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黄河淤泥激活、固化及其粘土基胶凝材料的研究

作　者: 郭璞
导　师: 杨久俊
学　校: 郑州大学
专　业: 材料学
关键词: 黄河下游淤泥水玻璃激活粘土基胶凝材料
分类号: TU526
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

黄河淤泥是黄河流经黄土高原携带大量泥沙至黄河下游由于流速渐缓沉积而形成的一种沙性土壤。这些贫瘠的土壤不利于植物生长,而且作为建筑材料由于强度低、耐水性差、活性低的特点也限制了其应用。为充分治理并利用黄河淤泥这些劣质土资源,本文在国家自然科学基金“可降解粘土基胶凝材料物理力学性能研究”(50972099)的资助下,通过对黄河下游河道及滩区淤泥特性进行调查分析的基础上,进行激活与固化,制备粘土基胶凝材料,因地制宜地开发新型建筑材料,以期满足社会主义新型农村建设过程对节能、保温、绿色新型墙体材料的需求。本论文的主要研究内容及成果如下：1、通过对黄河下游四个地区淤泥进行调查分析,弄清了其土壤组成和物理状态：颗粒组成多以粉粒为主,胶体活性差,有机质含量少,pH呈微碱性,并且化学及矿物分析显示,土中含有过多的石英,导致土壤活性很低。微观显示由于黄河水的长距离搬运作用,颗粒磨圆度高,表面强度较低。2、以六偏磷酸钠、氯化钙、水玻璃作为激发剂可以明显提高土体的活性、粘结力及抗水软化性能：试验结果显示,六偏磷酸钠、氯化钙、水玻璃对土有较好的激活作用,掺入2%激发剂的土成型的试件抗压强度较不掺加激发剂的土可提高16%,并且随着激发剂掺量的增多,强度继续增长,耐水性也有很大改善。红外及微观分析表明,激发剂能够改变土粒表面的羟基团,并且水玻璃与土中的矿物反应生成水化硅酸钙凝胶,分布在土粒的周围,起胶结土壤的作用。3、以六偏磷酸钠、氯化钙、水玻璃处理的黄河淤泥配制的粘土基胶凝材料,具有优良的物理力学性能,尤其具有良好的抗水软化能力：试验结果显示,经过六偏磷酸钠、氯化钙、水玻璃激活的土掺入石灰、水泥和粉煤灰做成的粘土基胶凝材料具备了优良的性能：掺入4%激发剂的试件28d抗压强度为20.8 MPa,软化系数达到0.76，耐久性良好,而且后期强度持续增长,可以大大提高其应用范围。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-11
1 前言  11-22
  1.1 选题背景和意义  11-12
  1.2 黄河下游淤泥概况  12-13
  1.3 土的固化研究现状  13-15
    1.3.1 国外研究现状  13-14
    1.3.2 国内研究现状  14-15
  1.4 常用固土材料及其固化机理  15-18
  1.5 传统固土材料的不足之处  18-19
  1.6 固化剂使用存在的问题  19-20
  1.7 本文的主要研究内容  20-22
2 黄河淤泥的特性分析  22-35
  2.1 土样的采集及制备  22-23
    2.1.1 采样  22
    2.1.2 土样制备  22-23
  2.2 土样的物理化学性能分析  23-33
    2.2.1 土样含水率的测定  23-24
    2.2.2 土样有机质含量的测定  24-25
    2.2.3 土样pH值的测定  25-26
    2.2.4 土样的比表面积测定  26-27
    2.2.5 土样颗粒分析  27-29
    2.2.6 土样的干容重  29-30
    2.2.7 土样的化学分析  30-31
    2.2.8 土样的矿物组成分析  31-33
    2.2.9 土样的微观结构分析  33
  2.3 本章小结  33-35
3 黄河淤泥的活性评价及激活物质优选  35-40
  3.1 试验原材料及仪器  35
    3.1.1 试验原材料  35
    3.1.2 试验仪器设备  35
  3.2 土壤活性评价  35-36
  3.3 激活物质优选  36-38
  3.4 试验结果分析  38-40
4 黄河淤泥的激活试验  40-53
  4.1 试验原材料及试验仪器  40
    4.1.1 试验原材料  40
    4.1.2 试验仪器设备  40
  4.2 试验方法  40-42
    4.2.1 激发剂的配制  40
    4.2.2 激发剂与土的混合  40-41
    4.2.3 试件的制备与养护  41
    4.2.4 试件性能测定  41-42
  4.3 试验结果分析  42-48
    4.3.1 强度分析  42-44
    4.3.2 XRD图谱分析  44-45
    4.3.3 红外光谱分析  45-47
    4.3.4 微观结构分析  47-48
  4.4 激活机理探讨  48-51
    4.4.1 土的活性  48-49
    4.4.2 激活机理  49-51
  4.5 本章小结  51-53
5 粘土基胶凝材料的研究  53-71
  5.1 粘土基胶凝材料简介  53
  5.2 试验原材料及试验仪器设备  53-54
    5.2.1 试验原材料  53-54
    5.2.2 试验仪器设备  54
  5.3 试验过程与方法  54-55
    5.3.1 试件的制备与养护  54-55
    5.3.2 试件性能测定  55
  5.4 试验结果与分析  55-68
    5.4.1 激发剂掺量对粘土基胶凝材料抗压强度的影响  57
    5.4.2 水泥掺量对粘土基胶凝材料的抗压强度的影响  57-58
    5.4.3 成型压力对粘土基胶凝材料抗压强度的影响  58-59
    5.4.4 龄期对粘土基胶凝材料抗压强度的影响  59-60
    5.4.5 养护制度对粘土基胶凝材料抗压强度的影响  60-61
    5.4.6 粘土基胶凝材料的抗冻性能试验研究  61-63
    5.4.7 粘土基胶凝材料的水稳定性能试验研究  63-64
    5.4.8 粘土基胶凝材料的干湿循环性能试验研究  64-65
    5.4.9 粘土基胶凝材料的X射线衍射分析  65-66
    5.4.10 粘土基胶凝材料的微观结构分析  66-68
  5.5 粘土基胶凝材料的强度形成机理  68-69
  5.6 本章小结  69-71
6 结论与展望  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-76
个人简历  76-77
致谢  77

黄河淤泥激活、固化及其粘土基胶凝材料的研究

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