水泥固化锌污染红粘土力学特性及强度预测

将重金属污染土与水泥混合固化处理后,可防止重金属向周围进一步扩散,并可作为稳定的固化材料用于浅层地基等非敏感区域,达到污染土二次利用的目的.将人工制备的锌污染红粘土通过水泥固化处理后,进行无侧限抗压强度试验,研究不同水泥掺量、污染物浓度和养护龄期下固化物的无侧限压缩变形特性.研究结果表明:锌离子浓度对水泥固化土的强度和变形模量存在阈值,且随着水泥掺量的增加,浓度阈值增加.锌离子浓度在5000mg·kg-以内,固化土的应力-应变曲线经历弹性变形阶段、弹塑性变形阶段、破坏阶段和残余强度阶段,且水泥掺量大于8％时,破坏应变随龄期增加而增大.锌离子浓度在10000 mg·kg-1时,固化物的弹性变形阶段经历短暂后直接进入残余强度阶段.固化物的变形模量随着锌离子的增加而减小,但当水泥掺量10％时,少量的锌离子会提高固化产物的变形模量.通过对不同水泥掺量、养护龄期和污染物浓度的固化物强度进行拟合分析,最终得到了与试验结果吻合度较高的水泥固化锌污染红粘土强度预测经验公式.     

熟石灰-矿渣联合修复重金属污染土强度及淋滤特性研究

固化/稳定化修复技术已经成为治理重金属污染土的一种有效且经济的技术.以沈阳矿渣堆场污染土为研究对象,使用熟石灰和高炉矿渣作为混合固化剂,进行固化/稳定化联合修复重金属铬和镉污染土试验研究,测定不同固化剂掺量、不同含水量、不同养护龄期条件下,联合固化污染土的无侧限抗压强度、浸出特性及酸中和能力.结果表明,熟石灰-高炉矿渣联合修复镉和铬污染土壤具有有效性,力学性能主要由固化剂掺量和水含量控制,而重金属铬和镉的浸出主要受pH和固化剂掺量的影响;熟石灰与高炉矿渣质量比1∶4作为混合固化剂掺量20％、含水量为最佳含水率22％时,满足填埋场的废物接受标准和相关环境质量标准要求.     

CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能研究

为研究CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能,对不同赤泥掺量、不同养护龄期的固化土进行无侧限抗压强度测试,分析了强度随赤泥掺量、养护龄期的变化规律,提出了赤泥强化因子和龄期强化因子,揭示了无侧限抗压强度的变化机理.结果表明:随着赤泥的增加和养护龄期的增加,无侧限抗压强度逐渐增大;强度随赤泥掺量的增加符合二次函数变化,随龄期的增加符合线性变化规律;当赤泥掺量达到45％～60％时,强度在此区间达到最大值;应用赤泥强化因子和龄期强化因子分析,发现在28～90 d龄期且赤泥掺量为30％～60％时,强度相比水泥固化土可提高2.5～4倍.     

铁水脱硫渣固化土基层材料力学性能研究

基于土壤固化技术，将铁水脱硫渣、高炉矿渣微粉、普通硅酸盐水泥与素土按一定比例拌和制备铁水脱硫渣固化土基层材料，通过击实、无侧限抗压强度、劈裂强度等试验对其性能进行测定，并分析物料掺量对铁水脱硫渣固化土力学性能的影响，结果表明：提高铁水脱硫渣掺量和降低矿渣微粉掺量均会使混合料最大干密度增大、最佳含水率下降；铁水脱硫渣固化土基层材料具有较好的力学性能，7 d无侧限抗压强度均大于6 MPa;当矿渣微粉掺量为40%时，铁水脱硫渣固化土基层材料达到力学峰值，道路基层强度最佳。     

外加剂对水泥-水玻璃固化软土影响效果试验研究

针对含水率高于75％,孔隙度大于2.0软土的固化处理,提出了一种在传统水泥-水玻璃基础上添加氯化铝溶液与石膏的固化方法,并结合无侧限抗压强度试验研究了石膏掺量、氯化铝溶液浓度、龄期及水泥掺入比对固化效果的影响规律.试验结果表明:石膏的添加能显著提高固化土强度,且存在一定最佳掺量.在未添加石膏时,固化土强度随氯化铝溶液浓度增大而提高.在掺有石膏时,添加低浓度氯化铝溶液的固化土早期强度较高,但后期强度增长较小;添加高浓度氯化铝溶液的固化土早期强度较小,但后期增长较大,同时氯化铝溶液也存在一定最佳浓度.     

矿渣基地聚合物固化有机质土的强度试验及影响因素分析

通过采用无侧限抗压强度试验、电镜扫描等试验方法,研究了有机酸总量、胡富比、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)及矿渣掺量对矿渣基地聚合物固化有机质土(GGBS-G)强度的影响规律.结果表明:矿渣基地聚合物固化有机质土强度随着有机酸总量的增加显著降低,而随着胡富比的增大而上升.随着胡敏酸含量的增加,固化有机质土的强度先减小后增...     

流态固化土用无熟料胶凝材料的性能研究

流态固化土是近年来为提高市政、建筑工程狭窄空间回填质量而发展的一种新材料。本文采用钢渣粉、CFB脱硫灰、稻壳灰等多种低品质固废作为无熟料胶凝材料制备流态固化土,并对流态固化土的无侧限抗压强度、干燥收缩性能、重金属浸出性能、微观结构等开展相关试验。研究表明:采用无熟料胶凝材料制备的流态固化土,其拌合物流动扩展度和无侧限抗压强度可满足一般填筑工程的要求,硬化体的干燥收缩值明显低于同掺量的水泥固化土,且无重金属浸出毒性超标的风险;在多种固废协同作用下,土颗粒聚集成团,孔隙明显减小,絮状的凝胶与针棒状的钙矾石晶体相互交织,附着在土颗粒表面,联结土颗粒,使得固化土的强度显著提高。     

基于铅锌冶炼渣碱激发材料固化铬渣的研究

利用铅锌冶炼渣(LZSS)制备碱激发材料并固化铬渣(COPR)来实现废物共处理。通过单因素试验和正交试验探讨了碱含量、水玻璃模数、液固比和初始养护温度对碱激发LZSS强度的影响。基于上述试验,利用碱激发LZSS固化铬渣,并通过抗压强度和重金属浸出评价铬渣固化体的性能。结果表明:碱含量为2.5%(质量分数,下同),水玻璃模数为1.5,液固比为0.19,初始养护温度为35 ℃时,碱激发LZSS的最高抗压强度达到84.49 MPa;随着铬渣掺量的增加,铬渣固化体的抗压强度逐渐下降;铬渣掺量为40%(质量分数)时固化体强度降低至1.42 MPa;铬渣固化体(掺量0%~40%)中重金属Zn和Cr的浸出浓度远低于相应标准限值(美国EPA方法1311和中国GB 5085.3—2007),且环境扫描电镜(配备能谱仪)、X射线衍射和傅里叶红外光谱表征结果证明Zn和Cr可以通过化学和物理手段被有效固定。     

掺入废弃混凝土颗粒的水泥复合土力学特性研究

为了研究水泥复合土在建筑垃圾处理中发挥的作用,设计了不同废弃混凝土颗粒掺入比,不同的水泥掺入比,制作了掺入无筛分废弃混凝土颗粒的水泥复合土试件,进行了无侧限抗压强度试验,研究了不同龄期下水泥复合土的无侧限抗压强度变化规律,运用SPSS软件建立了无侧限抗压强度的多元线性回归分析模型.试验结果表明,废弃混凝土颗粒掺量存在适宜区间,适宜区间随着水泥掺量的增加而向数轴右侧移动;加入过低掺量的废弃混凝土颗粒会降低水泥复合土的抗压强度,随着废弃混凝土颗粒掺量增加,废弃混凝土颗粒形成骨架支撑,使抗压强度上升;当掺入废弃混凝土颗粒超过适量值后,抗压强度反而降低;水泥复合土强度后期增长潜力大,在28~60 d龄期区间可维持0.14 MPa/d的高速增长.其研究成果可为水泥土拓展新的应用方向,提供有效解决废弃混凝土堆放问题的新思路和研究数据.     

城市污水污泥固化处理实验研究

城市污水污泥中依次加入本地土和水泥,搅匀后按土工实验规范要求制样,测定无侧限抗压强度。结果表明,固化污泥作为建筑填土的污泥、水泥及本地土的最佳掺入量比为110∶12∶30,无侧限抗压强度达到215 kPa。对污泥进行水泥固化处理,不仅大大改善了污泥土工力学性质,而且降低了重金属浸出浓度,使污泥能够满足填埋和用于建筑填土的要求。     

Modeling of compressive strength of cemented sandy soil

This paper attempted to show the application of particle swarm optimization in the prediction of the compressive strength of cement sandy soil from the curing period, porosity of sample and percentage of cement. The results of the study show that the unconfined compressive strength of the cement stabilized sandy soil increases with an increasing cement content curing time period. Moreover the compressive strength decreases with an increasing porosity. The compressive strength improvement due to cement treatment has a larger increase in samples with less porosity. In addition, particle swarm optimization algorithm is and accurate technique in estimation of compressive strength of cement stabilized sandy soil. In order to compare of existing correlations, a total number of 100 unconfined compressive tests and 15 scanning electron microscope tests have been conducted on cemented Babolsar sand. It can be concluded that compared to existing correlations models, particle swarm optimization algorithm models give more reliable prediction about compressive strength of cement satblized sandy soil. Moreover, the sensitivity analysis of the polynomial model shows that cement content and porosity have significant impact on predicting unconfined compressive strength.     

建筑废弃物再生冗余土制备预拌流态固化土及性能研究

再生冗余土作为建筑废弃物资源化利用处理的副产物,具有成分组成复杂、含泥量高等特点,相较已经得到成熟应用的再生骨料,再生冗余土的研究与应用相对较少。为解决其资源化利用难题,采用再生冗余土作为原料,水泥、钢渣粉、粉煤灰作为固化剂制备预拌流态固化土,研究加水量、固化剂掺量与组成对预拌流态固化土工作性能与力学性能的影响。结果表明,通过调整加水量与固化剂掺量,可制备坍落度80~240 mm的再生冗余土-预拌流态固化土,28 d龄期强度介于0.68~9.54 MPa,作为低成本回填材料可以替代素土或素混凝土回填,有效消纳冗余土的同时实现与工业固废的协同利用。     

固化废弃软黏土的强度特性及水稳定性研究

为了提高水泥和粉煤灰固化高含水率废弃软黏土的固化效果,选取水玻璃作为外加剂,吸水性强的生石灰作为分散剂,采用无侧限抗压强度试验、X 射线衍射、扫描电镜试验研究掺量与龄期对固化软黏土水稳定性和强度特性的影响。试验结果表明,3%(质量分数)的水泥、7%(质量分数)的粉煤灰、2%(质量分数)的生石灰与2%(质量分数)的水玻璃复合时能较好提高高含水率软黏土固化后的强度和水稳定性,其强度能达到水泥粉煤灰类基底层最低强度(1 MPa)。在水泥、粉煤灰和水玻璃质量掺量相同情况下,生石灰质量掺入比由0%增加至2%,其强度增大约375 kPa,且有利于后续固化剂的均匀搅拌,说明生石灰的减水和分散效应在固化土中起主导作用。此外,扫描电镜结果显示加入复合固化剂后大集聚体消失,产生大量的片状结构,大孔隙被填充,土体的强度也随之提高。     

电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的试验研究

钢渣和矿渣是常见的两种工业废渣,大量堆放且资源化利用困难。以钢渣粉和矿渣粉为基础材料,电石渣粉作为激发剂,可对淤泥质土进行固化处理。通过开展无侧限抗压强度试验,分析固化淤泥质土的强度特性和应力-应变关系,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试,探索电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的作用机理。结果表明,电石渣粉质量掺量为6%时,电石渣-钢渣-矿渣固化淤泥质土无侧限抗压强度最大,28 d固化淤泥质土强度与同龄期水泥土相当,且具有较好的延性。电石渣可以提供碱性环境和大量钙离子,有效激发钢渣和矿渣的水化活性,促进C-S-H凝胶的大量生成,同时促进离子交换和团粒化作用,使固化淤泥质土强度显著提高。     

The leachability of heavy metals in hardened fly ash cement and cement-solidified fly ash

The effect of mix proportion, leachant pH, curing age, carbonation and specimen making method etc. on the leaching of heavy metals and Cr(VI) in fly ash cement mortars and cement-solidified fly ashes has been investigated. In addition, a method for reducing the leaching of Cr(VI) from cement-solidified fly ashes is proposed. The results mainly indicate that: (1) either Portland cement or fly ash contains a certain amount of heavy and toxic metals, and the leaching of them from hardened fly ash incorporated specimens exists and is increased with fly ash addition and water to cement ratio; (2) the leachability of some heavy metals is greatly dependent on leachant pH; (3) when carbonation of cement mortars occurs the leaching of chromium ions is increased; (4) the amount of heavy metals leached from cement-solidified fly ashes depends more on the kind of fly ash than their contents in fly ash; and (5) with ground granulated blast furnace slag addition, the leaching of Cr(VI) from solidified fly ashes is decreased.     

玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响

通过开展一系列劈裂强度测试、无侧限抗压强度测试和弯拉强度测试,研究了玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的增强作用。龄期为7 d的混合料劈裂试验表明,玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石的劈裂强度具有显著的增强效果,其中长度为18 mm的纤维对混合料劈裂强度的增强效果优于12 mm、24 mm的纤维。掺加长度18 mm玄武岩纤维的水泥稳定多孔玄武岩碎石,其劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度等随着纤维掺量增加先增大后减小;当掺量为碎石质量的0.10%时,纤维对混合料各项力学性能的增强效果最好;随着养护龄期的延长,混合料力学性能不断提升。研究表明掺加玄武岩短切纤维可提高水泥稳定多孔玄武岩碎石的路用性能。     

铬污染土壤修复技术研究

Cr(Ⅵ)是世界公认的有毒致癌物,对人类健康有严重危害。随着铬化工行业的发展,铬污染问题,尤其是土壤的铬污染问题,越来越严重。描述了铬在土壤中的形态变化及土壤对铬的吸附特性,详细介绍了隔离包埋法、固化稳定法、化学还原法、土壤淋洗法、电化学修复法、微生物修复法和植物修复法等多种铬污染土壤的修复方法,并展望了当前土壤铬污染治理的发展趋势,为科学合理地处理土壤修复问题提供了方向。     

原状磷石膏基固化材料固化粉质土性能评价

针对原状磷石膏耐水性差、体积稳定性差和利用率低等问题,以原状磷石膏为主要原料,富硅铝材料、增强材料和耐水材料作为辅助材料制备固化材料,选择原状磷石膏基固化材料（40%原状磷石膏+30%富硅铝材料+30%增强材料）和掺耐水材料的原状磷石膏基固化材料（40%原状磷石膏+30%富硅铝材料+30%增强材料+外掺5%耐水材料）对粉质土进行固化试验,评价固化土的力学性能、水稳性及长期耐水性、体积稳定性和环境毒性。结果表明：固化材料掺量为12%,其中耐水材料掺量占固化材料的5%时,7 d和28 d的无侧限抗压强度分别为4.1 MPa和4.7 MPa,较未掺耐水材料试样分别提高了37%和12%;掺耐水材料试样标养28 d后浸水60 d,强度可达3 MPa,高于未掺耐水材料的2.7 MPa;体积膨胀率在浸水720 h后达到稳定值0.07%,浸出液检测结果表明没有环境危险。原状磷石膏基固化材料较传统的二灰土力学性能、水稳性及长期耐水性、体积稳定性都得到明显改善。