稻壳灰-水泥固化镉污染土性能及影响机制

为实现污染土和稻壳灰资源化利用,解决水泥固化材料高排放问题,采用稻壳灰-水泥为固化剂对重金属镉污染土进行固化处理。开展不同养护龄期、固化剂类型及镉含量下固化镉污染土无侧限抗压强度、毒性浸出、X射线衍射及扫描电镜试验,通过分析抗压强度、浸出质量浓度、破坏形态、微观形貌及矿物组成等宏微观特性,揭示稻壳灰-水泥固化镉污染土微观作用机制。结果表明:稻壳灰可以加速水泥水化过程,提高固化土无侧限抗压强度,低水泥掺量时加入5%~10%稻壳灰改善效果较优;固化土强度随镉含量增加而先升后降,存在临界值100~400 mg/kg;稻壳灰掺入后,土体脆性破坏特征减弱,镉污染下土体裂纹较多且破坏面不规则;固化土浸出质量浓度随龄期增加而降低,在镉含量为100 mg/kg时满足标准限值,稻壳灰部分替代水泥后浸出质量浓度相差不大;稻壳灰-水泥主要以水化硅铝酸钙聚合物凝胶(C-A-S-H)和钙矾石(AFt)共同支撑土体孔隙,不断团聚、胶结形成空间网状结构,形成骨架结构并吸附镉离子。

稻壳灰固化重金属污染土的环境特性

为研究稻壳灰固化重金属污染土的环境特性,对稻壳灰和水泥固化镉污染土开展毒性浸出试验和pH值测试,研究稻壳灰和水泥掺量、养护龄期、镉含量对固化污染土环境特性的影响规律以及探讨参数间关系。结果表明:1)镉浸出浓度随着养护龄期增加而不断降低,稻壳灰掺入使得镉浸出浓度总体上先降低后升高,稻壳灰掺量为5%~10%时固化效果较优;镉含量为100 mg/kg时镉浸出浓度满足标准限值;2)固化污染土pH值随着稻壳灰掺量和养护龄期增加先升后降,不同养护龄期下固化土pH值随着镉含量增加均有所降低;3)浸出液pH值随着稻壳灰掺量增加而先升后降,在5%~10%稻壳灰掺量时达到峰值;浸出液pH值随着养护龄期增加而降低;4)镉浸出浓度随着浸出液pH值增大而减小,与pH值较大时固化污染土固化效果较好的结论相一致。

稻壳灰固化重金属污染土力学性能及微观结构研究

为研究废弃物稻壳灰处理重金属镉污染土的固化/稳定化效果,开展低水泥掺量作用下稻壳灰固化镉污染土无侧限抗压强度及微观试验,研究养护龄期、稻壳灰掺量和镉含量对固化污染土应力-应变特性、抗压强度、破坏应变和变形模量的影响规律以及探讨参数间关系,并分析不同污染条件下固化土微观结构变化。研究结果表明:固化土应力-应变过程分为压密阶段、弹性变形阶段和破坏阶段。随着龄期增加,固化土峰值应力和破坏应变分别增大和减小,应力-应变曲线上升和突降变化明显,固化土脆性增大。峰值应力随稻壳灰掺量和镉含量增加均先增大后减小,稻壳灰掺量和镉含量较高时固化土峰值应力大幅降低。低水泥掺量下,5%~10%稻壳灰掺量有助于提高固化土强度。镉含量对固化土强度存在临界值,随着龄期增加,临界值由1 000 mg/kg转变为100 mg/kg,且高镉含量下土体强度劣化显著。固化土破坏应变和变形模量随抗压强度增加分别减小和增大,破坏应变和变形模量存在线性关系。固化土体在未污染条件下生成大量针棒状和絮凝状产物,形成空间网状结构,共同支撑土体并提高强度。重金属镉作用下反应产物减少,固化作用被抑制。

固化重金属污染土电阻率与强度特性试验研究

为研究固化重金属污染土电阻率与强度关系特征,对稻壳灰-水泥固化镉污染土开展电阻率测试及无侧限抗压强度试验,通过单轴压缩-电阻率联合试验得到固化土单轴应力-应变-电阻率关系,分析了初始电阻率影响因素及其与强度的关联性,建立了基于电阻率的强度预测与力学损伤模型。研究结果表明:固化土应力-应变和电阻率-应变曲线呈一定负相关关系;初始电阻率随稻壳灰掺量增加而先升后降,在稻壳灰掺量为5%时初始电阻率达到峰值,水泥掺量较高时初始电阻率持续降低;固化土初始电阻率随其龄期增加而持续增加,随镉含量增加而波动式增大后减小,在镉含量为2000 mg/kg时降为最低;基于初始电阻率的强度预测模型可对固化土抗压强度进行预测;基于实时电阻率的力学损伤模型可对固化土单轴压缩过程中土体破坏前的损伤发展进行预测。

“踏破铁蹄”寻稻草

老师准备带我们一起做一条大草龙。草龙草龙，稻草成龙，所以我们的首要任务是去找稻草.

稻壳灰水泥土力学性能及微观机理分析

利用稻壳灰和水泥复合改良淤泥土,研究不同养护龄期下,稻壳灰水泥土的击实特性、无侧限抗压强度、固结性能及微观形貌。结果表明:(1)稻壳灰水泥土最大干密度为1.35 g·cm^(-3),最佳含水率为38.31%,相较于淤泥土,干密度降低,含水率增加。(2)稻壳灰水泥土强度远远大于淤泥土,约是淤泥土的3~3.5倍,有良好的固化效果。(3)稻壳灰水泥土压缩性降低,且随龄期增加,压缩性进一步降低,有良好的压缩性能。(4)稻壳灰水泥土随养护龄期增加,凝胶物质胶结程度更好,胶凝体系更成熟,水化硅酸钙凝胶胶结土体,土体密实度提高,稻壳灰水泥土强度得到提升。