水泥改性膨胀土试验研究

以水泥为改性材料对中强膨胀土进行改良,对不同掺灰量膨胀土的界限含水量、自由膨胀率、击实性、抗剪强度等进行了室内试验研究.结果表明,随着水泥掺量增加,膨胀土的胀缩性显著改善.     

水泥固化重金属污染土的强度及环境特性：试验及数值模拟

为了探究碳化作用下水泥固化/稳定化重金属污染土的强度、环境特性,开展碳化作用下水泥固化污染土在重金属种类、重金属含量、水泥掺量、含水率、养护龄期等条件下的强度试验;并用固化土作地基加固桩,通过COMSOL软件模拟桩体在运营期间Zn~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)的对流-弥散过程。强度试验表明,Pb~(2+)影响较小,而Cu~(2+)和Zn~(2+)延长了水泥水化、初凝和终凝时间,并显著降低强度。重金属含量的减少和水泥掺量的增大,提高了固化污染土的强度。在早期碳化作用中,形成的碳酸盐沉淀具有骨架作用,提高了固化土的强度;后期沉淀附着在水泥水化产物表面,阻碍碳化反应发生,固化土强度降低。模拟结果表明,前期运移速率Pb~(2+)Zn~(2+)Cu~(2+),后期Cu~(2+)Zn~(2+)Pb~(2+)。复合桩体材料使地下水体中污染物浓度显著降低。     

工业废料改良膨胀土基本物理性质试验研究

研究利用工业废料铁尾矿砂和电石渣作为添加剂改良膨胀土的可行性与改良效果。通过室内试验,对铁尾矿砂改良土及铁尾矿砂-电石渣复合改良土的基本物理性质指标进行了研究。试验研究结果表明,单掺铁尾矿砂改良膨胀土,随着掺砂率的增加,改良土的自由膨胀率显著降低,界限含水率和塑性指数均降低。同时掺入铁尾矿砂和电石渣复合改良膨胀土的改良效果要优于单掺铁尾矿砂的改良效果。当铁尾矿砂掺量一定时,随着掺渣率的增加,改良土的自由膨胀率基本上是呈线性递减;改良土的液限降低,塑限先增大后减小,在掺渣率为10%时达到最大,从而改良土的塑性指数先减小后增大;在掺渣率为10%时达到最小。当两种材料掺量一定时,随着养护龄期的增大改良效果更为显著。当掺渣率一定时,随着铁尾矿砂掺量的增加,改良土的自由膨胀率、界限含水率和塑性指数仍均是降低的,与之前单掺铁尾矿砂改良膨胀土得出的结果相一致。说明掺铁尾矿砂和电石渣均对膨胀土的物理性质有显著影响,因此为膨胀土改良提供了一种新方法。     

水泥固化锌污染土的力学性质变化规律分析

基于室内试验,分析了水泥掺量和锌离子浓度对水泥固化锌污染土力学性质的影响规律;并根据试验结果得到了其黏聚力、内摩擦角和压缩系数变化规律的经验公式。研究表明:锌离子浓度一定时,固化体黏聚力随着水泥掺量的增大而不断增长,二者呈指数函数关系。当锌离子浓度达到1%时,水泥掺量的提高并不能显著提高黏聚力。水泥掺量一定时,其黏聚力随着锌离子浓度的增大而减小。固化体内摩擦角呈现与其相似的变化规律,而压缩系数则随着水泥掺量的增大而减小。     

水泥改性安阳中膨胀土的试验研究

膨胀土的分布范围很广,其吸水膨胀,失水收缩的特性给工程的施工和工程结构的安全性带来了很大的隐患。采用水泥改性安阳地区中膨胀土,在增加改性土强度的同时,又改变了其膨胀性能。通过多种试验方法,从宏观力学特性,微观结构特征等方面对水泥改性中膨胀土进行了一定的研究,揭示了水泥改性中膨胀土的内在机理。     

固化/稳定化重金属污染土力学及浸出特性试验研究

为解决传统固化剂在固化/稳定化法处理重金属复合污染土和重度污染土方面存在的不足,研发了一种新型固化剂。以人工制备的Pb、Cd、Cu复合重金属污染土壤为研究对象,开展了室内无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验。在此基础上分析了固化体力学特性、浸出特性等随养护龄期、污染土粒径、重金属污染水平的变化规律。以某金矿区三处重金属污染土壤为治理对象,开展了相关测试,验证了新型固化剂对于重金属污染土的固化效果。研究表明：新型固化剂对于复合重金属污染土和重度污染土的效果较好;固化体无侧限抗压强度随养护龄期的增加而增大,随重金属污染水平、污染土粒径的增加而降低,固化体强度达17.35-33.45 MPa,均能满足固废填埋标准及建筑材料强度要求;重金属浸出浓度随养护龄期的增加而降低,随着污染土粒径和污染水平的增加而增加,浸出浓度均远低于（<0.1%）浸出安全标准限值,固化率>99.99%。所研发的高效重金属污染土固化剂,可用于重金属污染场地的固化修复及资源化利用。     

磷酸镁水泥固化铜污染土的工程特性

为研究不同水泥固化重金属污染土的处理效果和工程特性,取掺重金属铜的高岭土作为研究对象,考虑磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)掺量、养护龄期、初始铜离子浓度三种因素,研究了MPC固化后重金属铜污染土的固化效果及特性.基于无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,分析了三种因素对固化铜污染土的强度和微观结构的影响,并得到固化土抗压强度与内部孔隙所占百分比之间的关系.无侧限强度试验结果表明,MPC固化铜污染土的效果显著;随着MPC掺量的增多和养护龄期的增长,固化土的抗压强度增大;随着初始铜离子浓度的增大,固化土的抗压强度减小,且当污染土中铜离子浓度过高时,固化效果降低.微观试验结果表明,固化过程中既有物理包覆又有化学反应,随着MPC掺量的增多、养护龄期的增长,固化土的孔隙百分比降低,结构变得更加致密,随着初始铜离子浓度的增大,孔隙所占百分比增大,土体结构变得疏松,固化土体强度降低.     

重金属污染河道底泥稳定化固化修复工程技术研究

重金属污染河道底泥环保清淤以及资源化处置的实施是目前工程中的关键部分和无法解决的部分。此项研究同广州市河道清淤项目结合起来,在同日本管道搅拌固话机械设备结合的基础上开展重金属污染底泥的资源化处置工程技术的研究和开发。     

锌污染土固化处理实验研究

利用不同固化剂处理人工制备的锌污染土,测定固化体的无侧限抗压强度,以评估固化体回收再利用的可能性;采用美国环保署毒性浸出程序(TCLP)进行毒性浸出实验,以评价固化剂的锌污染土壤的固化效果.结果表明,生石灰对于锌离子污染土的修复具有良好效果.加入生石灰后,固化产物强度得到了很大的提升,同时锌离子的浸出质量浓度也大幅下降,其中利用生石灰掺量(质量分数)最大的C5S5(5%水泥+5%生石灰)固化剂修复的锌污染土得到的锌离子浸出质量浓度最小值仅为3.95mg.L-1.实验证明高吸附性粘土矿物的加入也可以改善固化剂的固化效果.     

利用皂素溶液淋洗修复重金属污染土壤

通过室内模拟试验,采用振荡淋洗的方法研究了皂素溶液浓度、pH值、淋洗时间对重金属去除效果的影响。并通过一个一级反应动力学模型对试验数据进行了拟台,得到了两个重要的参数Ce（反应达到、F衡时重金属在液相中的浓度）和K（质量转移系数）。结果表明：皂素溶液在质量浓度为3％、pH值为5．0-55淋洗时间12h的条件下能达到对污染土壤重金属的最大去除率。去除率分别为Cd93．5％,Pb20．5％,Cu8．64％,Zn48．4％。模型拟合的结果表明：镉的质量转移系数最大,其次是锌,然后是铅,最后是铜。这一结果同时也说明了在土壤淋洗过程中,镉和锌最先达到质量转移的平衡状态,然后是铅和铜。     

重金属离子污染粉砂土力学性能试验研究

为了探究重金属离子对粉砂土力学性能的影响,配制不同重金属离子含量的污染土试样,进行无侧限抗压试验、直剪试验和X射线衍射分析试验。试验表明:铬离子渗入会增大土体抗压强度,而铜离子加入会导致土体抗压强度减小;铬离子和铜离子掺入量的增加均会引起土体抗剪强度下降;借助X射线衍射试验发现,铜、铬离子的渗入会改变土体内SiO_2化合物的含量及形态。综合分析表明,铬离子、铜离子会改变土中SiO_2的含量,从而影响土的力学性能。     

一般工业固废复合固化重金属污染土的力学及电化学性能

针对中国一般工业固废大量堆存问题,以工业固体废物赤泥、电石渣和磷石膏的有效利用为导向,以处理铜污染土为目的,制备复合固化剂并对铜离子污染土进行固化处理。通过研究固化土的无侧限抗压强度性能,对比分析了纯水泥固化剂与添加工业固废复合固化剂对铜污染土的固化效果。通过研究固化土的电化学阻抗谱特性,建立了固化土的等效电路模型,并着重从物理力学性能和微观结构特性揭示工业固体废物之间的相互作用效果及其对铜污染土的固化机理。结果表明：固化土的无侧限抗压强度均随龄期逐渐增大,且固化土的浸出毒性均满足国家相关标准要求。在一般工业固废作用下,固化土强度高于相应纯水泥固化土。固化土电化学Nyquist曲线在高频区随养护龄期增加逐渐出现容抗弧,且其半径逐渐增大;低频区为斜直线,且斜率随养护龄期逐渐增大。此外,固化土的强度与电化学参数R_ct1之间存在良好线性关系,可采用R_ct1对固化土强度的发展进行无损预测。借助微观测试手段发现固化土在养护过程中生成了凝胶物质和针状物质,水化产物的生成是固化土强度发展的主要缘由,且其对铜离子有一定的吸附、包裹和离子置换作用。     

不同初始条件下土体污染后的物理力学性质变化实验研究

土体的物理力学性质在受污染后会发生改变,同时也受到不同初始条件的影响。通过室内土工试验研究不同含水率、颗粒及矿物组成等初始条件下土体受重金属及汽油污染前后的主要物理力学性质变化规律。结果表明:随着初始含水率的增大,污染前后土体的密度均增大,当初始含水率低于最优含水率时,污染前后粉质黏土的密度变化率更大;当土体初始含水率低于最优含水率时,随着初始含水率的增加,污染粉质黏土的塑限增大而液限减小;高于最优含水率后,塑限减小而液限增大;污染前后粉质黏土的压缩系数及其相对变化率随着含水率的增大均呈增大趋势;粉质黏土的黏聚力污染前随着含水率的增大而减小、污染后则随着含水率的增大总体上呈现先减小后增大的趋势;污染前后内摩擦角均随着含水率增大而降低,低含水率时下降速率较缓,大于最优含水率后下降速率增大。土体颗粒及矿物组成对污染物污染效果也有很大的影响,总体而言,细砂相较粉质黏土在同样初始含水率及污染物作用后物理力学性质更加稳定。     

水泥—磷尾渣复合材料修复铅、镉污染土壤的再溶出特性研究

为了解决Pb、Cd污染土壤修复难的问题,选用水泥—磷尾渣对Pb、Cd污染土壤进行修复处理.利用短期溶出试验(醋酸溶出法、硫酸—硝酸溶出法)和长期溶出试验(半动态溶出试验)评估了水泥—磷尾渣修复后Pb、Cd污染土壤的再溶出特性.结果表明:水泥—磷尾渣对Pb、Cd有极好的固定效果,可大幅度降低污染土壤中Pb、Cd的溶出特性.醋酸溶出试验和硫酸—硝酸溶出试验结果表明水泥—磷尾渣修复后污染土壤具有较强的耐侵蚀能力,且当水泥—磷尾渣组分比为9.4∶0.6时,Pb、Cd的醋酸溶出浓度和硫酸—硝酸溶出浓度均低于我国地表水Ⅴ类标准值,当水泥—磷尾渣组分比为9∶1时,Pb、Cd的醋酸溶出浓度和硫酸—硝酸溶出浓度均低于我国地表水Ⅱ类标准值.半动态溶出试验结果表明:水泥—磷尾渣修复后污染土壤Pb、Cd长期溶出风险较低,在半动态试验周期内Pb、Cd最大溶出浓度均低于我国地表水Ⅳ类标准值.水泥修复Pb、Cd污染土壤具备进行二次利用的潜力.     

西安市主要功能区表层土壤重金属污染现状评价

调查了西安市主要功能区表层土壤0~15 cm中砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)5种重金属元素的含量及分布规律.根据功能分区,把西安市分为交通道路边缘带、工业区、生活区、文教区和对照区,在每个区域采集若干个样品进行分析.结果表明,西安市工业区表层土壤重金属污染严重,交通道路边缘带为中度污染,其它功能区为轻度污染.西安市土壤重金属污染的防治重点为交通区和工业区,应加强对严重污染区和中度污染区的防治.     

金无踪对轻度重金属污染稻田稻米重金属降污效果评价

田间试验结果显示．金无踪能够显著降低重金属元素对水稻生长的毒害作用。不同施用量的金无踪,能够促进优质稻在轻度重金属污染下的生长,生育期显著提前1～2d;金无踪的施用能显著降低各种重金属在稻谷中的含量,稻谷产量也有所增加。试验结果表明,金无踪具有很好的治理稻田重金属污染的效果。     

城市交通对道路周边土壤重金属污染影响的研究

为研究城市公路交通对路边土壤重金属污染的影响,以北京市西三环主要立交桥路段为研究样区,采用火焰原子吸收光谱法,对土壤中重金属Ni,Cr,Pb,Cu,Zn,Cd的含量进行了测定,并采用改进的BCR连续提取法,对土壤样品中各种重金属的存在形态进行了分析。研究表明:除Cu外,道路周边土壤中其他重金属含量总体上均明显高于同一地区远离交通干道的清洁区土壤;其中Ni,Cr,Pb,Zn,Cd最高分别较清洁区高1.17倍、1.59倍、2.20倍、1.77倍和1.96倍。从各种重金属的形态分布特点看,Cd主要以酸可提取态和氧化物结合态存在;Pb主要以有机物与硫化物结合态存在;Cu,Cr,Zn,Ni主要以残渣态存在。