纳米硅粉改良碱渣-矿渣固化淤泥的抗硫酸镁侵蚀性能

利用纳米硅粉对碱渣-矿渣固化淤泥抗硫酸镁侵蚀性能进行改良，对MgSO₄溶液浸泡后的固化淤泥试样开展无侧限抗压强度、核磁共振和X射线衍射试验，研究硅粉掺量、养护龄期、浸泡时间对固化淤泥强度的影响规律及其微观机理。研究表明：在标准养护条件下，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥试样的孔隙体积最小，无侧限抗压强度最大，生成水化铝酸钙等产物。在MgSO₄侵蚀环境下，标准养护7 d试样具有很好的抗侵蚀能力，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力最好，无侧限抗压强度随浸泡时间的增加而增大；标准养护28和60 d时，固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力减弱。建立了固化淤泥无侧限抗压强度与硅粉掺量及浸泡时间的关系式，预测了最危险条件和最低强度。适量的纳米硅粉可增加固化淤泥中水化速度和程度，减少钙矾石的生成量及其不利影响，达到提高碱渣固化淤泥抗MgSO₄侵蚀性能的目的。     

养护温度对碱渣-矿渣-电石渣固化淤泥强度性质的影响机制

为揭示养护温度对固化疏浚淤泥强度性质的影响机制，利用碱渣、矿渣、电石渣进行疏浚淤泥固化处理，开展无侧限抗压强度(UCS)、加州承载比(CBR)和三轴压缩等试验研究固化淤泥强度性质，并结合X射线衍射和扫描电镜测试探讨养护温度对固化淤泥的作用机理。结果表明：固化淤泥UCS与养护温度之间可用指数函数描述，当养护温度从35℃升高至50℃时UCS大幅提升，50℃与20℃固化淤泥UCS之比为2.4～6.8,养护温度和龄期对低含水率固化淤泥强度的影响更为显著；对于初始含水率为44%的固化淤泥，养护温度升高时CBR随养护龄期的增幅显著，其值满足高速公路和一级公路路基填料的最小CBR要求；当养护温度从20℃升高至50℃时，固化淤泥应力-应变曲线由软化型变为硬化型，50℃与20℃时固化淤泥黏聚力之比为3.8～8.4,内摩擦角之比为1.1～1.2;随着养护温度的升高，水化氯铝酸钙和水化硅酸钙等产物增多，颗粒团聚现象更显著，从而提升固化淤泥的强度。     

碱渣-矿渣固化疏浚淤泥含水率控制方法研究

以碱渣和矿渣为固化剂，电石渣为激发剂，通过设置不同含水率，碱渣、矿渣含量，开展固化疏浚淤泥的无侧限抗压强度和击实试验，以及核磁共振(NMR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试，研究固化淤泥强度与含水率的关系。试验结果表明：固化淤泥强度随含水率的增加先增后减，可分为高强度段、强度急剧下降段和缓慢下降段，养护14 d时最高强度可达600 kPa以上。为使碱渣、矿渣高效地固化疏浚淤泥，可将含水率控制在淤泥塑限至液限之间，14 d强度不低于345 kPa。强度最优含水率与击实最优含水率相差不大，采用碾压法施工可将含水率控制在最优含水率的±3%范围，使固化淤泥强度处于高强度段；采用流动固化施工时，可根据强度要求，利用急剧下降段和缓慢下降段强度与混合含水率的幂函数公式确定含水率。     

三维网络萃取膜的制备及传质效率研究

以亲水聚四氟乙烯(PTFE)膜为支撑体、以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为偶联剂，利用乙烯基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基氢硅氧烷(PMHS)锁闭萃取剂磷酸二异辛酯(D2EHPA)，制备三维网络萃取膜(3D-NEM)，并将其用于重金属离子废水中镍元素的萃取分离。研究结果显示60℃、15 min的处理条件可以不破坏原支撑体结构并在其表面成功引入羟基，使构建的三维网络复合层锚定在改性后的支撑体表面。在料液相Ni²⁺浓度150 mg/L、萃取剂含量37%(质量)的条件下3D-NEM的6 h平均传质通量达最高值1560.28 mg·m^-2·h^-1。相互交联的三维网格结构有效地阻止了萃取剂流失，6 h运行平均通量衰减率仅有31.91%。与传统支撑液膜相比，本研究制备的3DNEM在亲水膜表面成功锚定超薄萃取功能层，体现出降低传质阻力与提升运行稳定性的双重优势。