收藏 分享(赏)

多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究.pdf

上传人:爱文献爱资料 文档编号:21751933 上传时间:2024-04-21 格式:PDF 页数:7 大小:812.92KB
下载 相关 举报
多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究.pdf_第1页
第1页 / 共7页
多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究.pdf_第2页
第2页 / 共7页
多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究.pdf_第3页
第3页 / 共7页
亲,该文档总共7页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂0引言为改善水质、保证水系和航道畅通,我国每年都要开展大规模的河湖疏浚工程,不可避免地产生大量疏浚淤泥1-3。当前,河流湖泊疏浚淤泥通常采用拋填方式进行处置,不仅形成软弱地基,难以利用,而且占用大量土地,造成二次污染。如何高效处置数量日益增长的废弃疏浚淤泥是全球关注的一个问题。目前,国内外最常采用的固化处理方法在有效处置淤泥的同时,还将固化淤泥作为工程建设材料,即通过向淤泥中添加水泥、石灰等固化剂,使淤泥中的水、黏土矿物与固化剂发生一系列物理化学反应,以改善淤泥的工程性质,从而达到资源化利用的目的。目前处理

2、疏浚淤泥的 2 种固化工艺,一种是常用的固化处理方法4,即一般需要先进行降低含水率的预处理,先进的多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究黄虎1,王安辉2,张艳芳2,倪娇娇2,荣辉1,3(1.天津城建大学 材料科学与工程学院,天津300384;2.中建安装集团有限公司,江苏 南京210023;3.天津城建大学建筑绿色功能材料重点实验室,天津300384)摘要:为解决传统固化剂硅酸盐水泥(P)能耗高、CO2排放高等问题,研究了以普通硅酸盐水泥(OPC)-矿渣微粉(GBFS)-钢渣微粉(SS)-脱硫石膏(DG)体系制备的土体固化剂(固化剂 G)对不同含水率淤泥无侧限抗压强度的影响,并分析其固化

3、机理。结果表明,在淤泥含水率 17%时,G 固化体强度略高于 P 固化体,而淤泥含水率 45%和 70%时,G 固化体 7 d 强度略高于 P 固化体,28 d 强度则低于 P 固化体。原因是固化剂 G 在淤泥土中能快速生成大量针棒状的钙矾石(AFt),将淤泥土颗粒连接在一起,形成三维空间网络,并且后期水化硅酸钙凝胶持续增多,逐步填充孔隙,形成致密的整体,强度提高。关键词:土体固化剂;淤泥固化;无侧限抗压强度;固化机理中图分类号:TU447文献标识码:A文章编号:1001-702X(2023)10-0111-06Study on the effect of multi-source solid

4、 waste-based curing agent on curing sludgewith different water contentHUANG Hu1,WANG Anhui2,ZHANG Yanfang2,NI Jiaojiao2,RONG Hui1,3(1.School of Materials Science and Engineering,TianJin ChengJian University,Tianjin 300384,China;2.China Construction Industrial&Energy Engineering Group Co.Ltd.,Nanjing

5、 210023,China;3.Tianjin Key Laboratory of Building Green Functional Materials,Tianjin Chengjian University,Tianjin 300384,China)Abstract:In order to solve the problems of high energy consumption and high CO2emission of traditional curing agent(P)forPortland cement,this paper investigates the effect

6、of soil curing agent prepared by ordinary Portland cement(OPC)-slag micronizedpowder(GBFS)-steel slag micronized powder(SS)-desulfurization gypsum(DG)system(G)on the unconfined compressive strength ofsilt with different moisture contents and its curing mechanism.The study showed that at 17%silt wate

7、r content,the strength of Gcured body was slightly higher than that of P cured body,while at 45%and 70%silt water content,the 7 d strength of G curedbody was slightly higher than that of P cured body,and the 28 d strength was lower than that of P cured body.The curing effectof curing agent G ability

8、 to rapidly generate a large number of needle-like calcium alumina(AFt)in the silt soil,which connectsthe silt particles together to form a three-dimensional spatial network,and the continuous increase of hydrated calcium silicate gel(C-S-H)in the later stage,which gradually fills the pores and form

9、s a dense whole and the strength develops continuously.Key words:soil curing agent,solidification of silt,unconfined compressive strength,curing mechanism基金项目:住房和城乡建设部科学技术计划项目(2021-K-114);江苏省建设系统科技项目(2021ZD53)收稿日期:2022-12-27;修订日期:2023-07-07作者简介:黄虎,男,1998 年生,硕士研究生,E-mail:。通讯作者:王安辉,博士,高级工程师,E-mail:。中国

10、科技核心期刊111新型建筑材料圆园23援10淤泥脱水技术能够高效脱水,但脱水程度、难易程度以及经济性不同,进而会导致施工成本变高、效率大大降低。另一种固化方法5,则省去了降低含水率的预处理,并充分利用其流动性、自硬性等特点,无需碾压成型,便于大规模高效施工。但淤泥流动固化法生产的固化淤泥拌合物的流动度受初始含水率及固化材料掺量的影响较大5。为解决水泥、石灰等上述淤泥传统固化材料生产过程存在的资源与能源消耗大、CO2排放量大、环境污染严重和强度增长缓慢的难题,同时解决固化工艺成本高、效率低、效果难以控制的现状,本文创新性提出采用多源工业固废制备的OPC-GBFS-SS-DG 体系土体固化剂(固化

11、剂 G),针对含水率不同的淤泥采用不同成型方式进行固化处置的思路,即低含水率采用静压成型、高含水率采用浇筑成型处置固化的方式,以期为当前传统淤泥固化材料寻找到可替代的绿色环保材料,同时解决固化工艺成本高、固化效果难以控制的技术难题。1实验1.1实验材料淤泥土:来自天津城建大学中心湖,埋深 30 cm,其基本物理性能见表 1;水泥(OPC):唐山市某水泥公司,P O42.5 水泥;钢渣微粉(SS):山东德州某钢铁厂,由钢渣经球磨处理而成,黑色粉末状;矿渣微粉(GBFS):山东德州某钢铁厂,由高炉矿渣经水淬成粒粉磨而成,灰白色粉末状,XRD 图谱呈宽缓的峰包(见图 1),主要呈现玻璃态,主要物相为

12、 C2AS 和C2S;脱硫石膏(DG):天津某厂,浅黄色粉状,主要成分为二水硫酸钙(CaSO4 2H2O);辅助固化材料聚丙烯酸钠:天津某公司,白色粉末状,化学式为 C3H3O2Nan,凝聚 pH 值为 4,溶解pH 值为 2.5;水:自来水。原材料各组分粒径臆0.075 mm,含水率约0.1%。OPC、GBFS、SS、DG 及淤泥土的主要化学成分见表2,SS、GBFS 及 DG 的 XRD 图谱见图 1。表 1淤泥土的基本物理性能1.2实验方案与方法1.2.1实验方案固化剂 G 中各原料的质量配合比为钢渣 33.3%、矿渣33.3%、水泥 28.5%、脱硫石膏 4.9%。为探究固化剂 G 对

13、不同含水率淤泥固化体的无侧限抗压强度及固化机理的影响,本文研究了 2 种固化剂水泥(P)、固化剂 G在不同掺量(15%、20%)下对不同含水率(17%、45%、70%)淤泥的固化效果(无侧限抗压强度、矿物组成、微观结构),具体方案见表 3,其中固化剂掺量按占烘干淤泥质量计。编号中 W 代表含水率,如W17G15 代表含水率17%且固化剂 G 掺量为15%,W17P15 代表含水率为 17%且固化剂 P掺量为 15%。天然含水率/%湿密度/(g/cm3)塑限/%液限(17 mm)/%塑性指数最大干密度/(g/cm3)最佳含水率/%180 mm流动度含水率/%701.42249272.161745

14、项目CaOFe2O3SiO2MgONa2OP2O5Al2O3TiO2SO3Cl-f-CaO水泥(OPC)64.314.1217.581.620.16-6.78-矿渣微粉(GBFS)38.620.3333.817.520.111.3315.320.742.11-钢渣微粉(SS)46.9820.7618.523.990.091.653.820.740.380.021.86脱硫石膏(DG)30.131.448.110.46-0.554.56-34.440.05-淤泥土3.226.4162.622.130.910.5119.540.831.212.72-表 2OPC、GBFS、SS、DG 及淤泥土的主

15、要化学成分%图 1SS、GBFS 及DG的 XRD 图谱黄虎,等:多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究112晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂表 3实验方案1.2.2不同含水率淤泥固化体试样制备制备前先将天然淤泥烘干后敲碎并过 2 mm 筛,得到干淤泥。然后对干淤泥以及加固化剂的干淤泥进行击实和流动度实验(实验在 1 h 内完成6),具体数据见表 4,压实度取97%,最优流动度取 180 mm,吸水增稠材料为聚丙烯酸钠。表 4击实与流动度实验结果注:淤控制流动度为 180 mm 时对应的含水率。试样成型方法:(1)W0W17 固化体

16、成型方法:淤泥中加入 c 掺量固化剂,然后加水 q1使其达到加固化剂的干淤泥最优含水率 棕2,搅拌均匀后称取单个静压试样质量的混合料分 3 次装入尺寸为 渍50 mm伊50 mm 的空心圆柱状钢模具,以 1 mm/s 的速度加压直到上下压柱都压入试模,静压 2 min 后用脱模器将固化淤泥试样取出袋养。(2)W17W45 固化体成型方法:淤泥中加入 c 掺量固化剂,然后加水 q2使其达到加固化剂的干淤泥 180 mm 流动度对应含水率 棕4,搅拌均匀后倒入尺寸为 渍50 mm伊50 mm 的空心圆柱状模具,振捣 180 s,48 h 后拆模袋养。(3)W45 以上固化体成型方法:淤泥中加入 c

17、 掺量固化剂,然后加 m3质量(见表 4)的吸水增稠材料使其便于达到180 mm 流动度,搅拌均匀后倒入尺寸为 渍50 mm伊50 mm 的空心圆柱状模具,振捣 180 s,48 h 后拆模袋养。q1=(1+c)棕2+c2棕1-棕伊m1(1)m2=k伊籽2伊v(2)q2=(1+c)棕4+c2棕3-棕伊m1(3)式中:q1、q2加水量,g;c固化剂掺量,%;棕淤泥含水率,%;棕1淤泥最优含水率,%;棕2加固化剂的淤泥最优含水率,%;棕3淤泥最优流动度对应含水率,%;棕4加固化剂的淤泥最优流动度对应含水率,%;m1淤泥中土粒质量,g;m2单个静压试样的质量,g;v静压试样的体积,cm3;k相应压实

18、度,%;籽2加固化剂的淤泥最大干密度,g/cm3。1.2.3固化体无侧限抗压强度对养护到特定龄期的固化体,采用岛津仪器测试其无侧限抗压强度。为降低实验误差,每组测 3 个试样取平均值,加载速率为 1 mm/min。1.2.4固化体微观分析将养护 3、7、28 d 的固化体碎块(测完强度后破损的固化体碎块)置于无水乙醇中以终止水化7。采用 Rigaku ultima-Vl X 射线衍射仪和 JSM-7800F 扫描电子显微镜,测试淤泥以及固化体碎块养护不同龄期下的矿物组成、孔隙结构及形貌特征,并结合物相和微观形貌实验结果,分析 G 固化体的固化机理。2结果与分析2.1固化体的无侧限抗压强度不同固

19、化剂掺量下 G 固化体与 P 固化体养护 3、7、28 d龄期的无侧限抗压强度如表 5 所示。表 5不同固化剂种类和掺量下固化体的无侧限抗压强度由表 5 可知,含水量相同时,固化剂掺量越多固化体无侧限抗压强度越高。这是由于固化体中固化剂掺量越多,生成水化产物越多,胶结、骨架和填充作用更明显导致。当固化剂种类不同时,7 d 前,G 固化体强度略高于 P 固化体;28 d 时,W17G 固化体强度仍略高于 W17P 固化体,而W45G 和 W70G 固化体强度则低于 W45P 和 W70P 固化体。以上规律,是因为相比固化剂 P,固化剂 G 的早期(07 d)碱度高,体系中溶出的钙离子与淤泥土颗粒

20、扩散层中的钾离子编号淤泥含水率区间淤泥含水率区间固化体名称成型控制因素成型方式W170 至最优含水率最优含水率(17%)固化体最大干密度 静压W45最优含水率至最优流动度含水率最优流动度含水率(45%)固化体最优流动度 浇筑W70最优流动度含水率以上天然含水率(70%)固化体最优流动度 浇筑最优含水率 棕2/%最大干密度籽2/(g/cm3)含水率棕4/%淤聚丙烯酸钠用量 m3/g15固化剂 G17.72.1546.41.5120固化剂 G17.92.1546.51.5015固化剂 P16.62.1844.61.4920固化剂 P16.12.1944.31.48固化剂掺量/%种类编 号抗压强度/

21、MPa编 号抗压强度/MPa3 d7 d28 d3 d7 d28 dW17G153.213.535.17W17P153.193.405.08W45G150.781.412.94W45P150.781.163.37W70G150.220.340.63W70P150.210.331.20W17G203.844.317.33W17P203.584.127.31W45G201.452.113.94W45P201.451.994.21W70G200.460.771.31W70P200.460.761.73黄虎,等:多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究113新型建筑材料圆园23援10图 2不同含水

22、率淤泥固化体的矿物组成和钠离子发生离子交换和团粒化作用8-9,以及淤泥和固化剂G 中溶出的活性 CaO、Al2O3和SiO2等成分与脱硫石膏中的硫酸根生成钙凡石(AFt)晶体。较多具有膨胀性的针棒状 AFt 使得 W17G 固化体内部更加密实,W45G 和 W70G 固化体内部支撑和填充效应更好,从而表现为早期(07 d)G 固化体强度稍高于 P 固化体。而在后期(728 d),由于 W17 固化体内部密实,而 W45 和 W70 固化体内空隙大,且 P 固化体后期水化产物生成速率高于 G 固化体,所以 W45P 和 W70P 固化体强度高于 W45G 和 W70G 固化体。其中,W70G15

23、 固化体强度远低于 W70P15。这是因为 G15 时,W70 固化体内部由于聚丙烯酸钠吸水膨胀以及高含水率原因导致内部存在巨大孔隙,在养护 7 d 前,生成的水化产物不足以连接土粒形成骨架,强度大部分源于胶结作用,所以与 W70P 固化体强度差异较小。但在养护 28 d 时,W70G 固化体内部水化产物仍无法形成骨架,而 W70P 固化体在养护 728 d 过程中水泥水化产物在固化体内部持续生成,进而形成骨架并不断填充,导致 W70G固化体 28 d 强度远低于 W70P 固化体。当含水率不同时,固化体强度随淤泥含水率升高而降低。相比P 固化体,G 固化体受含水率的影响更大,但随着固化剂掺量

24、增加,影响程度减小。这是因为在压力作用下,W17 固化体粒间孔隙水的表面张力使土粒趋于更紧密地排列组合10,使得在固化体成型时便具有一定的强度,并且在短时间生成水化产物较少的情况下能起到相对较好的胶结、骨架和填充的效果。而 W45 和 W70 固化体因含水率高,内部土粒松散,孔隙率大,在此情况下水化产物的胶结作用相对较弱、骨架和填充作用难以发挥。W70 固化体更是由于聚丙烯酸钠吸水后膨胀,使得固化体内部存在巨大孔隙。G 固化体与 P 固化体各养护龄期的无侧限抗压强度变化规律相同,说明含水率是影响固化体强度的重要原因之一。实验过程中发现,在相同条件下,P 固化体无侧限抗压强度数据较 G 固化体分

25、散,说明固化剂 G 与淤泥土搅拌后均匀性优于固化剂 P 与淤泥土。同时发现,聚丙烯酸钠吸水膨胀后形成的果冻状物质是导致固化体内部出现较大空隙的主要原因。2.2固化体微观分析多个实验表明11-13,在淤泥含水率不变的情况下,固化剂掺量的增加会使得水化产物增多,进而使结构密实。而含水率差异大(含水率横跨塑限、液限和天然含水率)的淤泥土固化机理还未有研究。因此,本实验分析了在相同固化剂 G 掺量下对不同含水率淤泥土固化后微观间的结合作用,具体取W17G15、W45G15、W70G15 固化体 3、7、28 d 试样以及未经处理的淤泥土进行矿物组成和微观结构分析。2.2.1矿物组成图 2 为淤泥土和养

26、护 3、7、28d 龄期下 W17G15、W45G15、W70G15 固化体的 XRD 图谱。由图 2 可知:(1)37 d 时,W17G15 固化体内部 CaSO4 2H2O、SiO2、Al2O3和 C3S 特征峰减小,CH 和莫来石特征峰小幅度增加,AFt 特征峰明显增大;728 d 时,CaSO4 2H2O、SiO2、Al2O3和C3S 特征峰持续减小,但 CH 和 AFt 特征峰降低,说明此阶段CH 被消耗或前期生成速率大于消耗,而此阶段消耗速率大于生成;而 AFt 特征峰降低可能是因为体系中非晶类水化产物增多14,以及受水化环境影响结晶度降低15或部分 AFt 分解16。钢渣粉中的

27、RO 相随龄期基本无变化(RO 为惰性化合物14不参与水化反应)。对比W45G15 和 W70G15 固化体,其内部水化产物 CaSO4 2H2O、SiO2、Al2O3和 C3S 特征峰减小较慢,AFt和 CaCO3特征峰增长速率较慢。(2)W45G15 固化体内部水化产物整体生成规律与W17G15 固化体类似。但对比 W17G15 和W70G15 固化体,其内部水化产物 AFt 和 CaCO3特征峰增长速率更快。(3)W70G15 固化体内部水化产物整体生成规律与黄虎,等:多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究114晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧

28、酝粤栽耘砸陨粤蕴杂W17G15 固化体相同,但相比 W17G15 固化体,其内部水化产物特征峰整体增长速率较快。综上所述,不同含水率对 G 固化体内部水化产物种类没有影响,但对水化产物的生成量有一定影响。淤泥土中主要含有大量的 SiO2和 Al2O3。随着养护龄期的延长,G 固化体内部水化生成的 AFt、Ca(OH)2和 CaCO3逐渐增多,与此同时,CaSO4 2H2O、SiO2、Al2O3和 C3S 等特征峰降低。2.2.2微观结构图 3、图 4 分别为淤泥土和 3、7、28 d 养护龄期下W17G15、W45G15、W70G15 固化体的 SEM 照片。由图 3 可知,未经固化的淤泥土较

29、为疏松,颗粒间几乎没有连接。图 3淤泥土的 SEM 照片图 4不同含水率淤泥固化体的微观结构由图 4 可知:(1)W17G15 固化体内部密实,淤泥土被压成片状物,3 d时并没有明显可见的水化产物,而 7 d 可见有水化产物在片状物缝隙中生长,主要是针棒状 AFt 晶体和絮凝状 C-S-H 凝胶,28 d 时 AFt 减少,絮状 C-S-H 凝胶增多,并包裹和填充在AFt 以及土颗粒之间。(2)W45G15 固化体 3 d 时便明显可见有针棒状 AFt 和絮凝状 C-S-H 凝胶。7 d 时针棒状 AFt 及絮凝状 C-S-H 凝胶黄虎,等:多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究115新

30、型建筑材料圆园23援10更多。28 d 时,AFt 减少,絮状 C-S-H 凝胶增多,并包裹和填充在 AFt 以及土颗粒之间。(3)W70G15 固化体与 W45G15 固化体的 SEM 照片类似,但孔隙明显更大,28 d 时,淤泥土颗粒间针棒状的 AFt 晶体仍没有大规模连接,C-S-H 凝胶也无法填满空隙。综上所述,不同含水率以及聚丙烯酸钠吸水膨胀形成的果冻状胶体,会导致固化体内部缝隙大小和分布不同。随着养护龄期的延长,AFt、C-S-H 和 CH 等水化产物生成速率有所差异,但水化产物种类和其生成规律相同。随着养护龄期的延长,固化体内部针棒状 AFt 和具有胶凝性絮凝状 C-S-H 凝胶

31、逐渐增多,在 AFt 将土颗粒形成骨架后,随着龄期的延长,大量的絮状结构 C-S-H 凝胶包裹和填充在淤泥土颗粒之间。2.2.3固化机理分析从矿物组成分析可知,不同含水率对 G 固化体内部水化产物的种类和增减规律没有影响。随着养护龄期的延长,CaSO4 2H2O、SiO2、Al2O3和 C3S 等特征峰逐渐降低,CH 特征峰先降低再升高,AFt 特征峰先升高再降低,CaCO3特征峰持续升高。从微观形貌可知,不同含水率以及聚丙烯酸钠吸水膨胀形成的果冻状胶体会导致固化体内部缝隙大小和分布不同。随着养护龄期的延长,AFt 晶体和 C-S-H 凝胶等水化产物生成速率有所差异,但水化产物种类和其生成规律

32、相同。随着养护龄期的延长,固化体内部针棒状的 AFt 和具有胶凝性的 C-S-H 凝胶逐渐增多,在 AFt 将土颗粒形成骨架后,大量的絮状物或者网状结构的 C-S-H 包裹和填充在土颗粒之间。综上所述,在固化剂 G 与淤泥土混合后,固化剂 G 中脱硫石膏、水泥以及钢渣粉等组分水化产生 Ca(OH)2,在初期使体系碱度迅速上升,在碱性环境中,淤泥和固化剂 G 中 CaO、Al2O3和 SiO2等成分相继溶出,并与脱硫石膏中的硫酸根反应生成 AFt 晶体。体系中碱度越高,早期生成 AFt 量也越多,是 G 固化体早期强度比 P 固化体稍高的原因(AFt 是膨胀性水化产物,当淤泥固化剂中有水泥或矿渣

33、等能够生成较多的C-S-H 等物质时,其较强的胶结力能够克服 AFt 产生的膨胀力,AFt 在固化淤泥中起到填充和加筋作用,从而提高固化淤泥的强度和耐久性16-17)。大量的钙离子还会导致过饱和结晶,破坏钢渣和矿渣中矿物表面的双电层,从而激发钢渣和矿渣的水化活性18。同时,游离的钙离子与淤泥土颗粒表面的钾离子和钠离子发生当量离子交换吸附,由于高价离子的引入,淤泥土颗粒表面的双电层变薄,土颗粒间的引力变大,从而较小的土颗粒逐渐团粒化成较大的土颗粒,固化体的强度得到提高8-9。随着 Ca(OH)2与淤泥土和固化剂 G 中的活性 SiO2发生凝结硬化反应生成,以及水泥和矿渣粉水化生成 C-S-H,使

34、得 C-S-H 持续增多。C-S-H 发生水化时会大量消耗硅与钙,并生成莫来石19。C-S-H 凝胶填充在针状 AFt 交织的孔隙,使浆体不断密实,后期强度增长主要依靠大量 C-S-H 凝胶的生成。综上所述,水化初期各种反应形成 AFt 先将淤泥土颗粒连接在一起,形成三维的空间网络,后期再形成 C-S-H凝胶逐步将孔隙填充,形成致密的整体,使强度不断发展。3结论(1)15%、20%固化剂 G 掺量下,W17、W45 和 W70 固化体的 7 d 抗压强度分别为 3.53、4.31 MPa,1.41、2.11 MPa,0.34、0.77 MPa,28 d 抗压强度分别为 5.17、7.33 MP

35、a,2.94、3.94 MPa,0.63、1.31 MPa。(2)在 3、7、28 d 养护龄期下,W17、W45 和 W70 固化体强度无论采用 P 固化剂还是 G 固化剂,均随淤泥含水率升高而降低。养护 7 d 前,G 固化体强度略高于 P 固化体。养护 28d 时,W17G 固化体强度仍略高于 W17P 固化体,而W45G 和W70G 固化体强度则低于 W45P 和 W70P 固化体。(3)W17G15、W45G15、W70G15 固化体内部缝隙大小和分布不同。随着养护龄期延长,AFt 晶体和 C-S-H 凝胶等水化产物增长速率有所差异,但水化产物种类和其生成规律相同。总体表现为 CaS

36、O4 2H2O、SiO2、Al2O3和 C3S 等逐渐减少,CH 先减少再增多,AFt 先增多再减少,C-S-H 和 CaCO3持续增多。其中 W45 固化体内部的水化产物生成速度最优。高含水率以及聚丙烯酸钠吸水膨胀是导致 W70 固化体强度低的主要原因。参考文献:1黄朝煊.深厚淤泥地基刚柔结构衔接段差异沉降优化控制分析J.中国农村水利水电,2019(2):144-148,154.2朱伟,张春雷,刘汉龙,等.疏浚泥处理再生资源技术的现状J.环境科学与技术,2002(4):39-41,50.3丁建文,张帅,洪振舜,等.水泥-磷石膏双掺固化处理高含水率疏浚淤泥试验研究J.岩土力学,2010,31(

37、9):2817-2822.4许志坚.石灰改良淤泥质软土路用特性试验研究J.交通建设与管理,2019(3):98-101.5丁建文,洪振舜,刘松玉.疏浚淤泥流动固化处理与流动性试验研究J.岩土力学,2011,32(S1):280-284.6周政,王宏远.水泥掺入时间对水泥土最大干密度与最优含水率影响试验C/水利水电土石坝工程信息网,土石坝技术 2014 年论文集,2015:202-205.7李召峰,刘超,王川,等.赤泥-高炉矿渣-钢渣三元体系注浆材料试验研究J.工程科学与技术,2021,53(1):203-211.(下转第 120 页)黄虎,等:多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究116

38、新型建筑材料圆园23援10固化土的无侧限抗压强度提高的同时韧性和延展性随之降低。因此,高掺量粉煤灰在长养护龄期条件下,淤泥固化土的改性效果显著,从室内试验研究的角度分析高掺量粉煤灰具有淤泥固化工程应用的可行性。3结论(1)随养护龄期延长,淤泥固化土的无侧限抗压强度随之提高,不同粉煤灰掺量 728 d 龄期强度的增幅不明显,2890d 龄期的强度增幅明显。(2)低掺量粉煤灰淤泥固化土的无侧限抗压强度较低,随龄期增加幅度较小;高掺量粉煤灰淤泥固化土在 2890 d 龄期的强度和变形模量增幅最为显著。粉煤灰早期火山灰效应和水化效应对淤泥固化土的强度特性改善效果不明显,2890 d 龄期改善效果显著。

39、(3)随粉煤灰掺量的增加、养护龄期的延长,淤泥固化土试件破坏由塑性变形向脆性变形转变,7 d 龄期未出现剥落现象,28 d、90 d 龄期出现不同程度的剥落现象。(4)34.5%高掺量粉煤灰淤泥固化土在 90 d 长龄期强度改性效果较好,说明在高掺量长龄期条件下,固废粉煤灰淤泥固化土具有潜在的工程应用前景,这为工业废料粉煤灰用于治理废弃淤泥提供了以废治废的思路。参考文献:1桂跃,余志华,刘海明,等.滇池固化淤泥重塑土的重塑时机及强度恢复特性试验J.吉林大学学报(地球科学版),2014,44(6):1928-1935.2曹玉鹏,卞夏,邓永锋.高含水率疏浚淤泥新型复合固化材料试验研究J.岩土力学,

40、2011,32(S1):321-326.3徐日庆,文嘉毅,王旭,等.台州淤泥质土固化特性研究J.湖南大学学报(自然科学版),2019,46(11):146-153.4王东星,王宏伟.活性 MgO-粉煤灰软土固化材料的孔隙结构与耐久性J.武汉大学学报(工学版),2021,4(5):401-406.5王东星,王宏伟,邹维列,等.活性 MgO-粉煤灰固化淤泥耐久性研究J.岩土力学,2019,40(12):4675-4684.6Xiao HW,Lee F.H,Chin K.G.Yielding of cement-treated marineclayJ.Soils and Foundations,20

41、14,54(3):488-501.7Xiao H W.Evaluating the stiffness of chemically stabilized ma原rine clayJ.Marine Georesources&Geotechnology,2017,35(5):698-709.8谈云志,柯睿,陈君廉,等.偏高岭土增强石灰-水泥固化淤泥的耐久性研究J.岩土力学,2020,41(4):1146-1152.9何俊,石小康,栗志翔.水玻璃-碱渣-矿渣固化高含水率淤泥的强度性质J.工程地质学报,2019,27(4):729-736.10观研天下.2019 年中国粉煤灰行业分析报告-行业规模现状

42、与发展趋势研究M.11BS EN 197-1-2011,水泥.普通水泥的构成,规范和符合性准则S.12Cheng Q Q,Xiao H W,Liu Y,et al.Primary yielding locus ofcement-stabilized marine clay and its applications J.MarineGeoresources&Geotechnology,2019,37(4):488-505.13Cheng Q Q,Yao K,Liu Yong.Stress-dependent behavior ofmarine clay admixed with fly-ash-

43、blended cementJ.Interna原tional Journal of Pavement Research and Technology,2018,11(6):611-616.蒉程强强,等:高掺量粉煤灰淤泥固化土无侧限抗压强度试验研究(上接第 116 页)8邱龙,朱海洲.浅述淤泥质土的物理力学性质J.科技风,2009(21):121.9许颖,陈锐,韦其颖,等.活化牡蛎壳固化余泥渣土及其机理分析J.硅酸盐通报,2021,40(3):900-906,935.10黄茂松,姚仰平,尹振宇,等.土的基本特性及本构关系与强度理论J.土木工程学报,2016,49(7):9-35.11王士权,李深

44、圳,陈钰,等.固化淤泥的路用性能及微观演化机理研究J.常州工学院学报,2022,35(4):1-5,26.12董博闻.沿海地区道路用矿渣纳米复合固化淤泥土的试验研究D.杭州:浙江理工大学,2021.13崔勇涛,刘文白.固化剂固化疏浚土的渗透性与微观机理研究J.长江科学院院报,2017,34(5):109-114.14杨永,张树青,荣辉,等.水泥基材料对生土改性效果及机制研究J.硅酸盐通报,2019,38(4):929-936.15武双磊,季军荣,周威杰,等.乳酸钠对超硫酸盐水泥强度的影响及作用机理J.硅酸盐通报,2022,41(9):3008-3015.16王旭影,乔京生,赵建业,等.电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的试验研究J.硅酸盐通报,2022,41(2):733-739.17张春雷,朱伟,李磊,等.湖泊疏浚泥固化筑堤现场试验研究J.中国港湾建设,2007,147(1):27-29.18李明艳.石膏激发矿渣活性的试验研究J.中国资源综合利用,2018,36(5):9-11.19钟柳明,杨译淞,盛丕成.碱渣含量和蒸压加气参数对建筑混凝土抗压强度的影响J.当代化工,2021,50(4):812-815.蒉120

展开阅读全文
相关资源
相关搜索

当前位置:首页 > 学术论文 > 综合论文

本站链接:文库   一言   我酷   合作


客服QQ:2549714901微博号:文库网官方知乎号:文库网

经营许可证编号: 粤ICP备2021046453号世界地图

文库网官网©版权所有2025营业执照举报