石灰粉煤灰固化石油污染土的渗透特性及其工程再利用探讨

固化改性污染土的渗透性是推进污染土工程再利用需关注的指标之一。借助GDS环境土柔性壁渗透测试仪,优选兼具吸附与固化作用的石灰粉煤灰作为固化材料,以围压、渗透压、污染强度为变量参数,以固化前后石油污染土的渗透系数及土中残余含油量为指标,结合X射线衍射和扫描电镜,厘清渗透性演变及污染物迁移扩散规律,并以此探讨固化石油污染土的工程再利用性。研究结果表明:固化产物对石油分子的吸附作用弱化了石油斥水性,增加了渗透的有效通道,固化石油污染土的渗透系数较未固化石油污染的提高了两个数量级;土体干密度增大会增强对石油的吸附截流作用,围压、渗透压及污染水平的增大会增强土颗粒间相互作用,均引起石油污染土及固化石油污染土渗透性降低。固化作用可有效控制渗透作用下石油污染物的迁移扩散,各部位的残余含油量均非常接近于初始含油量,避免了渗透污染风险。结合石灰粉煤灰固化石油污染土力学特性(抗压强度为1280.10 kPa,抗剪强度为388.88 kPa)、渗透性(渗透系数为4.28×10^(−6)~7.39×10^(−6) cm/s)及迁移控制性(波动率为0.30%~4.90%),石灰粉煤灰固化石油污染土可考虑用于有防渗要求的路基类填筑材料进行工程再利用。

基于离散元的废旧二灰碎石与土混合料承载比细观力学特性研究

建筑垃圾应用于路基过程中,其材料承载力对道路服役性能具有重要影响。为评价建筑垃圾用于路基填料时的细观力学特性,该文利用离散元软件对不同含石率的废旧二灰碎石与土混合料进行承载比试验,并利用离散元法揭示强度形成机理。结果表明:混合料的承载比随含石率增大不断增加,含石率为80%时达到最大值。在离散元模拟承载比试验中,空隙率随着二灰碎石土的含石量的增大先降低后增大,当含石率为80%时混合料的空隙率最小,此时能达到最佳的承载效果。随着含石率的逐渐增大,废旧二灰碎石之间的颗粒相互嵌挤,形成骨架结构,因此能够有效承担来自贯入杆的荷载。

固化电解金属锰渣在软土路基填筑中的应用研究

电解金属锰渣可以作为软土路基填筑的材料,但电解金属锰渣的含水率过高,且具有一定的毒性。研究通过对电解金属锰渣进行固化,探究了其固化的机理,然后设计了固化电解金属锰渣路用性能验证实验,分析其在软土路基填筑中的应用效果。实验结果表明,加入固化剂固化后最大干密度增加,最优含水率降低。CBR值特性实验中,在掺量为6%时,添加水泥的CBR值增长了54.22%,添加石灰的CBR值增长了62%;在石灰掺量为3%时,CBR值达到为14%。电解锰渣回弹模量实验中,加入固化剂后,回弹模量增长。实验结果说明了固化后的电解金属锰渣具有较好的路用性能,研究将对提高软土路基填筑质量、降低工程风险具有重要的实践意义。

不同含盐量的石灰粉煤灰固化石油污染土抗剪性能试验研究

为研究石油污染土的剪切特性,以不同含盐量的固化石油污染滨海盐渍土为研究对象,对石灰、粉煤灰稳定碎石固化石油污染土进行力学强度性能试验与微观分析。研究结果表明:随含盐量的增大,石灰粉煤灰固化石油污染土(简称污染土)的黏聚力和内摩擦角均先增大后减小;含盐量相同,污染土的黏聚力和内摩擦角均随石灰、粉煤灰质量分数的增大而先增大后减小,随石油质量分数的增大而减小;含盐量为1%,石油、粉煤灰、石灰质量分数分别为4%、20%、10%时,污染土的黏聚力和内摩擦角最大;污染土的应力-应变曲线在不同石灰、粉煤灰、石油质量分数下均先增大后减小并趋于稳定;不同含盐量下,污染土的微观结构特征和宏观土样抗剪强度参数的变化规律一致。

氢氟酸废液协同含铅飞灰无害化处理研究

为了使碱性含铅飞灰达到危险废物填埋限值,使用氢氟酸废液作为含铅飞灰的稳定化药剂,在探究出氢氟酸废液的最佳用量后,以石灰作为pH调节剂,水泥做固化剂,可使总铅、无机氟化物的浸出毒性低于《危险废物填埋污染控制标准》(GB19598-2019)要求。结果表明,氢氟酸废液的加入量为10%(质量分数),石灰的加入量为4%(质量分数)调节pH在7.10~7.15之间时稳定化效果显著,最优结果为pH=7.15,总铅质量浓度0.145 mg/L,无机氟化物质量浓度3.7 mg/L。

石灰粉煤灰稳定再生料基层级配设计与力学性能研究

为了获取再生砖混料用于道路基层混合料的适宜掺量,研究了石灰粉煤灰稳定再生料基层的配合比与力学性能间的作用关系,即:首先进行混合料级配设计,通过分级填充振捣试验确定粗集料比例;然后以室内击实试验确定细集料占比,同时以压碎值和无侧限抗压强度确定再生料的掺配方式;最后进行不同再生料掺量和石灰粉煤灰稳定类无机结合料剂量下的无侧限抗压强度和抗压回弹模量试验,确定其力学性能的变化规律。研究结果表明:3档粗集料比例为19∶22∶17,细集料占比为42.5%时密实程度最好;以再生料方式替换的砖混比为4∶6,粒径替换顺序为先10~20 mm、再5~10 mm;7 d和28 d抗压强度最大值分别达到1.347、2.756 MPa,且二者随再生料掺量的增加其衰减趋势相似;在高再生料掺量下采用20%~25%石灰粉煤灰剂量的180 d抗压回弹模量效果较好;7 d无侧限抗压强度与180 d抗压回弹模量的拟合度较高。该石灰粉煤灰稳定再生料类基层的配合比设计方案验证了建筑垃圾粗集料用于道路基层的可行性,并且建立了抗压回弹模量与抗压强度值的关系模型,可为建筑垃圾在道路基层施工的应用提供参考。

固化滨海盐渍土力学及溶陷特性研究

滨海盐渍土作为一种特殊土,具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良的工程特性,为研究石灰+粉煤灰+水泥固化盐渍土改良材料土作为路基土的适用性,开展了液塑限、击实、无侧限抗压强度、三轴压缩、溶陷性试验,分析不同条件对改良盐渍土物理性指标、力学性能、溶陷特性的影响。结果表明:液塑限随固化剂掺入量的增加基本呈线性增加趋势,塑性指数减小;固化剂的加入使盐渍土最大干密度减小,最优含水率变化不明显;固化剂掺量和养护期龄对滨海盐渍土的力学性能影响显著;固化剂掺量小于14%时溶陷沉降量随固化剂掺量的增加呈减小趋势,提高含水率、压实度可以有效地降低固化盐渍土的溶陷沉降量。

石灰粉煤灰基层铣刨旧料在有轨电车路基结构中的应用研究

有轨电车轨道大多沿现状道路敷设,工程施工中就需要破除道路。道路破除产生的废料形成了环境负担,也增加了工程成本。本文基于亦庄新城现代有轨电车T1线工程实际,在部分基底换填段采用现有道路铣刨产生的石灰粉煤灰(二灰)旧料替代AB组料进行填筑,经专业试验室对换填料及现场填筑段进行物理力学试验,验证了石灰粉煤灰铣刨旧料在有轨电车路基结构中替代传统AB组料的可行性。

石灰-粉煤灰-水泥稳定碎石的力学性能试验

石灰-粉煤灰-普通硅酸盐水泥稳定碎石是一种常用的路面基层材料,但其早期强度较低,用作路面的维修养护材料时不能快速开放交通.为提高稳定碎石的早期强度,将其中的普通硅酸盐水泥用等质量的硫铝酸盐水泥替换,通过无侧限抗压强度试验(UCT)和劈裂拉伸强度试验(STS)对比了两种不同水泥综合稳定碎石的无侧限抗压强度(UCS)和劈裂拉伸强度(STS),并对无机结合料掺量、水泥掺量及级配对稳定碎石强度的影响开展了试验研究.结果表明,稳定碎石的UCS和STS随水泥含量的增加、养护龄期的增长而增大;养护龄期1 d的石灰-粉煤灰-硫铝酸盐水泥稳定碎石的UCS可达2.28 MPa,达到了路面基层开放交通的规定,且后期强度没有出现降低.论文为路面基层的快速维修养护提供了一种新材料.

橡胶颗粒二灰土对湿陷性黄土的改良性能分析

随着我国对西部建设力度的不断加强,对于湿陷性黄土的改良利用逐渐成为必要的研究方向。在当今倡导人与自然和谐共生的理念下,原有的使用石灰和粉煤灰等作为改良湿陷性黄土的掺料已经难以满足当下环保要求,因此需要探寻新的改良方法。随着经济发展,我国废弃轮胎不断增多,如何能够安全环保且无害的处理这些废弃轮胎成为近来研究热门,因此两相结合,在减少掺入石灰和粉煤灰的基础上,掺入橡胶颗粒,以此作为研究对象,通过室内试验,得到以下结论:掺入橡胶颗粒能够减少土体沉降量,且随着掺入比例的增加,效果增强;在橡胶颗粒掺入量为30%时,试样在正压力作用下以及在相同养护时间下均能够达到最大剪切强度;在其最优含水率下,橡胶颗粒掺入量为30%时能够达到最大抗剪强度。

煤系地层高速公路路基石灰改性试验研究

为了研究煤系地层高速公路路基石灰改性工程性质并确定最佳配比方案,以广东省新博高速公路为研究对象,制备不同掺量配比的改性试样,并对煤系边坡稳定程度进行了数值试验。试验结果表明,掺入生石灰和粉煤灰后,煤系边坡稳定程度明显变大;在相同的生石灰用量下,粉煤灰掺量的增加,煤系边坡稳定程度先变大后变小;在相同粉煤灰用量下,生石灰掺量增加,煤系边坡稳定。通过改性试验获取粉煤灰15%+生石灰10%掺量的最佳配比方案,提高了煤系边坡稳定程度。

利用城市生活垃圾焚烧飞灰制备石硫合剂的试验探究

以城市生活垃圾焚烧飞灰为研究对象,利用飞灰替代石灰,制备石硫合剂,为飞灰资源化利用寻找新途径。通过比对试验,确定了利用飞灰制备石硫合剂的技术可行性,通过不同质量比、不同反应时间确定最佳试验条件,并通过与市售石硫合剂有效成分、重金属含量等比较,确定了自制石硫合剂的品质和农药应用安全性。结果表明:以城市生活垃圾焚烧飞灰为原料,制备石硫合剂技术可行,得到红褐色透明液体,波美度在20以上,主要成分为多硫化钙,最佳试验条件为:(硫磺:飞灰:水)质量比1:1:10,熬制时间45min。与市售石硫合剂相比有效成分相同、重金属含量无明显差异,可推广应用,实现飞灰资源化利用。

水泥再生二灰稳定碎石干缩性能影响因素分析

水泥再生二灰稳定碎石实现了废旧二灰稳定碎石基层材料的规模化再生利用,但其强度形成初期易产生干缩裂缝。为解决这一问题,对水泥再生二灰稳定碎石抗干缩性能的影响因素展开研究,首先选取新料及50%、75%和100%的旧料掺配率进行级配设计,测定了不同水泥用量下旧料掺配率对水泥再生二灰稳定碎石7 d无侧限抗压强度及抗干缩性能的影响,确定最佳水泥用量为4.5%;然后在最佳水泥用量下,研究了不同集料粗细比对水泥再生二灰稳定碎石抗压强度及抗干缩性能的影响;最后基于回归分析建立了干缩系数与集料粗细比的回归方程。研究结果表明,随着水泥用量和旧料掺配率的增加,水泥再生二灰稳定碎石的7 d无侧限抗压强度和干缩系数均呈增大趋势;随着集料粗细比的增加,抗压强度呈先增大后减小的趋势,但抗压强度值始终大于规范要求,干缩系数呈先减小后增大的趋势,结合干缩系数与集料粗细比的回归方程,最终确定最佳集料粗细比范围为1.70~1.75,该结果可为水泥再生二灰稳定碎石的设计和施工提供参考。

复合脱酸剂用于垃圾焚烧烟气脱酸的可行性分析

生活垃圾焚烧烟气脱酸时,采用钙基脱酸剂很难通过调控其喷入量达到调节后续飞灰pH的作用。由此,阐述了复合脱酸剂代替常规钙基脱酸剂用于垃圾焚烧烟气脱酸的可行性。分别从复合脱酸剂的脱酸效果、对模拟飞灰浸出液pH的影响、对飞灰重金属浸出浓度的影响、对脱酸工艺的影响以及成本等方面进行了分析。结果表明:在烟气脱酸过程中,当消石灰和缓冲剂按照质量比1∶1、2∶1、3∶1、4∶1配比时,通过调控复合脱酸剂的添加量,既能达到良好的脱酸效果又能从源头调控飞灰的组分,使飞灰浸出液的pH维持在弱碱性范围,降低了飞灰重金属浸出浓度,减少后续飞灰稳定化处置费用。

土工合成材料与土界面作用特性的研究

土工合成材料加筋土工程中 ,土工合成材料与填料的界面作用特性是最关键的技术指标 ,因此利用直剪试验和拉拔试验研究土工合成材料与填料的界面作用特性是非常必要的。本文以 5种不同种类的国产土工合成材料为加筋材料 ,以砂和石灰粉煤灰为填料 ,通过直剪试验和拉拔试验比较各种国产土工合成材料与填料的界面作用特性 ,得到一些有益的结论 ,可指导土工合成材料的优选和研究加筋机理。

石灰-粉煤灰-水泥稳定煤矸石混合料的研究

为分析石灰-粉煤灰(二灰)稳定煤矸石混合料用于季节性冰冻地区路面基层的技术可行性,在对煤矸石进行活性、物理、力学和耐久性试验研究基础上,设计了15组二灰稳定煤矸石混合料配合比,并测试了它们在饱水状态下的无侧限抗压强度.结果表明:这些混合料的无侧限抗压强度均能满足高速公路和一级公路对基层和底基层的强度设计要求.以第2组混合料配合比(生石灰、粉煤灰、煤矸石的质量分数分别为5%,15%,80%)为基础,通过不同水泥掺量试件的外观变化、质量损失、强度损失及极限冻融循环次数的抗冻融试验发现,掺入水泥能显著改善二灰稳定煤矸石混合料的强度和抗冻性,当水泥掺量占试件总质量的3%时,混合料的强度及抗冻性都达到了15次冻融循环的工程设计要求.

粉煤灰和石灰对突发性污染土壤中重金属化学形态的影响

利用石灰和粉煤灰对突发性污染土壤中重金属进行修复,采用TCLP法和Tessier浸提法对修复后土壤进行评价。结果表明,当石灰用量为土重的0.1%时,培养1个月,突发性污染土壤中Cu、Cd浸提量(TCLP法)比对照分别下降68.13%和76.67%;当粉煤灰用量为土重的8%时,土壤Cu、Cd浸提量比对照分别下降61.58%和71.67%。两种土壤经修复后,Cu、Cd浸提量均降至国际标准值以下,原因是施用粉煤灰和石灰后,土壤中Cu、Cd的形态由交换态向碳酸态和铁锰态发生转化。

土工合成材料加筋的试验研究

以 6种不同种类的国产土工合成材料为加筋材料 ,即针刺无纺土工织物、涤纶纤维经编土工格栅、玻璃纤维土工格栅、单向塑料拉伸土工格栅、双向塑料拉伸土工格栅和土工网 ,进行三轴试验比较各种土工合成材料对砂的加筋效果 ;进行直剪试验和拉拔试验比较各种土工合成材料与填料 (砂和石灰粉煤灰 )的界面作用特性 ,得到一些有益的结论 ,可指导土工合成材料的优选和研究土工合成材料的加筋机理。

电阻率法评价膨胀土改良的物化过程

掺石灰、粉煤灰是工程中通常采用的改良膨胀土的方法。土电阻率是土的基本物理指标之一,其变化可反映土的其他物理性质指标的变化。通过掺灰改良膨胀土不同养护龄期下的电阻率测试以及膨胀量、膨胀力及无侧限抗压强度等试验研究,探讨了掺灰改良膨胀土养护过程中的物理化学反应过程。根据养护过程中的电阻率随龄期的变化规律,可将改良膨胀土的物理化学反应过程划分为瞬时反应阶段、主体反应阶段、残余反应阶段和稳定阶段4个不同阶段。针对改良膨胀土质量控制和评价体系中存在的不足,提出了基于电阻率指标的改性膨胀土的质量评价方法,通过试验证实了该方法的有效性和实用性。

粒度分布对磷石膏-石灰-粉煤灰胶结材物理性能的影响

针对磷石膏-石灰-粉煤灰体系胶结材大量利用磷石膏时,强度发展以及耐水性能的缺陷,采用机械粉磨以改善其粒度分布。探究了不同粒度分布对磷石膏-石灰-粉煤灰体系胶结材的物理性能和耐水性的影响。将磷石膏样品与生石灰以及粉煤灰按一定比例混合,陈化24h再通过粉磨不同时间,达到不同的粒度分布。将不同粒度的样品外掺5%水泥,3%AC增强剂以及0.5%聚羧酸减水剂,按照标准稠度用水量加水在160mm×40mm×40mm试模中成型,在养护室中养护到规定龄期再测定试件的物理性能以及微观分析。结果表明,磷石膏掺量达到40%,通过粉磨的物理活化,该体系按照水泥砂浆砌块成型,28d抗压强度≥27.76MPa,软化系数达到86%的胶凝材料,并且无废水排除,杜绝二次污染。