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1、 开题报告玻璃纤维粉煤灰水泥土的力学性能试验研究学 生：赫文秀指导教师：申向东（教授）专 业：水工结构工程 主要内容水泥土国内外的研究现状2结果分析5试验材料和方案4研究意义3研究背景1研究背景 水泥土是指土料、水泥和水充分搅拌后重新固结形成的一种加固体，是工程中常用的新型建筑材料之一。因为土体经水泥加固后，能很好地改善其物理力学性质，而且水泥土因其价格低廉、环境污染少、设计灵活、施工速度快等优点,已被广泛地应用于软土地基处理，公路工程基层，水库大坝修筑和河道堤岸防护等工程项目中，并且取得了很好的经济效益和环境效益。目前已成为土木工程中加固软土地基的主要技术措施之一。 自从1824年发明了水泥
2、以后，水泥土便逐渐得到了人们的重视。多年来对水泥土的配比、工程性质、本构模型和微观结构的研究取得了大量成果，但在工程实践中，人们逐渐认识到水泥土的早期强度低、干缩大、易开裂、填充空隙的效率很低，并且其性能受土质影响较大，对塑性指数高的黏土、有机土和盐渍土固化效果较差，甚至有时无固化作用。因此，在水泥土中加入外加剂来提高水泥土的强度具有十分重要的意义。研究现状研究现状国外的研究现状国外的研究现状 日本和美国通过大量的试验和研究，将水泥土应用于道路、水利、基坑支护和防渗工程中，并且取得了显著的效果。东南亚诸国也对水泥土开展了大量试验研究和工程应用。瑞典以石灰作为固化剂，改善高层建筑物的基础和加固小
3、直径隧道的稳定。国国外外 国内的研究现状国内的研究现状 自七十年代以来，国内学对水泥土进行了大量而深入的研究。国国内内张士乔通过三轴试验，得出水泥土的强度、破坏特性与水泥掺入比、龄期及围压之间的关系。宁宝宽研究了水泥土在环境浸蚀下的损伤破裂试验 。陈善民，对水泥土动力特性进行试验并分析水泥土复合地基抗震特性 。 研究意义 一、课题提出 水泥土是水泥，水和土经过一段时间后，共同反应，共同影响的产物。 粉煤灰是火力发电厂的主要废料,它是一种数量很大的工业废料,将其作为固化剂掺入水泥土内,既可降低材料成本,节省费用,提高强度，又开辟了处理工业废料粉煤灰的新途径,净化了环境。因此, 此次研究具有一定的
4、经济意义和环保义。 水泥土的强度主要来源于水泥的水化反应形成的水泥石骨架。粉煤灰中的二氧化硅和三氧化二铝有化学活性,能与水泥水化产生的氢氧化钙反应,生成类似水泥水化产物中的水化硅酸钙和水化铝酸钙,它可作为胶凝材料的一部分,因此可起到提高强度的作用。 玻璃纤维对于水泥土力学性质的影响与加筋土的作用机理具有相似之处，即都是通过在基体中掺入玻璃纤维来提高基体强度，减小变形。而且，由于粉煤灰的反应比较缓慢，28d以后才开始起作用，加入玻璃纤维可以提高水泥土的早期强度，以满足工程实际的需要。二、选题依据 1、从水泥水化的反应机理可知：水化反应产生了大量的氢氧化钙。在水泥水化的环境下，粉煤灰也大大加快其自
5、身的水化反应,产生了较多的胶凝物，从而增加结构的整体性和密实性。 2、由于粉煤灰在水泥水化以后才参与到反应当中，其早期强度不高。为了能够有效地提高早期强度，在其中加入了玻璃纤维，通过玻璃纤维的性能，来提高早期强度。 3.就目前查阅的资料来看，特别是针对内蒙古地区粉质粘土这一实际情况，玻璃纤维粉煤灰对水泥土的影响的研究还比较少，其研究价值很大。试验内容内 容无侧限抗压强度试验三轴试验（围压为100kp、200kp、300kp） 冻融循环试验（25次） 实验材料 水泥：冀东PO42.5普通硅酸盐水泥 粉煤灰：卓资粉煤灰。主要性能见表一 表一 粉煤灰的主要性能指标密度 细度 （筛余） 需水量比（%）
6、 含水率（%） 烧失量（%） 等级 0.08mm 0.045mm2.4 1.8 12.5 97.1 0.24 5.92 级粉煤灰的粒度分析 玻璃纤维：江苏盐城市汇洁玻璃纤维厂生产的玻璃纤维丝。其主要性能见表二 表二 玻璃纤维丝的主要性能指标直径（ m）长度（cm）抗拉强度（MPa）抗碱浸润剂含量含水量(%)71.02241031.0%2.0%4.0试验方案因素 水泥含量 粉煤灰含量 玻璃纤维含量 龄期 1 5% 0% 0% 7 2 5% 4% 0.07% 28 3 5% 8% 0.14% 60 4 5% 12% 0.21% 90 5 10% 0% 0.07% 60 6 10% 4% 0% 90
7、 7 10% 8% 0.21% 7 8 10% 12% 0.14% 28 9 15% 0% 0.14% 90 10 15% 4% 0.21% 60 11 15% 8% 0% 28 12 15% 12% 0.07% 7 13 20% 0% 0.21% 28 14 20% 4% 0.14% 7 15 20% 8% 0.07% 90 16 20% 12% 0% 60 正交试验表:L16(45) 试验过程： 试 验 按 照 土 工 试 验 方 法 标 准 (GB/T50123-2002)的试验规定进行。 1.筛土(2.36mm方孔筛) 2.拌土 3.做试件(试件分两种，高50mm直径50mm的圆柱体试
8、件和高80mm直径39.1mm的圆柱体。) 4.养护试件（湿度95%，温度202 ） 5.压试件（三轴、无侧限） 6.冻试件（冻融循环25次）无侧限抗压强度 试验结果分析：一、直观分析水泥掺量为5%这一水平下的平均值。这四行数据表示各因素同一水平结果的平均值。最优方案为水泥掺量为20%、粉煤灰掺量为8%、玻璃纤维掺量0.07%、龄期为90d。表示各因素的重要程度。龄期的影响最大，其次为水泥掺量，再次为粉煤灰掺量，最后为玻璃纤维掺量。空白列 二、因素分析 1、图1为水泥掺量对抗压强度的影响。从图中可以看出：随着水泥掺量和逐渐增加，其强度逐渐增大。 2、图2为龄期对抗压强度的影响。从图中可以看出：龄期对抗压强度呈直线增长，即随着龄期的增长，其强度不断增大。水泥掺量影响龄期的影响 3、粉煤灰对抗压强度的影响。从图中可以看出：当粉煤灰掺量达到8%时，其抗压强度达到最大值，超过这一掺量，其强度则在逐渐降低。粉煤灰掺量的影响玻璃纤维掺量的影响 4、玻璃纤维对抗压强度的影响。从图中可以看到：当玻璃纤维的掺量为0.07%时，其强度达到了最大值。所以，在本次试验的各方面条件下得出,玻璃的最佳掺量为0.07%。请各位老师和同学请各位老师和同学批评指正！批评指正！
