Tran-SET 的“使用粉煤灰基 RCA 土工聚合物稳定路面中的沙质粉砂土”项目的概述和初步结果。由路易斯安那州拉斐特大学的 Daniel Odion 先生介绍。2020 年 Tran-SET 会议的一部分，于 2020 年 9 月 1 日至 2 日在新墨西哥州阿尔伯克基以虚拟方式举办。请访问 Tran-SET 的网站查看相应的研究报告和其他项目信息：
https://www.youtube.com/watch?v=UZ5G9lZ9PM0
嗯，你可以开始了。谢谢，谢谢你的帮助，我很抱歉。
我叫丹尼尔，是路易斯安那大学拉法叶分校的研究生助理。我在这里展示我的研究工作，主题是使用基于粉煤灰的再生骨料地质聚合物混合物来稳定沙质土壤，用于路面基础层。
作为介绍，我想让大家了解，目前我们用于路面的稳定基础或次基础层并不具可持续性，因为我们在基础层中存在因温度变化而导致的收缩裂缝。同时，我们还出现了反射裂缝，这些裂缝通过路面层显现出来，整体上这些问题导致了低的行驶质量和水分渗透到下层结构，进而影响了路面的长期性能。
我们也知道，沙质土壤在高饱和状态下容易因抗剪强度低而崩塌，这会导致路面在正常交通下的变形。那么，我们对此有何解决方法呢？
我们正在寻找可持续的材料，主要是工业副产品，这些材料可以作为土壤的主要胶结剂，并将其结合在一起以提高强度。因此，正如我们所知道的，地质聚合物一般是铝硅酸盐的长链化合物，是无机材料。
本研究的目标是评估使用这些由粉煤灰和再生骨料制成的地质聚合物稳定沙质土壤的能力。我们关注不同的参数，如抗压强度、抗拉应力和耐久性，并与目前行业中使用的土水泥混合物进行比较。
我们在这项研究中使用的材料包括从路易斯安那地区获取的沙质土壤样本，并测试其物理特性，如液限、塑限和塑性指数。我们发现塑性指数为7.7。我们还从博拉资源有限公司获取了粉煤灰，并从路易斯安那的一家当地承包商获取了再生骨料。我们知道大多数粉煤灰产品本质上是非水泥胶结剂，因此需要通过碱性溶液激活，以形成适当的粘结剂。我们使用的碱性溶液是6摩尔的氢氧化钠和硅酸钠。
在我们的材料和方法中，我们查看了这些材料的元素组成。从我的屏幕上可以看到不同的元素，但对我们来说更重要的是铝和硅，因为它们是地质聚合物的构成成分。我们从中获取的粉煤灰中，铝与硅的比例令人鼓舞，这也是我们关注这个粉煤灰的原因。我们还检查了土壤中的铝和硅的成分，发现也是可取的。
在我们的初步实验中，我们进行了最大干密度和最佳含水量（OMC）的测试。测试结果显示，当我们将再生骨料和粉煤灰的含量增加15%时，干单位重量首先增加。当再生骨料和粉煤灰各增加到50%时，我们的最大干密度也增加。但有趣的是，当进一步增加到25%粉煤灰和25%再生骨料时，干密度反而下降。这表明，当我们增加粉煤灰含量时，土壤的比例下降，因为土壤的密度实际上高于粉煤灰，导致干单位重量的下降。
我们为此准备了不同的测试样本，最重要的是根据ASTM D157的抗压强度测试。我们的实验设计是因子设计，包含不同的水平。在粉煤灰含量方面有0%、15%和25%；在再生骨料方面有0%、15%和25%；并且我们还使用了0、0.5和1的硅酸钠比例，总共测试了13种混合物。因此，13种混合物乘以3个样本，共有39个样本。
我们进行了无侧限抗压强度、间接抗拉强度和耐久性测试。
在结果之前，我想提一下我们选择60摄氏度的温度是如何得出的。在初步测试阶段，我们在25°C、45°C、60°C和75°C的温度下测试材料。我们发现，随着烘箱固化温度的提高，地质聚合物的抗压强度也在增加。但当温度达到60°C时，我们注意到斜率开始减小，最终得出60°C是我们测试的最佳温度。此外，当我们比较28°C时的强度，发现几乎相等。
我们还检查了固化时间对地质聚合物混合物的影响。我们逐渐延长固化时间，观察其强度变化。结果显示，随着固化时间的增加，强度也在增加。
在完成测试后，我们检查了粉煤灰含量对无侧限抗压强度和弹性模量的影响。通过这些实验，我们可以看到，当我们增加粉煤灰的含量时，强度也随之提高。
增加在25%时非常明显，同时随着粉煤灰含量的增加，弹性模量也有所提高。我们还检查了再生集料（RCA）含量的影响。从数据来看，RCA含量在15%时强度有所增加。然而，当RCA增加到25%时，我们发现强度下降。我们认为这是因为高硅含量的土壤在反应中需要适量的RCA，超过最佳比例会妨碍聚合物的反应并影响强度。因此，50%的粉煤灰被认为是反应的最佳比例。
我们还关注了硅酸盐的比例及其对无侧限抗压强度和弹性模量的影响。随着硅酸盐含量的增加，强度和弹性模量均有所下降。我们认为这是因为土壤和粉煤灰结合时已经有足够的硅酸盐，添加过多的硅酸盐并不会显著提高强度。因此，零硅酸盐含量被认为是这一聚合物的最佳值。
为了确保测试结果的一致性，我们绘制了无侧限抗压强度测试样本的预测值和测量值，并发现两者之间存在良好的关系。通过回归分析，我们选择了两个最佳样本，分别是15%粉煤灰和15%再生集料，零硅酸盐；以及25%粉煤灰、50%再生集料和33%硅酸盐。
接下来，我们对这些最佳样本进行了进一步测试，并将其与土壤水泥进行比较，旨在证明土壤聚合物在某些情况下能够实现比土壤水泥更高的强度。经过28天和7天的测试，我们发现28天后的聚合物强度高于土壤水泥，而土壤水泥在7天内的强度较高，因为土壤水泥在早期硬化较快。但从长期来看，聚合物的强度超过了土壤水泥。
我们还注意到，土壤水泥的弹性模量高于聚合物，这主要是因为聚合物具有较高的抗裂性能。我们进行了耐久性测试，发现聚合物混合物相较于土壤水泥具有更好的耐久性。此外，聚合物的抗压能力也强于土壤水泥，表明聚合物对裂缝的抵抗能力更强。
这些样本是在实验室中得出的，我们拍摄了相关照片，可以看到土壤水泥样本的裂缝和收缩现象明显。
我们还对选定的聚合物混合物进行了弹性模量和动态模量测试，结果表明它们在重复交通荷载下显示出良好的变形抵抗能力。我们的研究结论是，随着粉煤灰和再生集料含量的增加，聚合物混合物的强度和弹性模量提高，25%粉煤灰和50%再生集料的组合展示出最佳的无侧限抗压强度和弹性模量。之前提到的硅酸盐的加入对无侧限抗压强度和弹性模量产生了负面影响。
60度的温度显著高于土壤水泥的常温强度。我们还在45度的环境中进行了测试，结果显示随着时间的推移，强度高于28天的土壤水泥强度。
总的来说，我们的机械性能和耐久性测试结果表明，土壤再生集料聚合物混合物在实验室中表现优于土壤水泥混合物。我们建议在实际交通荷载条件下评估这些混合物的表现，并建议进一步研究聚合物的液态状态。
感谢南方中央州立交通公司和路易斯安那大学的支持。谢谢大家的聆听，欢迎提问。
非常感谢，我们有时间回答一个问题。如果有任何问题，请先提问。如果有需要，我们以后会采用举手的方式。
好吧，听不到任何问题。我意识到在介绍会议时忘记说几件事。首先，我忘记介绍我自己，抱歉，我刚从另一个会议过来，可能忘了介绍自己。我是苏珊·博戈斯，来自新墨西哥大学，将主持此次会议。我们与新墨西哥州立大学共同主办这次会议。
我还想提到，所有的演讲都是基于已提交的论文，所有作者都提交了论文，将通过美国土木工程师学会（ASCE）出版。因此，您也可以通过这些论文获取相关信息。如果对某个主题特别感兴趣，我鼓励您与论文作者联系，他们可以提供更多信息。谢谢大家，我们接下来进入下一个演讲。
