不同恒温时间下疏浚砂砂浆力学及微观性能

为了对不同恒温时间下不同疏浚砂掺量砂浆的特性进行研究,选取恒温时间(4、8、12、16 h)、疏浚砂掺量(0%、15%、50%)为试验变量,利用长江下游疏浚砂替代机制砂制备了15组试件进行试验,根据试验结果分析了不同恒温时间对不同疏浚砂掺量砂浆抗压性能及微观结构的作用机理。结果表明:当疏浚砂掺量为0%和50%时,随着恒温时间增加,后期抗压强度先增大后减小,恒温时间为8 h时最大;当疏浚砂掺量为15%时,随着恒温时间增加,后期抗压强度逐渐减小,恒温时间为4 h时最大;恒温时间越长,蒸养损伤越大,不利于后期强度发展,不同疏浚砂掺量下变化规律不同;随着疏浚砂掺量增加,后期抗压强度先增大后减小,疏浚砂掺量为15%时最大;掺入疏浚砂对砂浆抗压强度有一定的优化作用,粒径极小的疏浚砂颗粒能有效填充砂浆中的孔隙缺陷,特别是经过蒸养损伤过后的砂浆,蒸养条件下疏浚砂的优化作用被放大,疏浚砂砂浆的抗压强度得到了进一步提升,疏浚砂对蒸养砂浆抗压强度的提升远大于标养砂浆,且恒温时间越长,抗压强度提升越明显;在恒温时间为4~8 h、疏浚砂掺量为15%的情况下,能制备出性能不低于纯机制砂砂浆的蒸养疏浚砂砂浆。

静停时间对长江下游蒸养疏浚砂浆特性的影响

长江下游航道疏浚产生大量疏浚砂,疏浚砂的资源化利用受到重视。利用疏浚砂部分取代机制砂制备砂浆,研究不同静停时间对疏浚砂砂浆特性的影响,测试不同龄期的抗压强度,通过X射线衍射、扫描电镜、压汞技术,分析不同静停时间、不同疏浚砂取代率砂浆的微观特性。结果表明:随着静停时间的增加,90 d抗压强度逐渐增加,抗渗性能得到明显改善;掺入疏浚砂使得砂浆的抗压强度有所提高,且随疏浚砂取代率的增加先增大后减小;疏浚砂砂浆的抗压强度与疏浚砂取代率有较大关系,其影响程度与静停时间有关,疏浚砂对低静停时间有较突出的增强效果;疏浚砂有效改善了由蒸养造成的孔结构粗化和孔隙增大等问题,适宜的疏浚砂取代率对蒸养砂浆性能的改善效果明显。

疏浚砂资源化利用研究进展

疏浚砂资源化利用是推动“无废城市”和“绿色航道”建设的重要举措。疏浚砂虽与天然河沙具有相似化学组成,但具有颗粒级配单一、吸水率大、含泥量大等缺陷,是疏浚砂资源化利用的难点。本文分别从含泥量与疏浚砂掺量两个方面研究对混凝土工作性能、力学性能、耐久性能的影响。通过分析疏浚砂再利用的研究现状,提出了现阶段疏浚砂资源化研究与应用的方向,为疏浚砂资源化利用提供新思路。

采用声发射技术测试的疏浚砂混凝土断裂性能研究

为探讨疏浚砂混凝土的断裂力学性能,对5种不同疏浚砂取代率(0%、12.5%、25%、37.5%、50%)的混凝土开展三点弯断裂试验,并结合声发射技术监测混凝土断裂破坏全过程。基于声发射事件数构建混凝土Weibull损伤模型,分析模型参数的变化规律。结果表明,随着疏浚砂掺量的增加,混凝土的起裂断裂韧度和失稳断裂韧度先减小后增大;混凝土断裂过程中声发射振铃计数和能量反映了疏浚砂混凝土断裂破坏过程的3阶段特征,且随着疏浚砂掺量的增加,声发射振铃计数及能量累计值呈逐渐增大的趋势。随着疏浚砂掺量的增加,混凝土的脆性增大,其损伤累积速率加快,混凝土产生初始损伤的变形逐渐减小。

含泥量及成型工艺对疏浚砂水泥基材料力学性能和耐久性的影响

为探索极细疏浚砂资源化利用的有效途径,分别采用振动成型及半干法压制成型方法,以不同含泥量(6.5%~25.8%)的长江下游极细疏浚砂(细度模数0.1~0.3)为主要原料制备水泥基材料替代普通混凝土。研究表明:在振动成型方法下,含泥量的增加对该材料耐久性、力学性能均有不利影响,低含泥量(6.5%)水泥基材料28 d抗压强度和劈裂抗拉强度分别可达35.1 MPa和3.98 MPa,抗冲磨强度和质量损失率分别可达12.5 h/(kg/m^(2))和8.4%;半干法成型方法下,含泥量的增加对水泥基材料强度增长有利,高含泥量(25.8%)水泥基材料28 d抗压、劈裂抗拉强度分别可达37.0 MPa和4.4 MPa,较振动成型方法下分别提高36.5%和25.7%。此外,以振动成型或半干法成型工艺制备的疏浚砂水泥基材料强度可靠,与普通C30混凝土相比,成本可降低33.0%~40.5%,环境友好,具有显著的生态效益。研究成果对于高效、科学、资源化利用长江下游极细疏浚砂有参考价值。

长江芜湖段疏浚砂利用实践与思考

近年来,三峡水库出库泥沙量大幅减少,长江中下游河道水流挟沙力长期处于非饱和状态,相同流速下会加剧河床及河岸原堆积性或沉积性泥沙被水流冲起、带走,造成河床冲刷、河岸崩塌,影响防洪安全、河势稳定和水生态安全,目前长江安徽段已处于无砂可采状态。对近20 a长江铜陵、黑沙洲、芜裕3个河段的河床冲淤、河势变化以及重点崩岸区、重要港区、航道局部河势变化进行了分析,并研究了河道整治、航道整治、防洪工程加固、崩岸区治理等疏浚砂利用需求,结合维护河势稳定、航道通畅的总体目标,提出了疏浚砂不上岸利用,取之河道、用之河道的总体原则,以及维护河道水沙平衡、河势稳定和通航安全的具体利用思路。

基于低碳地聚物的长江下游疏浚砂固化块体力学性能和干缩特性试验研究

长江下游疏浚砂主要为超细砂(细度模数0.1~0.5),粒径小、颗粒级配不均,工程利用困难。以长江下游疏浚砂为主要原料,用碱活化低碳地聚物替代普通水泥制备人工块体,开展力学性能和干缩特性试验研究。采用短切纤维解决碱活化体系造成的易收缩开裂问题。试验结果表明:1)在激发剂Na_(2)O掺量为5%、模数为1.0时,块体28 d抗压和劈裂抗拉强度分别为48.20、6.43 MPa,后期强度不倒缩。2)玄武岩和聚丙烯纤维均能明显抑制块体的线性干缩。玄武岩纤维增强力学性能的能力强于聚丙烯纤维,能够使块体微观结构更致密、整体性更强。

河道治理中的疏浚砂资源化利用

结合镇江市、泰州市等地应用实践,通过对疏浚砂资源化利用、河道治理研究及疏浚砂生态护岸研究的现状剖析,针对疏浚砂在河道治理中生态利用所面临的问题,分析水沙变化和疏浚工程对河势演变的综合影响,明晰疏浚工程的河势响应机制和进一步确定河道疏浚及防护区域范围,探析疏浚砂充填袋与生态植被相结合的新型生态护岸型式等多个研究方向,为长江江苏段疏浚砂在河道生态治理中的综合利用提供参考。

基于长江下游疏浚砂的砂浆力学性能试验研究

以长江航道整治废弃疏浚砂作为主要原料制备砂浆,可以大量利用废弃疏浚砂和各种工业废渣,有效缓解天然砂石材料短缺和枯竭的问题。研究以细度模数为0.10左右、含泥量为25%左右的长江疏浚砂为原料,制备能快速成型、强度高、抗水侵蚀性能优良的绿色疏浚砂砂浆,在灰砂比1∶2、水胶比0.6、粉煤灰替代量30%时,其28 d抗压强度和劈裂抗拉强度分别达到30.1和3.6 MPa;与普通C30混凝土相比,单方疏浚砂砂浆的成本明显降低。不仅具有良好的生态和经济效益,也为航道整治疏浚砂的资源化利用提供了一条有效途径。

疏浚砂混凝土的压剪性能和破坏准则的试验研究

以长江下游疏浚砂为原材料,制备了4种不同疏浚砂掺量的混凝土试件,对疏浚砂混凝土试件的压剪复合性能进行研究。1)进行了5种不同轴压比下的压剪复合试验。试验结果表明:疏浚砂混凝土的压剪界面摩擦系数在疏浚砂含量较高时会下降,而试件内部黏聚力则随疏浚砂含量的增加而增加;同时试件压剪峰值位移随疏浚砂含量的增加呈现先增大后减小的趋势。2)对试件破坏界面进行SEM形貌分析,研究疏浚砂影响试件性能的微观机制。3)结合试验结果和已有文献研究,提出了基于八面体空间应力和基于Ottosen模型的破坏准则,并给出了准则方程中的拟合参数。试验数据与拟合结果吻合程度良好。

长江下游航道疏浚砂综合利用研究

为落实长江经济带“共抓大保护,不搞大开发”的重要指示精神,服务长江经济带发展战略及长江黄金水道建设,促进长江生态保护和沿岸经济发展,本研究依托镇江市、泰州市长江航道疏浚砂综合利用(试点)工程,对长江下游航道疏浚砂综合利用全过程进行研究,提出了水上转运区、分散式上岸以及五联单监管的模式,为长江下游实施航道疏浚砂综合利用提供了有力的技术支撑。

长江下游疏浚砂水泥基材料性能对比试验研究

以长江下游含泥量25.8%、细度模数0.1的A砂样和含泥量6.5%、细度模数0.3的B砂样为原料,掺入矿粉和粉煤灰替代部分水泥制备水泥基材料,研究对比2种疏浚砂水泥基材料的物理力学性能。试验表明,A、B 2种砂样制备水泥基材料的28 d抗压强度分别达到了31.2 MPa和38.3 MPa,劈裂抗拉强度分别达到了3.9 MPa和4.3 MPa,A、B砂样试件浸水强度分别为24.2 MPa和34.1 MPa,抗冲磨强度分别为9.5 h/(kg/m^(2))和12.5 h/(kg/m^(2)),具有较好的抗水侵蚀性能和抗冲磨性能,可用于替代普通C30混凝土就近应用于航道整治工程。研究为含泥量高、细度模数极小的疏浚砂建材化、资源化利用提供了参考和借鉴。

关于长江下游航道疏浚砂综合利用的策略探究

航道疏浚砂是长江航道疏浚工程的衍生资源。现阶段长江下游地区航道疏浚砂综合利用工作主要以试点的形式开展。以2018年启动的长江镇江段航道疏浚砂综合利用概况为基础,分析了长江下游疏浚砂利用的现状和特点。针对长江下游疏浚砂较细且利用范围受限的问题,结合长江经济带高质量发展理念,提出了实现长江上下游疏浚砂资源的互通、建立疏浚砂激励机制和推进疏浚砂的延伸产品研发等框架性建议。

疏浚超细砂对混凝土工作性和抗压强度的影响

为实现航道整治废弃砂的再利用,将泰州长江航道整治工程的疏浚超细砂与机制砂混合作为细骨料,研究了疏浚超细砂的掺量(0、10%、20%、30%、40%、50%)对混凝土工作性和抗压强度的影响。结果表明:随着疏浚超细砂掺量的增加,混凝土的坍落度降低,抗压强度基本呈先增大后减小再增大的趋势;综合考虑混凝土的工作性和抗压强度,建议疏浚超细砂的掺量不超过10%。

河道生态疏浚及其对环境的影响研究

为了解决海南昌江黎族自治县昌化江河道淤积严重、排水不畅的问题,选取昌化镇浪炳村至新城村段河道作为研究对象,结合河道现状制定疏浚方案。该方案主要通过绞吸船实现铰刀式疏浚,并建立水上疏浚浮台,对疏浚鹅卵石产物进行破碎,转化为机制砂,有效实现资源回收利用。针对疏浚工程可能造成的环境问题,基于生物、工程、环保措施三个方向建立了河道疏浚环境保护体系,降低生态疏浚过程对周边环境的潜在影响,同时维护生态系统的平衡。该生态疏浚工程的实施有助于促进该河段水生态的良性发展,推动昌化江流域实现生态环境改善和可持续发展的目标。

基于灰色关联分析的长江下游疏浚超细砂形态特征研究

长江下游航道作业产生了大量的疏浚砂,将疏浚砂部分取代细集料制备混凝土是疏浚砂建材资源化利用的重要途经。选取9种形态特征参数表征颗粒形状特征、棱角性特征两方面,基于灰色关联分析法定义一种考虑多个形态特征参数的综合系数,对不同种类细集料颗粒群的整体形态特征进行综合评价。同时,采用周长-面积法计算9种细集料颗粒群的分形维数,观察可知基于体积权重法的整体综合系数与该分形维数具有较好的相关性。经过人为主观评价对比、正态分布验证、9种细集料结果对比发现,该评价方法具有较好的准确性。整体而言,样本中的整体综合系数从高到低依次为机制砂、疏浚砂、河砂、标准砂。这表明,将疏浚砂部分取代河砂、标准砂充当细集料制备混凝土可以增大细集料的整体综合系数;在颗粒水泥浆膜厚度相同的情况下将有助于增强水泥浆与颗粒黏结力,提高混凝土的密实度。

疏浚淤泥(砂)预处理方式及资源化应用现状

本文总结分析了国内外疏浚淤泥(砂)资源化处理处置面临的现状,及梳理了当前疏浚淤泥(砂)的再利用方式可分为排水处理法、化学方法和热处理方法以及真空电渗及动力挤密联合处理法四大类,及疏浚淤泥(砂)在陶粒、水泥熟料和填土加固工程等建筑领域资源化利用的技术现状和存在问题,有利于指导疏浚淤泥(砂)高效、科学的资源化应用和发展。

基于长江下游超细疏浚砂的碱激发矿渣混凝土力学性能

分析了长江下游航道超细疏浚砂的理化性质,并以超细疏浚砂为原料,设计了5种不同疏浚砂掺量的碱激发矿渣混凝土(AASC)配合比,研究了其流动性、抗压强度、劈拉强度和吸水率的变化。通过SEM、XRD和压汞(MIP)技术,分析了AASC的物相组成和微观结构。研究表明:长江下游航道的超细疏浚砂颗粒细度模数在0.1~0.5之间。随着超细疏浚砂掺量的提升,试件的抗压强度和劈拉强度呈先上升后降低的趋势,而其流动性持续下降。在疏浚砂掺量(疏浚砂与细骨料的质量比)为50%时,AASC具有较好的力学性能和工作性能。试件的吸水率、密度测试以及SEM和MIP观察表明,适当掺入疏浚砂能够增加混凝土密实度,改善混凝土界面过渡区的结构,但过量疏浚砂导致混凝土流动性降低,且混凝土内的多害孔隙增加。

长江下游疏浚特细砂碱矿渣混凝土动态力学特性试验研究

使用长江下游疏浚砂替代混凝土中的细骨料制备长江下游疏浚特细砂碱矿渣混凝土,通过直径为φ75 mm的分离式霍普金森杆开展动态冲击压缩性能试验,研究了5种不同疏浚砂掺量的混凝土动态力学性能,结果表明:长江下游疏浚砂碱矿渣混凝土属于应变率敏感型材料,随着应变率增加,峰值应力增大;动态强度相比静态强度有明显提高,50 s^(-1)为材料的应变率敏感值,且CEB规范中的DIF模型与材料拟合良好,可以使用其对材料动态峰值应力进行分析预测;同一应变率下,动态压缩强度随着疏浚砂掺量增加先上升后降低,仅从5组试验数据来看50%是最佳掺量。

疏浚淤砂蒸压灰砂砖的研制

在试验室模拟蒸压灰砂砖的生产工艺,并自行设计试验室条件下蒸压灰砂砖压制成型试验方法,开展了陈化方式、蒸压灰砂砖混合料配合比、成型工艺、蒸压工艺等对疏浚淤砂蒸压灰砂砖性能影响的研究。结果表明,试验室设计的蒸压灰砂砖压制成型试验方法方便、可行;疏浚淤砂可以100%替代天然河砂制备蒸压灰砂砖。