一部分和第二部分,计算出所需要的试样

3月15号到3月20号,去把实验所需要的土晒一下,并准备好试验所需要的东西

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4. 研究创新点

水泥固化土试验在国内外已经研究很多,但传统的水泥固化土高耗能,不可再生的资源消耗大,对环境的污染严重而且固化速率慢。碳化固化技术是近几年来提出的一种低碳搅拌处理软弱土的创新技术,普通的水泥固化土正常需要养护28天才会有较高的强度,然而把它进行碳化处理后,仅仅需要碳化12个小时就可以达到很高的强度,在如今需要时间效率的环境下,碳化技术会很好的提高水泥固化土的固化速率。而且碳化需要二氧化碳,在如今温室效应的空间下,这样也可以减少二氧化碳,既可以提高效率又可以一定的改善环境。碳化固化技术在工程上会起到重大的作用。

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