赤泥基路用材料中主要金属的浸出行为及其路用固化效果

赤泥高碱高氟和多金属含量等污染特性会影响其资源化利用。针对赤泥路用存在潜在环境风险的主要金属,重点研究赤泥基路用材料制备过程对主要金属污染物的浸出环境行为与固化效果的影响。结果表明,不同赤泥基路用材料金属总量大小与浸出含量水平受铝土矿产地、氧化铝生产工艺以及制备过程添加的材料等的影响,赤泥基路用材料的制备过程对Al、As、V、Se、Mo有显著固化效果,使其浸出含量分别降低了10.97%~75.77%、97.84%~99.90%、98.16%~100.00%、90.62%~99.34%、61.60%~87.66%,但对Na、Fe、K、Ba、Cr的固化效果不明显反而会使其浸出含量增加,应注重材料制备过程的质量控制。在实际道路应用过程中长期风险评估应重点关注但不限于赤泥基路用材料中Na、总Cr、Cr^(6+)、V、Se、Mo的迁移转化等环境行为。

赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能及评价方法

路面半刚性基层具有强度高、稳定性好等优点,但在强度形成及后期服役过程中由于内部相对湿度和温度变化会产生收缩应力,当收缩应力超过胶凝材料自身胶结力时,基层会发生干燥收缩裂缝和温度收缩裂缝.作为一种新型路面基层材料,赤泥基胶凝材料可100%代替水泥用于道路基层建设,然而赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能的经时演化规律尚不明确.因此,本文以赤泥基胶凝材料稳定碎石干燥收缩、温度收缩性能为研究对象,探究赤泥基胶凝材料掺量、养生龄期等因素对收缩性能的影响规律并运用灰色关联度确定了干缩抗裂性能指标、温缩抗裂性能指标与最大干缩应变、温缩应变的相关性.试验结果表明赤泥基胶凝材料稳定碎石的干缩应变、温缩应变随胶凝材料掺量的增加先降低后升高且干缩应变、温缩应变增长速率随养生龄期的延长逐渐减小,基于灰色关联度分析法确定了干缩抗裂性指数和温缩系数为赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能的最优评级指标,确定了赤泥胶凝材料掺量为7%时,赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能最优.

养护温度对赤泥基路用胶凝材料性能及微观结构的影响

赤泥基路用胶凝材料可代替水泥应用于道路半刚性基层建设。山东省属暖温带季风性气候,全年气温波动大。在半刚性基层施工期间,不同月份导致赤泥基路用胶凝材料养护温度不同。基于2006—2023年山东(济南)温度变化特征确定养护温度为1℃、4℃、10℃、16℃、20℃、25℃、28℃,通过万能试验机和^(1)H低场核磁共振分析仪研究养护温度对赤泥基路用胶凝材料抗压强度及微观结构的影响规律,并利用X射线衍射、热重测试分析、ICP-OES揭示养护温度对赤泥基路用胶凝材料性能演化的作用机理。结果表明,养护温度升高会促进赤泥基路用胶凝材料抗压强度发展,养护温度为28℃时7 d抗压强度达到21.15 MPa,相较于养护温度为1℃时提升67.41%,且当养护温度不低于20℃时,在整个养护阶段强度发展率大于1 MPa/d。养护温度的提升会优化结石体孔结构分布,养护7 d后,随温度升高结石体的凝胶孔、过渡孔占比从37.82%提升到80%以上,毛细孔占比从62.18%下降到15%左右。赤泥基路用胶凝材料水化产物主要为(C,N)-A-S-H凝胶,其对强度发展起重要作用,养护温度的提升会促进赤泥Si/Al元素溶出,从而提高(C,N)-A-S-H凝胶的生成量。月均温度低于10℃时不宜进行道路施工,月均温度在10~20℃时可延长赤泥基胶凝材料养护时间促进其强度发展。

基于道路碎石底基层赤泥基胶凝材料应用研究

将赤泥基胶凝材料应用于道路碎石底基层是一项新兴的研究领域,旨在改善道路基础层的稳定性和耐久性。本文通过赤泥基胶凝材料在公路工程中应用,对其进行了研究和分析,通过改善赤泥在碎石底基层中的抗剪强度和抗水稳定性,添加适量的胶凝材料,提高了路基强度和稳定性,结果显示,该材料的使用提高了碎石底基层的抗冻融性能和耐久性,在路基工程中具有良好的应用前景。

赤泥基沥青粉固化粉土的适用性分析及性能试验

针对粉土材料在道路工程中的应用问题,系统研究了赤泥基沥青粉柔性固化剂的固化机理、配置方法、储存稳定性以及固化粉土材料的物理力学性能和路用性能,设计了赤泥基沥青粉柔性固化剂材料配比试验、固化粉土材料性能室内试验和现场应用试验,确定了赤泥基沥青粉柔性固化剂及固化粉土材料的最优材料配比。针对齐河某农村公路工程,根据室内试验研究成果,进行了赤泥基沥青粉固化粉土基层现场试验。结果表明:沸石粉能够提高沥青的流动度与分散均匀性,随着柔性固化剂中赤泥掺量的增加,赤泥基沥青粉的细度和储存稳定性能逐渐提高,在赤泥掺量达到22份时赤泥基沥青粉柔性固化剂的各项性能达到最优,可以在密封条件下常温储存3个月;固化粉土的强度随着柔性固化剂掺量的增加而增加,在固化剂掺量达到7%时达到最优,浸水后强度损失较小,高温循环加热后强度提高,冻融循环后抗压强度损失较小,表明赤泥基沥青粉固化粉土材料具有良好的高低温稳定性、抗裂性能和抗水损害性能;赤泥基沥青粉固化粉土基层现场试验的压实度、7 d无侧限抗压强度、CBR值和弯沉值检测结果达到二级及二级以下公路中、轻交通基层设计要求,应用效果良好,可在低等级、轻交通道路基层中推广应用。

玄武岩纤维增强赤泥基混凝土力学性能研究

为了提升赤泥综合利用率,改善赤泥基混凝土(RMC)力学性能,以20%赤泥粉体替代水泥,研究了不同玄武岩纤维(BF)掺量(0.1%、0.2%和0.3%)和长度(12 mm、18 mm和24 mm)对RMC流动性、立方体抗压强度和抗折强度的影响规律,并通过多元回归分析建立了强度预测模型。结果表明,掺入BF降低了RMC流动性;适量BF对RMC抗压强度具有一定提升作用,其最优掺量范围为0.1%~0.2%;BF长度对RMC抗压性能表现出不同的影响规律,B4试样28 d抗压强度达到最大值46.6 MPa。随着BF掺量的增加,RMC抗折强度明显升高,但提升效果随长度的增加而减弱,B3试样28 d抗折强度达到最大值5.5 MPa,较RMC提升31.0%;同时,随着BF掺量增大,BFRMC折压比呈上升趋势,韧性改善效果越明显。强度预测模型结果表明28 d抗压和抗折强度预测值与试验值最大误差分别为3.29%和2.86%,与试验结果吻合较好,抗压强度模型预测的最优组合为纤维长度16 mm和掺量0.12%,最高抗压强度为46.0 MPa。

赤泥基胶凝材料路用性能及发展方向研究

赤泥基胶凝材料是一种新型的环保建筑材料,具有较高的强度和稳定性,能够承受较大的荷载和交通压力,具备良好的耐久性和抗裂性能。本文通过对赤泥基胶凝材料的路用性能进行研究和分析,通过在项目中进行实践表明,将赤泥与适量的水泥和其他添加剂混合后,形成的胶凝材料可以用于修补和加固老化或破损的路面,不仅成本低,而且可以快速施工,减少了交通中断的时间。

赤泥基固化剂固化黄土路用性能初步研究

研究高强度、温度收缩和干缩小、耐久性好的路基路面材料一直是公路工程领域中的重要议题。固废基固化剂作为一种新型土体固化剂,在公路工程建设中减少砂石料的使用、保护环境、降低造价等方面具有重要的研究价值。通过研究赤泥基固化剂固化土的无侧限抗压强度、耐久性,对比分析不同类型固化剂固化土的路用性能指标,结合赤泥基固化剂固化土试验路效果,探究了赤泥基固化剂固化土用于公路工程的技术可行性。

赤泥基胶凝材料钙硅比对Na^＋固化性能的影响

运用NMR、IR等分析手段,采用结构分析的方法研究了赤泥基胶凝材料的水化过程,揭示了胶凝材料钙硅比对水化产物Na+固化性能的影响规律。结果表明,随着钙硅比的降低,在Al对Si的取代作用下,[Si(Al)O4]结构单元聚合度增大,桥[SiO4]、[AlO4]四面体增多,Si以Q1、Q2结构形式存在的C-S-H凝胶转变为具有SiQ2、SiQ3和SiQ4结构单元的(Na,Al)-C-S-H凝胶,利于Na+以化学吸附和化学固溶形式的固化。

赤泥基水滑石复配MPP对EVA阻燃性能的影响

以氧化铝工业生产过程中产生的废渣赤泥为原料,采用共沉淀法构筑Mg-Al-Fe三元水滑石(LDHs)。以LDHs为阻燃剂,将三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)作为协效剂,采用熔融共混的方法与乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)制得EVA/LDHs/MPP复合材料,研究了EVA/LDHs/MPP复合材料的燃烧特性和抑烟特性,并初步探讨了相应的阻燃及抑烟作用机理。结果表明:ELM3(EVA的质量分数为50%,LDHs的质量分数为45%,MPP的质量分数为5%)的极限氧指数最高,为27.9%;ELM4(EVA的质量分数为50%,LDHs的质量分数为43%,MPP的质量分数为7%)的热释放速率峰值、总热释放(THR)均最低,分别为232.8 kW/m^2,108.9 MJ/m^2,与EVA/LDHs相比,THR、烟密度均显著降低,表明MPP对LDHs表现出较好的协同阻燃及抑烟性能。

矿物掺和料对铝业赤泥基胶凝材料力学性能影响的研究

在研究利用赤泥制备胶凝材料的基础上,向其中掺加煤矸石、粉煤灰、矿渣等矿物掺加料,利用XRD、SEM等现代测试技术,对混合胶凝材料体系的水化过程、水化产物及显微形态进行了分析和研究,揭示了煤矸石等掺加料对赤泥基胶凝材料体系力学性能的影响及其机理。

MnO_2改性赤泥基多孔陶瓷滤料去除重金属离子的研究

电镀废水中重金属对水体的污染日益严重,如何安全处置重金属已成重要的研究课题。本文采用溶胶-凝胶法,在赤泥基多孔陶瓷滤球上涂覆MnO2膜,用于去除电镀废水中的Pb2+、Cd2+。研究了滤料改性膜热处理制度对膜与赤泥基多孔陶瓷滤球的结合性及对重金属离子去除率的影响,探讨了pH值、吸附时间、赤泥基环境修复材料的用量对去除率的影响。结果表明,改性陶瓷滤料最佳热处理温度为650℃时,对铅离子、镉离子去除能力最强。当MnO2改性滤料的添加量为2g、Pb2+的浓度为2mg/L、pH值为7、吸附时间为120min时,对Pb2+去除率可达96.75%;当MnO2改性滤料的添加量为2g、Cd2+的浓度为2mg/L、pH值为7、吸附时间为120min时,对Cd2+去除率可达96.73%。采用SEM、TG-DTA等现代测试技术对样品的结构及性能进行了表征,探讨了赤泥基多孔陶瓷滤球上涂覆MnO2膜的赤泥基环境修复材料的成膜机理和去除重金属铅离子、镉离子的作用机理。

赤泥基应用于路基半刚性基层材料性能实验研究

提出了赤泥基路基半刚性基层材料的技术要求,探讨了制备赤泥基半刚性基层材料的基本原理,并通过实验,研究了赤泥基半刚性基层材料的路用性能,得出了一些有意义的结论。

赤泥基混凝土性能及影响因素试验研究

以赤泥部分替代水泥制备混凝土,研究赤泥细度及掺量、半水脱硫石膏掺量、减水剂种类对赤泥基混凝土性能的影响。结果表明,减小赤泥细度可提升胶凝活性,有利于提高赤泥基混凝土抗压强度,赤泥最佳细度为0.6 mm,最佳掺量范围为10%~20%;半水脱硫石膏对赤泥的胶凝活性激发作用显著,明显提升赤泥基混凝土抗压强度,但石膏掺量不宜过大,以3%~4%为宜;三聚氰胺系减水剂可在保证赤泥基混凝土抗压强度的同时显著提升混凝土流动性能。

赤泥基胶凝材料改良粉砂土性能研究及应用

利用烧结法赤泥、矿渣粉、电石渣和钛石膏等制备赤泥基胶凝材料,对比研究了其与水泥对粉砂土的改良作用。结果表明,赤泥基胶凝材料早期水化活性低,凝结时间长,28 d抗压强度可达到32.8 MPa;掺量均为3%时,赤泥基胶凝材料改良土的7 d无侧限抗压强度是水泥土的1.32倍,CBR是水泥土的1.28倍以上。微观分析表明,赤泥基胶凝材料改良土中存在大量针棒状的水化硅酸钙和钙矾石。工程应用研究表明,采用4%赤泥基胶凝材料改良粉砂土进行路床填筑,现场压实度为97.2%,CBR为57.5%,7 d无侧限抗压强度为1.2 MPa,各项指标均满足设计要求。

有机物料对赤泥基质改良的效果研究

文章以添加质量分数为2%、5%的落叶和秸秆作为改良剂,研究有机物料对赤泥基质的pH值、电导率、有机质含量、团聚体的影响。结果表明:落叶、秸秆的添加可以降低赤泥的pH值,但会引起电导率的上升;添加落叶、秸秆后赤泥的有机质含量和团聚体稳定性均有所提高,说明有机物料可以积累有机碳并结合细颗粒形成稳定团聚体。有机物料对赤泥基质的改良效果与添加比例基本呈正相关,且秸秆的改良效果优于落叶,其中添加5%秸秆的改良效果最好。

利用赤泥基材料去除水体污染物的研究进展

赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废渣,目前主要通过堆存处理,不仅占用大量土地,而且对周边环境造成严重污染。因此,对赤泥进行无害化处理和资源化利用迫在眉睫。赤泥一般呈碱性,具有比表面积、吸附性能好等优点,近年来在环境污染控制方面应用广泛。概述了赤泥的主要类型、物理化学成分和赤泥基材料的主要制备方法等,重点评述了当前利用赤泥基材料去除水体污染物的研究进展,以期为拓宽赤泥无害化和资源化利用提供依据。

赤泥-钢渣基胶凝材料稳定土性能研究

为实现交通工程绿色、低碳建设,以路基稳定土用胶凝材料为研究对象,选用赤泥、钢渣等固体废弃物,基于地质聚合物合成技术,制备了可替代水泥的赤泥-钢渣基胶凝材料。通过响应面法开展了赤泥-钢渣基地聚物类胶凝材料的配合比设计,采用红外光谱仪、X射线衍射仪以及扫描电镜等方式揭示了赤泥-钢渣基地聚物类胶凝材料稳定土工作性能参数和强度形成机理。结果表明:赤泥-钢渣基地聚物类胶凝材料7 d抗压强度为10.17 MPa,28 d抗压强度可达24.9MPa。新型胶凝材料掺量6%时,稳定土7d无侧限抗压强度达1.37MPa,水稳定性系数为64.6%,且赤泥-钢渣基地聚物类胶凝材料CBR强度达到81.7%,远高于规范要求。微观分析表明,赤泥-钢渣基地聚物类胶凝材料结构致密,水化产物为C-S-H凝胶和C-S-A-H凝胶。扫描电镜分析表明,赤泥基地聚物类胶凝材料水化产物在土中相互交接,包裹土颗粒,稳定土随着水化产物的增加而变得坚固。研究成果能够促进交通工程绿色低碳建设,并提升赤泥等固废的资源化利用效率。

赤泥基绿色高性能注浆材料工程特性试验研究

为促进岩土工程绿色发展,提高固废资源化利用效率,基于协同互补理念,利用赤泥、高炉矿渣、钢渣、脱硫石膏4种工业固废制备新型绿色高性能赤泥基注浆材料。通过力学强度测试、X射线衍射分析、红外光谱分析等方式探究赤泥掺量和水灰比对新型赤泥基注浆材料流变性能、凝结时间、力学强度等主要工程性能的作用规律;基于浆体流变动力学揭示赤泥基浆液的水化动力学特征;确定赤泥基浆材结石体中重金属组分的浸出特性及固化方式;通过注浆加固模拟试验,揭示新型浆液对软土地层的注浆加固机制,明晰赤泥基注浆材料浆-土微观胶结特征。研究结果表明:赤泥基注浆材料性能可媲美硅酸盐水泥浆液,赤泥具有形态效应和水化特性,对浆体泵送性能具有提升作用,但其胶凝活性较低,随其掺量的增加,结石体力学强度呈下降的趋势。综合考虑各工作性能,赤泥掺量为40%~60%,水灰比为0.8~0.9时,赤泥基浆液工作性能最优;重金属分析结果表明赤泥基结石体中各类重金属浸出量均小于0.2 ppm,对地质环境具有绿色环保特性。注浆模拟试验表明,赤泥基注浆材料在软土地层中以挤密-劈裂扩散为主,并可有效提升软土地层的抗压强度,提升幅度可达47.6%,具有显著的性能优势与较好的工程适用性。研究成果可为地下工程建设提供绿色高性能低成本的注浆材料,同时还将为赤泥等固废的资源化利用提供思路。

去除As(Ⅴ)的赤泥基环境修复材料的研究

针对重金属污染这一课题,文中采用溶胶-凝胶法、浸渍镀膜法在赤泥基多孔陶瓷滤球上涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜,利用多孔陶瓷的吸附作用及稀土共掺杂TiO2膜的光催化剂强还原作用去除电镀废水中的As(Ⅴ)离子。研究了浸渍时间、涂覆次数、涂覆方式及膜热处理制度对膜与赤泥基多孔陶瓷滤球结合性及光催化性的影响,进行了涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜的赤泥基多孔陶瓷滤球对As(Ⅴ)离子去除试验。结果表明,浸渍10min、涂覆2次、550℃热处理的赤泥基环境修复滤球材料对As(Ⅴ)离子去除率可达95.96%。通过SEM、TG-DTA、UV-Vis吸收光谱等现代测试技术对样品的结构及性能进行了表征,探讨了赤泥基多孔陶瓷滤球上涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜的赤泥基环境修复材料的成膜机理和去除重金属As(Ⅴ)离子的作用机理。