三种固废改性生土材料配方设计及力学性能研究

作者：张坤; 付智勇; 张凌寒; 杨文豪; 兰官奇; 朱熹育

来源：硅酸盐通报, 2024, 43(2): 603-616,636.

• 改性生土
• 固废利用
• 抗压强度
• 配方设计
• 频数分析法

为改善生土材料的力学性能,本研究以铁尾矿、煤矸石、电石渣、油泥与水泥等材料作为掺和料对生土进行改性.基于单形格子法设计配方,对3种配方、180个改性生土试件进行抗压强度试验,研究不同因素对试件破坏形态、抗压强度和试验数据离散性的影响;利用频数分析法,研究了固废改性生土材料的最优配方;通过CT扫描,从细观层面分析受荷后材料内部的分形和孔隙.结果表明:改性生土试件抗压破坏形态基本相同,极限位移受掺料影响显著.以煤矸石与电石渣、铁尾矿与水泥、油泥与水泥作为掺和料均可大幅提高改性生土试件的力学性能,掺和料种类、掺量对改性生土试件强度及数据离散性影响显著.经过频数寻优,3种配方的理想强度掺和料配比分别为1)铁尾矿 12.1％～19.5％(质量分数,下同)、水泥 13.9％～19.1％、生土 65.5％～69.9％;2)电石渣 6.7％～14.1％、煤矸石 8.9％～11.8％、生土 76.7％～81.8％;3)油泥 11.4％～14.4％、水泥 17.4％～19.4％、生土 67.1％～70.5％.材料内部的分形和孔隙特征稳定,表现出较小的波动性和良好的密实性.

• 单位
  西安石油大学; 土木工程学院