关键词： 工业固废固化剂CFS   固化淤泥   碳化固化   耐久性   力学特性   微观机制  

摘要： 近年来,随着水环境治理工程的开展,每年淤泥疏浚量已经超过10亿立方米,这些淤泥大量堆放会造成环境污染,因此有必要采取科学有效的措施处理这些废置疏浚淤泥,防止淤泥堆积造成二次污染。同时随着城市资源化不断发展,淤泥固化已成为大量淤泥的有效处置方案。由于水泥基固化剂在生产中消耗能源多且产生CO2较多,探寻新型环保固化剂成为研究热点,并且更加符合我国新发展理念。 本文采用矿渣和粉煤灰作为环保固化剂,电石渣作为激发剂,制成环保型复合固化剂（CFS）,联合CO2碳化固化淤泥。通过开展室内试验和微观试验,研究矿渣-粉煤灰-电石渣碳化固化淤泥的力学特性、耐久性及固化机理,主要成果如下: （1）力学特性试验表明,在CFS固化淤泥试验中,试样1#为最优组（矿渣掺量为20%,粉煤灰掺量为20%,电石渣掺量为12%）。试样7d、14d和28d强度影响因素主次顺序为A（矿渣）>C（电石渣）>B（粉煤灰）。在龄期为28d时,矿渣的影响显著。固化淤泥土的强度和龄期之间存在幂函数关系,可以预测固化淤泥土7d-28d的强度。 （2）碳化试验表明,碳化后试样pH明显降低,碳化6h后降低幅度最大,CFS联合CO2碳化技术能提高试样强度和抵抗变形的能力。最优固化剂掺量选择40%,最佳碳化时间为6h。当固化剂掺量为40%时,40S4F2为最优组。 （3）微观试验表明,CFS联合CO2碳化技术能有效改善土体的微观结构。CFS碳化固化淤泥试样所生成水化产物为Ca CO3晶体,并以针状的文石和方形的方解石形式为主,形成非常密实的交叉体系,大大提升了碳化试样的强度特性和变形特性。 （4）浸水和干湿循环耐久性试验表明,随着浸水时间的增加,浸水试样抗压强度随之降低,同龄期标准养护试样强度均高于浸水试样,干湿循环作用时间越久,试样的质量变化率和累计质量损失率呈现负增长趋势,固化淤泥试样的峰值应力逐渐减小,试样塑性增大。提高粉煤灰/矿渣配比,可有效增强试样的水稳性和干湿循环耐久性。 图[46]表[9]参[118]

关键词： 淤泥   稻壳灰   无侧限抗压强度   三轴试验   微观结构  

摘要： 我国许多地区河道湖泊环境受损,淤泥淤积速度加快,淤泥质软土地区易发生严重的地基或边坡失稳,通过固化/稳定化技术对淤泥土进行资源化利用具有重要意义。提出利用稻壳灰和水泥进行淤泥固化处理,通过无侧限压缩试验、三轴固结不排水试验评价固化土力学特性;并结合核磁共振、X射线衍射和电子显微镜扫描试验,分析稻壳灰掺量对固化土孔隙尺寸、矿物成分、微观形貌的影响规律,揭示稻壳灰-水泥固化淤泥土的机理。研究表明:稻壳灰能显著提高固化淤泥土强度,稻壳灰-水泥土强度随稻壳灰掺量的增加先增后减,随龄期的增长而增加;当水泥掺量8%时,稻壳灰最优掺量为15%,稻壳灰-水泥土应力应变曲线为应变软化型,抗剪强度参数随着养护龄期增大而增大。稻壳灰-水泥土养护28d试样的XRD图中出现水化硅酸钙(CSH)衍射峰,而T2分布曲线中大孔峰值及面积明显降低,同时观察到SEM图中大量网状水化硅酸钙凝胶,该凝胶能够起到填充土体孔隙、联结土颗粒的作用。

关键词： 固化剂处理   基本土性   力学性能   淤泥土   路基  

摘要： 为了探究固化剂处理对路基淤泥土力学性能的影响研究,使用符合标准的土体样本,采用分层击实法,进行路基淤泥圆柱土样的击实处理,设计固化剂的掺入量分别为0.3kg/m^(3)、0.5kg/m^(3)、0.7kg/m^(3)。将素土样品作为对照组,确定试验样品的达到最佳含水率后,在其中掺入8%水泥与固化剂,制作试验样品。设计试验样品的无限抗压侧试验、弯沉试验。试验结果显示:实验I组、实验II组、实验III组、对照组样件无侧限抗压值、弯沉值测量结果中,只有实验II组样件无侧限抗压值、弯沉值满足需求,实验I组、实验III组存在不符合标准的样件,对照组样件几乎全不符合标准。由此可见,在固化剂掺入量为0.5kg/m3时,可以在提高路基无侧限抗压值的基础上,控制路基在施工后发生沉降。

关键词： 固化淤泥土   矿渣   应力-应变关系   变形模量   强度预测  

摘要： 淤泥土具有高含水率,高压缩性,强度低等特点,工程建设中容易产生不均匀沉降等危险。为改善淤泥类土的力学性质,实现淤泥资源利用,选取工业矿渣为固化材料,以硅酸钠和氯化钙为激发剂,对淤泥土进行改良。通过开展无侧限抗压试验,分析矿渣、硅酸钠、氯化钙掺量和龄期变化对试样力学性能的影响。结果表明:矿渣在激发剂的作用下能显著提高淤泥土的强度,其强度随矿渣掺量近似呈线性增长的趋势。硅酸钠对矿渣的激发效果明显优于氯化钙,其临界掺量为9%;氯化钙对强度并无明显增长,甚至表现出负面效应。基于试验数据建立固化淤泥土强度预测模型,可以对固化淤泥土的无侧限抗压强度进行准确预测。研究成果为矿渣固化淤泥土的工程应用提供试验基础。

关键词： 电石渣   活性MgO   碳化固化   无侧限抗压强度   颗粒级配  

摘要： 软土是一种分布广泛的工程性质差的土类,使用水泥对其进行固化处理已不再符合当今社会发展要求。采用电石渣-活性MgO复合固化剂及CO_(2)气体对淤泥质土进行碳化固化处理,设置固化剂掺量(单掺电石渣)及固化剂掺和比(电石渣:MgO)两组变量,从物理力学和化学等方面分析碳化固化土的工程性质。结果表明:(1)当单掺电石渣含量为20%时,碳化土体强度最高;掺入混合固化剂时,碳化后试样强度随电石渣掺入比的升高呈先上升后下降趋势;(2)碳化后试样密度较碳化前有显著增长,单掺电石渣时,碳化后试样密度随电石渣掺量的增加而增加;掺入混合固化剂时,碳化试样密度的变化规律与强度变化一致;(3)碳化土的pH较碳化前有显著下降,单掺电石渣时,碳化土的pH随电石渣掺量的增加而增加,掺入电石渣∶MgO=4∶3的混合固化剂时,碳化土pH明显减小;(4)碳化土样的粗颗粒(>75μm)含量显著提高,碳化土样的粗颗粒比例随固化剂掺量增加而降低,但掺入混合固化剂时,碳化土样的粗颗粒比例与电石渣和MgO比例无显著相关性。研究结果有利于提高电石渣固废的资源化利用,拓展电石渣-MgO碳化固化技术在软土处理中的工程应用。

关键词： 海相淤泥土   氯离子迁移规律   氯盐侵蚀试验   无侧限抗压强度   钢渣粉水泥土  

摘要： 海相淤泥土是一种具有高含水率、低强度等特点的饱和土,且海水中氯盐是海洋工程侵蚀破坏的主要因数之一。采用钢渣粉水泥改良海相淤泥土,对其进行不同浓度的氯盐侵蚀试验,研究其在氯盐侵蚀下的宏观物理力学特性及氯离子迁移规律。试验结果表明:随着侵蚀浓度的增加,各试样的质量变化率整体呈上升趋势,各试样的含水量整体呈减少趋势。水泥土试样的无侧限抗压强度随侵蚀浓度的增加大体呈降低趋势,钢渣粉水泥土的强度则呈现先增加后降低的趋势。在相同侵蚀深度下,试样内部的氯离子浓度随着侵蚀浓度的增加而逐渐增加;不同侵蚀浓度下,1倍、3倍和5倍氯盐侵蚀下试样的氯离子浓度随着侵蚀深度的增加而降低。

关键词： 正交试验   水泥   电石灰   淤泥   劈裂试验  

摘要： 利用水泥与电石灰作为复合固化材料固化淤泥土,基于正交试验方法,设计了水泥、电石灰复合固化淤泥土的配合比,进行击实试验,确定了各混合料的最大干密度与最佳含水率,制备了劈裂强度试样并进行规范养护,利用SPSS 17.0对劈裂试验结果进行正交分析。结果表明,电石灰对复合固化淤泥土的7 d劈裂强度影响较大,水泥对复合固化淤泥土的28 d劈裂强度影响较大。

关键词： 道路工程   氯离子运移规律   无侧限抗压强度   淤泥土   氯盐侵蚀  

摘要： 为研究氯盐侵蚀对钢渣水泥固化淤泥土力学特性的影响及氯离子运移规律,对氯盐侵蚀下钢渣水泥固化淤泥土的物理力学性质和微观结构展开室内试验。通过无侧限抗压强度试验、氯离子浓度测定试验、扫描电镜SEM试验深入研究了氯盐侵蚀钢渣水泥固化淤泥土在不同条件下的宏观物理力学特性、微观结构的变化及内部氯离子的迁移规律。结果表明:随着侵蚀时间的增加,钢渣水泥土试样的质量变化率明显高于水泥土,其最大质量变化率是水泥土最大质量变化率的1.78倍,含水量数值相差最大的可达9.17%和8.54%;随着侵蚀时间的增加,养护7 d试样的无侧限抗压强度整体呈增长趋势,养护28 d试样的无侧限抗压强度折线呈现出先增加后降低的形态,水泥土试样的无侧限抗压强度明显高于钢渣水泥土,其最大强度是钢渣水泥土最大强度的2.34倍;随着侵蚀时间的增加,内部氯离子浓度先增加后趋于稳定,水泥土试样较钢渣水泥土试样抗氯离子侵蚀能力较好,钢渣水泥土试样的最大氯离子浓度高于水泥土1.52倍。微观上,随着氯盐侵蚀时增加,水泥土试样内部结构排列变得相对疏松,严重破坏试样内部结构,降低其承载能力。