烧结脱硫灰制备胶凝材料强度影响因素研究

通过正交及单因素试验方法研究了烧结烟气半干法脱硫灰复掺矿渣、钢渣,辅之外加剂,制备生态胶凝材料的可行性。结果表明采用分别预磨钢渣、矿渣及水泥熟料再与经低温煅烧的改性脱硫灰混磨制备的复合生态胶凝材料,具有良好的安定性、水化性能和力学性能;初凝时间、终凝时间合格。正交试验确定了一定比例和掺量的矿渣和钢渣复掺15%改性脱硫灰、15%水泥熟料和0.5%激发剂时胶凝材料的各项性能较好,通过单因素试验对方案进行了优化,用SEM对两组配方的水泥净浆体进行晶形微观分析,验证了不同水化产物在不同龄期对水泥体的强度影响。     

灞河河道疏浚底泥固化力学特性试验研究

为将灞河右岸岸坡综合治理工程中清除的河道疏浚底泥用作滨河沙坑回填处理材料,选用水泥、高分子吸水树脂(SAP)和三乙醇胺(TEA)对河道疏浚底泥进行固化改性处理,并对不同养护龄期的固化底泥进行了室内直剪试验和固结试验,探讨了固化底泥的强度与变形特征.结果 表明:固化底泥的峰值抗剪强度随着水泥掺量的增加而增大,水泥与0.5...     

工业废石膏在地基加固中的应用

研究和实践表明:工业废石膏与水泥配合加固软土地基,与单用水泥加固相比,加固土强度可以成倍提高。废石膏的最佳掺量一般为水泥用量的20%左右。用废石膏水泥加固时,其水化物不仅有与水泥相同的水化硅酸钙将松散的土粒胶结成整体,而且还产生钙矾石,其晶体膨胀填充孙隙使加固土强度进一步提高。利用废石膏加固地基不会产生二次污染。     

木质素纤维改良黄土抗剪强度的试验研究

木质素纤维作为一种高效且绿色环保的新型改良材料,被不断用于土体改良的研究中.为探究影响木质素纤维改良黄土的因素,采用木质素纤维对青海西宁地区黄土进行改良加固,通过不固结不排水三轴剪切试验并结合扫描电镜试验研究了压实度、木质素纤维掺量和围压对木质素纤维改良黄土抗剪强度的影响规律.试验结果表明:木质素纤维改良黄土的抗剪强度...     

污泥-焚烧底灰混合固化配方及强度增长机理

污泥与垃圾焚烧底灰混合固化是一种以废治废的处置方式.针对水泥固化污泥早期强度高、石膏固化污泥后期效果好的特点,分别采用水泥、石膏、水泥+石膏为固化剂,和不同掺量的垃圾焚烧底灰,开展脱水污泥固化试验研究.对固化污泥的无侧限抗压强度、含水量、增容比、浸出毒性及COD、p H值进行了测试,并用扫描电镜分析了固化污泥微观结构的变化.测试与分析结果表明:脱水污泥的较优固化材料配方为100%垃圾焚烧底灰、25%水泥和25%石膏,固化污泥的强度和含水量满足填埋要求,且增容比小,浸出毒性大幅降低.固化污泥的早期强度主要来源于垃圾焚烧底灰的骨架作用和吸水作用,后期强度增长主要依靠固化剂的胶凝作用和垃圾焚烧底灰的火山灰作用;其中钙矾石的生成是固化污泥强度增长的重要因素之一.     

长期冻融循环下固化铅锌镉复合重金属污染土抗剪强度及浸出特征研究

为了评估长期冻融循环后(最长90d (次))固化复合重金属污染土的的抗剪强度及浸出特征,采用水泥、生石灰和粉煤灰按比例混合的复合固化剂固化/稳定化铅锌镉复合重金属污染土进行三轴压缩试验及毒性特征浸出程序试验.结果表明,固化污染土体的内摩擦角仅在冻融循环3次内有明显增加,增加率高达96.3%;粘聚力在冻融循环30次内总体趋势不断下降,之后无显著变化,最终下降率达到54.23%;Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺浸出浓度与冻融循环次数呈正比;EC值与冻融循环次数在总体上正相关;长期冻融循环作用后浸出液的pH值降低.并通过扫描电子显微镜,进一步探究长期冻融循环下固化污染土抗剪强度及浸出特征的劣化机理,结果显示在冻融循环后期固化土体内生成了大量的延迟钙矾石,这些延迟钙矾石在形成过程中的膨胀作用是引起抗剪强度损失、重金属浸出浓度升高的主要原因.     

复合固化剂固化淤泥的耐久性和稳定性研究

为解决水泥对含有机质和重金属污染物的淤泥固化效果不佳的问题,提出采用水泥、生石灰、高铁酸钾和高分子吸水树脂作为复合固化剂对淤泥进行固化处理的方法。通过干湿循环试验和渗出液试验,从固化淤泥平均累计相对质量损失率、无侧限抗压强度和固化淤泥渗出液中重金属离子浓度等指标的变化,探究了复合固化剂对固化淤泥耐久性和稳定性的影响。试验结果表明:增加水泥掺量在一定程度上能提高固化淤泥的强度、改善固化淤泥的耐久性和固化淤泥中重金属的稳定性,但仅掺入水泥难以达到理想的固化效果;而掺入复合固化剂的固化淤泥,在干湿循环作用下能保证整体的完整性,其平均累计相对质量损失率仅为3.89%,无侧限抗压强度相比28d养护的试样提高了4.1%;在渗流作用下,掺入复合固化剂的固化淤泥末次渗出液中未检出Pb离子,而Cu、Zn离子的浓度仅为初次渗出液中的15.24%和2.25%,表明复合固化剂克服了因化淤泥体系酸碱度变化的影响,通过包裹作用和络合作用稳定了淤泥中的重金属离子,有效地降低了固化淤泥渗出液中Cu、Zn、Pb离子的浓度。     

离子型土壤固化剂改性淤泥排水固结试验研究

通过自主研制的真空预压与堆载预压模拟试验装置，对原状淤泥土样品与不同浓度离子型土壤固化剂(ISS)改性淤泥土样品开展了排水固结模拟试验，结合改性前后淤泥土样品的阳离子交换量、塑性指数和渗透系数变化数据，探讨了ISS改性淤泥加速排水固结过程的机理。试验结果表明：与原状淤泥土样品相比，经ISS改性后淤泥土样品的排水固结速度加快64.7%,最终固结沉降量增大13.4%,阳离子交换量降低66%,塑性指数下降38%,渗透系数提高2个数量级；ISS改性淤泥加速排水固结过程的机理包括两个方面，一是ISS的作用使土颗粒表面结合水量降低，黏滞性水膜减薄，转换为更容易排出土体的毛细水及自由水；二是土颗粒表面结合水膜减薄使大部分封闭的无效孔隙开放连通，成为有效的渗流通道，显著提高了土体的渗透性。     

有机固化水玻璃及其纳米改性技术研究

水玻璃是一种重要的无机胶凝材料,在岩土体加固及钻孔护壁堵漏等方面应用较为广泛。本文在概述甲酰胺有机固化水玻璃体系的固化机理的基础上,通过室内固结试验重点研究了水加量、温度对浆液凝结时间的影响,并通过固砂体强度试验和模拟固化试验对有机固化水玻璃体系的强度性能进行了评价,同时对纳米碳酸钙改性后的浆液黏度和固砂体强度进行了评价。结果表明:甲酰胺有机固化水玻璃固结完整、强度较高、时间可控,且复杂条件下固结性能稳定;纳米碳酸钙改性后浆液黏度和固砂体强度明显增大。     

粉煤灰复合固化剂处理含油污泥实验研究

含油污泥是一种含有化学处理试剂、油污、污水、钻屑、加重材料和黏土的多相稳态胶体悬浮体系。研究了以工业废料粉煤灰为主、水泥为辅的复合固化剂和Al2(SO4)3、Na2SiO3复配的促凝剂对含油污泥进行固化的工艺。通过优化实验和正交实验确定了最佳固化配方为:粉煤灰投加量15%、水泥投加量4%、Al2(SO4)3投加量1.5%和Na2SiO3投加量1.5%。最佳固化配方下,固化体浸出液的主要污染指标测试均达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准要求,并且固化物料成本合理,约为80元/m3。     

DTCR协同水泥固化/稳定化重金属污染底泥的研究

采用二硫代氨基甲酸盐(DTCR)为添加剂协同水泥固化/稳定化重金属污染底泥,以抗压强度和颗粒固化体(粒径￡9.5mm)浸出毒性为指标确定水泥和DTCR的最优配比.通过酸雨条件(pH 3)下对颗粒固化体和整个固化体的浸出试验来评价固化/稳定化的效果.利用X射线衍射仪(XRD)和环境扫描电镜(ESEM)分析了固化/稳定化机理.结果表明,固化/稳定化的最优配比为水泥掺入量为50%(干底泥),DTCR掺入量为2%(干底泥).其固化体7d抗压强度为1.03MPa,颗粒固化体中重金属Cu,Zn,Pb,Cd的浸出浓度分别为0.105,4.65,0.232,0.123mg/L,能够达到安全填埋要求.酸雨条件下(pH 3)对颗粒固化体和整个固化体浸出研究表明,水泥、DTCR固化/稳定化底泥效果更好;XRD和ESEM分析表明,固化/稳定化的机理主要是水泥在水化反应时,能够形成水化产物Ca(OH)2、水化硅酸钙(C-S-H)和钙矾石(AFt),将重金属废物包容,并逐步硬化形成具有一定强度的水泥固化体.     

水泥固化锌污染红黏土固化率与微观孔隙特征

为探究水泥污染土固化率与孔隙特征之间的关系,利用水泥作为固化剂对锌污染红黏土进行固化稳定处理,对不同养护期人工污染土的毒物浸出毒性、微观孔隙及生成物成分进行研究。结果表明:重金属浸出量随锌离子浓度增加总体呈上升趋势,固化率则相反。固化土中固化率与总孔隙率相关性最高且呈负相关,0. 840～8. 400μm的孔隙体积分数与总孔隙率相关性最高且呈正相关;随着离子浓度增加,0. 840～8. 400μm的孔隙体积分数与总孔隙率占比增加而固化率下降;水泥掺量10%时,固化土内部水化反应生成络合物CaZn_2(OH)_6·2H_2O进而填充孔隙,使内部结构更密实。     

含磷基材固化/稳定化铅污染土的铅形态演化和浸出特性

采用过磷酸钙-水泥(SSPC)及水泥(OPC)固化稳定铅(Pb)重金属污染土。通过无侧限抗压强度(UCS)、毒性浸出(TCLP)试验研究了铅污染土固化体的力学和浸出特性,并通过形态提取(BCR)分析了固化体中铅赋存形态,结合重金属形态分布特征,运用风险评价编码法(RAC)评价了重金属的潜在风险程度。试验结果表明:过磷酸钙-水泥(SSPC)和水泥均可显著降低固化体中铅浸出特性,过磷酸钙-水泥(SSPC)固化体的浸出浓度远低于水泥固化体,当过磷酸钙添加量分别为5%和10%时,固化体中铅浸出浓度低于GB/T 5085. 3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》。形态提取试验表明:水泥(OPC)和过磷酸钙-水泥(SSPC)均可促使Pb从活性态(弱酸提取态)向较稳定态(可还原态、残渣态)转化,但过磷酸钙-水泥(SPCC)固化体中残渣态Pb的含量较高。基于改进BCR法获得F1(弱酸态)的基础上,运用风险评价编码法评价了固化后污染土中铅的生态风险等级,对比未固化土,生态风险等级大幅降低。     

基于固化法共处置飞灰和浓缩液浸出特性研究

在水泥固化时将生活垃圾焚烧飞灰（简称飞灰）以不同的比例代替复合硅酸盐水泥并且用垃圾渗滤液浓缩液代替水进行固化实验,研究了飞灰掺量（40%、50%、60%）、浓缩液替代水对水泥固化法固化效果及重金属（Zn、Pb、Cd、Cr、As、Ba）浸出的影响.结果表明：飞灰掺入量的增加会降低固化体的抗压强度,但浓缩液替代水对固化体的抗压强度没有显著影响.不同重金属的浸出行为受掺灰率的影响不同,掺灰率的增加会减少固化体中Zn的浸出,增加Pb和Cd的浸出,Zn、Pb、Cr、As在第36d可达到稳定浸出量不再增加,Ba的累积浸出量持续增加,加入浓缩液后固化体中Pb、Zn、Cd、Cr、As等重金属的浸出量未超过标准限值,可以满足固化处理对浸出毒性的要求.     

赤泥-电石渣-磷石膏固化铜污染土性能

为了研究在浸泡条件下赤泥-电石渣-磷石膏3种固废物混合料对铜污染土的固化效果,本文对其混合料固化土的无侧限抗压强度、应力-应变、重金属形态、浸出毒性及微观结构进行了检测.结果表明,固化土强度随养护龄期的增加而增大,且掺加固废物对其强度有明显改善作用.混合料固化土中铜的存在形式以铁锰氧化态为主,其浸出毒性随龄期增加而降低,且其浓度值均低于水泥固化土.此外,混合料固化土中水化产物以水化硅酸钙/水化硅铝酸钙和钙矾石为代表.水化产物对固化土内部结构起填充作用,可改善固化土强度.同时,水化硅酸钙/水化硅铝酸钙对铜离子有吸附作用,钙矾石可与铜离子发生阳离子置换作用.因此,固废物的添加可对铜离子产生固化作用.     

磷酸镁水泥固化放射性核素90Sr的影响因素研究

研究了磷酸镁水泥性能、温度、p H、龄期和沸石掺量对磷酸镁水泥固化体中90Sr浸出率的影响,并采用XRD及扫描电镜探讨了磷酸镁水泥固化体的物相和微观结构.试验结果表明:磷酸镁水泥固化体浸出率随磷酸镁水泥强度的增加而减小;低温条件对磷酸镁水泥固化核素90Sr影响明显;酸性环境中磷酸镁水泥受腐蚀状况严重,浸出率和累计浸出分数相对较高;空气养护7 d成型的磷酸镁水泥固化体强度可达58.9MPa,并具有良好的对核素~(90)Sr固化效果;掺加沸石可以降低磷酸镁水泥固化体浸出率.     

应急自动堵漏材料的设计制备及模拟实验

目的设计制备一种基于磷酸镁水泥的应急自动堵漏材料,并进行室内模拟实验。方法通过加入核桃壳粒和膨润土,为应急堵漏材料提供骨架支撑,调整材料密度。基于此进行单掺实验遴选抗分散组分、填料组分和膨胀组分种类,并确定各自掺量范围。而后,以聚丙烯酰胺(PAM)掺量、核桃颗粒级配和吸水树脂(SAP)掺量作为正交试验设计因素,开展三因素三水平正交试验,得到应急自动堵漏材料的基本配方。最后,根据不同漏口位置、漏口形状、漏口大小,掺加纤维搭建漏口阻挡体系,加入漂珠调节堵漏材料密度实现自动堵漏。通过初凝时间和终凝时间测试、置换法和p H值测试,分别测定应急自动堵漏材料凝结时间、密度和抗分散性,依据堵漏渗水的多少判定堵漏效果。结果通过单掺试验遴选材料和正交试验调整掺量,最后得到基于磷酸镁水泥应急自动堵漏材料基础配方为100%MPC+60%核桃壳颗粒+40%~100%漂珠+5%膨润土+0.6%PAM+4%SAP+3%~4%硼砂+0.4%减水剂+0~5%纤维,水固比为0.2~0.25,对基础配方改进后能对底部、侧部不同尺度漏口进行封堵。结论纤维能在漏口形成网架结构,实现刚性填料和弹性膨胀组分拦阻,核桃颗粒等填料可以在漏口内部狭窄处进行架桥,提供封堵层骨架,SAP等膨胀组分吸水可较密实地填充漏口,漂珠可以有效调节应急堵漏材料密度。     

流化床飞灰在混凝土中大掺量替代水泥的研究

介绍了采用复合激发剂,对流化床飞灰活性进行激发,在混凝土中以流化床飞灰大掺量替代水泥的试验研究。结果表明:本研究采用的激发方法能够有效激发流化床飞灰活性,当飞灰替代水泥量为30%￣40%时,不降低水泥的标号,所配制的混凝土强度值与100%水泥的混凝土相当,且和易性能满足施工的要求。     

复配材料固化/稳定化重金属污染底泥研究

利用高效重金属稳定化材料与硅酸盐水泥配制复配材料（FP）,用于固化/稳定化重金属污染底泥。设置3个FP掺量梯度:10%、20%、30%;3个固化体养护时间:7,28,42 d;以硅酸盐水泥为对照（CK）。以抗压强度与颗粒固化体浸出浓度为指标,考察FP的固化与稳定化效果。结果表明:相比于原底泥浸出,10%FP掺量下,As的浸出浓度在7 d时已降低93%以上;28 d时,不同FP掺量下Pb的浸出浓度可降低82.5%~97.68%;Cu、Zn的浸出浓度在FP掺量为30%、养护42 d时达最低值,分别下降了60.97%和89.07%。FP组Cu、As的浸出浓度在掺量为10%、养护7 d时已显著低于CK,而其Zn的浸出浓度在FP掺量达30%、养护42 d时显著低于CK（P<0.01）。增加FP掺量、延长养护时间均能显著提高FP组固化体的抗压强度（P<0.05）,在养护42 d时,FP组抗压强度显著高于CK（P<0.05）,当掺量为30%时,FP组抗压强度可达2.1MPa以上。     

生物炭掺入对水泥固化重金属离子的效果研究

生物炭作为新型吸附剂在工业废水处理领域受到关注,该材料因良好的孔隙结构和广泛的原料来源,展现出较好吸附性能和潜在经济实用价值。文章为了探讨生物炭水泥基复合材料固化处理废水中重金属离子的可能性,选择4种常见的农业废弃生物质制备出的生物炭以不同掺量（1%、3%、5%、8%）替代水泥制备出水泥净浆试块,研究了不同水泥生物炭配比下所制得水泥净浆试块的力学性能和重金属浸出毒性,试验结果表明：掺入1%的生物炭能提高水泥的强度约10%,掺量超过5%将降低其力学性能。掺入4种不同材料生物炭之后,水泥基材料对重金属离子的固化效果均得到明显增强,pH值较高的玉米棒生物炭具有更好的增强效果,固化率可达99%以上。