镉污染土在水泥-粉煤灰-石灰共同作用下固化效果及孔隙特征

基于固化稳定法(S/S)在重金属污染场地处理方面的技术和研究,将硝酸镉(Cd~(2+))掺入土体模拟污染土,根据正交试验设计掺入不同含量水泥、粉煤灰、石灰组成的固化剂,压实成型后分别养护7、28、60、90 d,通过测定无侧限抗压强度、淋滤浸出重金属浓度和固化孔隙范围比例,探讨不同镉离子浓度、固化掺量配比和养护龄期对其影响。试验结果表明:随着固化剂掺量和养护龄期的增加,其无侧限抗压强度显著增强,重金属浸出率降低,趋于稳定;水泥对无侧限抗压强度影响显著性最大,水泥-粉煤灰-石灰掺量为8%-6%-6%时对抗压强度较为有利;28 d固化土其孔径主要分布于0.01~1μm,结构致密;10μm以上孔隙比例增加,导致强度降低,淋滤浸出浓度偏高,不利于固化水化产物填充。     

不同击实功对新疆非耕地固化戈壁土力学性能的影响

【目的】研究改变击实次数,获取不同击数下的击实功,结合无侧限抗压强度试验及抗压回弹模量试验分析不同击实功对新疆非耕地固化戈壁土力学性能的影响,为新疆日光温室固化戈壁土墙体填筑施工提供一定的数据支持和理论依据。【方法】依据《土工试验方法标准》GB 50123-1999、《公路工程无机结合料稳定材料实验规程》(JTG E51-2009)的测试要求,采用颗粒分析试验、击实试验测定土体的颗粒级配、类别和击实性能,研究戈壁土固化前的物理性能,进一步测定固化土不同龄期的抗压强度、抗压回弹模量试验。【结果】(1)随着击实功的增加,固化戈壁土最优含水率减小,最大干密度增大。(2)固化戈壁土试件的无侧限抗压强度在养护龄期7~60 d期间随击实功的增加而增加,当养护龄期到60~90 d时标准击实数及以上的击实功所得到的无侧限抗压强度变化不大。(3)固化戈壁土在同一养护龄期内随着击实功的增加抗压回弹模量增大,在同一击实功下,抗压回弹模量随着固化戈壁土养护龄期的增加呈增长趋势。【结论】25%的标准击实功的固化戈壁土在养护7 d龄期时的无侧限抗压强度为5.34MPa,满足日光温室墙体对强度(5.0MPa)的需求,可以节约施工成本和加快施工进度。     

新型砖粉砌块材料的制备及其强度

确定新型砖粉砌块材料的制备技术,制备不同砖粉掺量的砖粉砌块,探索砖粉砌块的抗折强度与抗压强度与砖粉掺量及土壤固化剂之间的关系。研究结果表明:1)随着砖粉掺量的增加,砌块的28 d抗折强度和抗压强度先增长后下降,砌块的28 d抗折强度最高达3.91 MPa,抗压强度最高达11.13 MPa;2)砖粉掺量大于50%时,砌块的28d抗折强度与抗压强度出现显著降低,建议砖粉掺量不超过50%;3)土壤固化剂可以有效地提升砖粉砌块的强度,当土壤固化剂掺量为1%时,效果最佳。     

磷酸钾镁胶结材料固化/稳定化重金属污染土壤的研究

[目的]为了保证食品安全和人类健康,改善土壤质量。[方法]应用磷酸钾镁胶结材料,对受Pb、Cr、Cd、Zn等重金属污染的土壤进行固化/稳定化。[结果]掺加10%～40%含量的磷酸钾镁固化体强度均大于1 MPa,可以满足贮存和填埋强度的要求;掺加40%磷酸钾镁28 d养护的固化体Pb、Cr、Cd浸出浓度无检出,掺加10%磷酸钾镁固化体浸出浓度也远小于相关标准限值;不同重金属溶出规律不同,重金属累积释放量由大到小依次为Zn〉Cd〉Cr〉Pb。[结论]磷酸钾镁胶结材料是一种效果较好的重金属污染土壤固化剂。     

渠道衬砌水泥复合土抗压强度试验研究

利用黑龙江北安某灌渠区沉积粘土配制水泥土,稻壳粉掺量分别取0%、1.5%、4.5%、7.5%,养护龄期取3、9、14、28 d,通过水泥土室内配合比试验,研究不同稻壳粉掺量,不同龄期对水泥土无侧限抗压强度的影响,得出了固定水泥掺量后,不同龄期、不同稻壳粉掺入量与圆柱体无侧限抗压强度的关系,对该地区水泥土的进一步开发和应用有较好的指导作用。     

不同固化剂对新疆非耕地戈壁土的力学性能影响

【目的】选取适合新疆戈壁土的3种类型4个固化剂样品,分析固化剂种类、固化剂掺量、水泥掺量等因素对新疆非耕地戈壁土力学性能的影响。【方法】依据《土工试验方法标准》^[1](GBT50123-1999)和《公路工程无机结合料稳定材料实验规章》^[2](JTG E51-2009)中的相关规程,对原状戈壁土、固化戈壁土试样的7 d无侧限抗压强度进行试验,结合戈壁土的物理性能(颗粒级配、最大干密度及最优含水率),分析各因素对固化土的击实性能和无侧限抗压强度的影响。【结果】(1)土料粒径＞2 mm含量为68.8%,最大干密度为2.28 g/cm³,土料的不均匀系数为93.33,曲率系数为1.07,该戈壁土样为级配良好的圆砾土。(2)掺入4种固化剂与未掺固化剂的原状土相比固化后的土样最大干密度和最优含水率都有所增加,但随着固化剂掺量的增加,3种类型固化剂对土体最大干密度和最优含水率影响不同。(3)随固化剂掺量的增加,无侧限抗压强度增大。在水泥掺量相同的情况下,掺0.02%的1#离子型固化剂比掺其余3种固化剂固化的土体其无侧限抗压强度提升1.1～1.19倍。【结论】4种固化剂对新疆非耕地戈壁土具有较好的固化效果,其中1#离子型固化剂表现出的固化效果突出,性价比最高。     

固化风沙土无侧限抗压强度试验研究

在应用固化剂稳定风沙土做底基层试验研究中,从提高无侧限抗压强度方面对固化风沙土强度进行试验研究。击实试验结果表明:掺8%固化剂风沙土最大干密度要比纯风沙土最大干密度增大很多而最优含水率略有下降。无侧限抗压强度试验结果表明:风沙土无侧限抗压强度随固化剂掺量增加强度提高不显著,那么在固化风沙土中掺入20%-50%砂砾后,固化风沙土和砂砾混合料无侧限抗压强度提高很显著。在固化剂掺量小于8%、砂砾掺量50%的固化混合料试验中,砂砾和风沙土混合料强度随固化剂掺量的增加成线性增加。根据实际工程情况,调整砂砾和固化剂二者掺量关系,固化砂砾和风沙土混合材料既能满足高等级公路底基层、基层强度要求又能达到降低成本、改善材料性能的目的。     

水泥固化锌污染红粘土强度与微观孔隙特征

污染场地开挖置换后的污染土经过固化处理(S/S法),可作为浅层地基或护岸等非敏感区域的建筑材料,进行污染土的二次利用。针对该项技术,将一定量硝酸锌溶液与风干后红粘土混合,掺入适量水泥,并搅拌均匀、压实成型,标准养护7 d和28 d后依次进行无侧限抗压实验、压汞实验和含水率、体积等指标的测定,研究不同锌离子浓度、水泥掺量和养护龄期对锌污染红粘土水泥固化产物强度、微观孔隙和含水率等的影响。实验结果表明:水泥掺量在10%以内,锌离子浓度小于5000 mg·kg~(-1),固化物强度随龄期增长而增加;锌离子浓度大于5000 mg·kg~(-1),强度随龄期增长而先增加后减小。水泥掺量6%和8%时,固化物强度与锌离子浓度呈负相关;而水泥掺量10%时,锌离子浓度对强度的影响存在阈值,且阈值在1000 mg·kg~(-1)附近。与不含锌离子的28 d固化物相比,锌离子浓度小于1000 mg·kg~(-1)时,固化产物孔径小于10 nm的孔隙增加,孔径大于10μm的孔隙减少,强度提高;锌离子浓度在大于1000 mg·kg~(-1)时,严重阻碍C-S-H凝胶物的生成,10μm以上的孔隙和总孔隙率均显著增加,并且生成大量孔径为0.1~10μm的无定型物,同时使红粘土出现亲水性,养护过程中吸收水分且体积增加,强度则大幅度降低。     

HEC固化土施工技术参数对其抗压强度的影响

为了获得固化土施工技术参数对其力学性能的影响规律,通过不同条件下的抗压强度试验和击实试验,研究了固化剂掺入比(固化剂与土体质量比)、压实系数、养护方式对固化土抗压强度的影响,测定了不同条件下固化土的最大干密度和最优含水量。结果表明,固化剂掺入比为1∶8时,固化土最大干密度最高,达1.78 g/cm3;固化土抗压强度随固化剂掺入比的增大而增加,固化剂掺入比超过1∶8后,压实系数为0.95时,固化土抗压强度增幅明显降低;压实系数是影响固化土抗压强度的主要因素,其取值宜为0.95~1.0;养护方式也是影响固化土抗压强度的重要因素,适合的养护方式为塑料薄膜覆盖28 d。     

淤泥水泥土和填筑黄土的物理力学特性试验研究

全过程采用水泥砂浆试验设备和方法,研究了水灰比、水泥掺量、养护龄期对水泥固化淤泥土和填筑黄土试块的物理力学特性影响。结果表明,随水灰比和水泥掺量的增加,淤泥水泥土密度变化不大,而填筑黄土密度降低;淤泥水泥土随水泥掺量的增大,其无侧限抗压强度和抗剪强度明显增大;填筑黄土水泥土随水泥掺量的增大,无侧限抗压强度和抗剪强度值出现波动现象。随龄期的增加,2种水泥土抗压强度都在增长,且规律比较接近。研究还表明,掺加水泥后,2种土渗透性能改善比较显著。     

固化剂对土壤中重金属的稳定作用及其在河岸固化护坡中的应用研究

为评估一种自主开发的固化剂(GSS-02)对土壤中重金属的稳定作用,探讨该固化剂用于河岸固化护坡工程的可行性,在实验室内分别采用普通硅酸盐水泥(OPC)和GSS-02对土壤实施固化处理.用US EPA的TCLP方法测定浸出毒性,评估添加剂对土壤Cu、Zn、Cr和Ni的稳定效果,测定固化体的无侧限抗压强度,初步评估土壤固化体的物理性能.结果表明,加入OPC或GSS-02在一定程度上提高了土壤浸出液的pH值,固化剂添加量与浸出液pH值存在显著的正相关关系;OPC和GSS-02对Cu、Zn和Ni有较好的稳定作用,能使浸出液中重金属浓度降低为对照样品的1/3～1/7,但能够活化Cr;加入OPC或GSS-02能提高固化体的无侧限抗压强度,与OPC相比,低剂量时GSS-02能显著提高无侧限抗压强度,而高剂量时则相反,这有利于土壤生物工程的实施.上海市南汇区某河岸固化工程应用表明,GSS-02能满足土壤重金属稳定和土壤生物生长恢复的需要,与OPC相比是一种良好的生态型同化剂.     

基于含水率的固化污泥基质体中固化反应的分析

[目的]了解固化污泥基质体中固化反应程度。[方法]采用新型固化剂固化污泥,通过含水率的变化,研究不同水泥掺量比、石粉掺量比对不同龄期的固化污泥基质体固化反应程度的影响。[结果]固化污泥基质体中的含水率随时间延长而降低,固化剂的掺入量越大,含水率越低;固化反应主要发生在前7 d;固化后污泥基质体的相对含水率随时间而变大;固化剂掺入量的增加对固化反应有推动作用,但也与固化剂的类型有关。[结论]可以用含水率的变化来反映和了解固化反应进行程度,基于相对含水率估算固化反应程度的预测公式适用于固化污泥等固化污染土。     

HEC固化剂对日光温室戈壁土墙体固化性能试验

【目的】测试新疆三种典型日光温室戈壁土墙体土样进行固化性能,分析戈壁土固化前后的力学性能和硫酸盐侵蚀后的强度的变化规律,为新疆非耕地墙体固化方案提供理论依据。【方法】依据《土工试验方法标准》GB 50123-1999、《土力学实验》和《土工试验规程》SL 237-1999的测试要求^[1-3],采用颗粒分析试验、击实试验测定土体的颗粒级配、类别和击实性能,研究戈壁土固化前的物理性能,测定固化土的抗压强度、硫酸盐侵蚀后的强度。【结果】(1)三种戈壁土土样均为圆砾,根据特征粒径得出土样的不均匀系数Cu和曲率系数Cc表明2号土样的级配最好,其次为3号土样,1号土样的级配最差。(2)掺入15%的土壤固化料,与原状土相比,1号土样的最大干密度ρ_d和最优含水率w_op增加最为显著,分别为0.046%、0.017%。(3)戈壁土随固化剂掺量的增加,胶凝材料越多,固化土越密实,抗压强度越大。(4)90 d侵蚀试验中,固化土随侵蚀周期的增长,抗压强度越大。【结论】HEC固化剂对新疆常用的日光温室墙体建材具有显著的固化效果,其抗压强度和抗硫酸盐效果满足土墙温室墙体建造要求,固化后的墙体坚固耐腐蚀,降低了温室的维护成本,有效延长了温室的使用寿命。     

一种新型固化技术处理重金属废渣的工程应用

介绍了一种新型固化技术处理重金属废渣的工程概况,包括工程规模、污染状况、废渣性质,从重金属废渣固化处理程序、组合式重金属废渣固化处理装置的构成与优点、新型固化剂3个方面,提出了工程应用情况。结果表明,该工程研发了一套适应性强的组合式重金属废渣固化处理装置以及一种固化效果好、成本低的XD固化剂,通过合理控制固化剂投加量、工艺参数及养护条件等影响因素,取得了良好的处理效果,可为类似的废渣处理提供理论依据与经验。     

重金属对污泥活性的影响

[目的]研究重金属对活性污泥中微生物的影响。[方法]以污水处理厂好氧池中的絮状活性污泥为材料,配制模拟废水研究铜、锌、铬、铅、汞等5种重金属对活性污泥的毒害效应及重金属中毒活性污泥培养后的活性恢复情况。[结果]5种重金属均可降低活性污泥的COD去除率和污泥系统中微生物脱氢酶的活性,其中铜、汞的影响最明显,这2种重金属浓度为45mg/L时,系统的COD去除率降至50%。活性污泥的SVI值随重金属浓度的增加而升高。加入模拟废水曝气培养后,锌、铬、铅等重金属中毒的活性污泥可恢复活性,汞中毒的活性污泥不能恢复活性,铜中毒活性污泥恢复后的活性与铜浓度有关。[结论]重金属可降低污泥系统的处理能力。