Development of Low-carbon and Sustainable Magnesium-bearing Cementitious Materials-based Solidification Approaches for Management of Problematic Soils

The production of traditional cementitious binders such as calcium-based Portland cement poses a serious challenge to the environment and society.Therefore,low-carbon,green and sustainable magnesium-based cementitious materials are developed to replace fully or partly Portland cement and reduce the consumption of natural resources and CO_(2)emissions.Three interesting techniques,including reactive MgO-activated industrial solid wastes,MgO-based cement and carbonation of magnesium-bearing materials,are elucidated to point to the necessity for developing novel magnesium-based cementitious materials.In the coming future,the carbonation of magnesium-rich industrial solid wastes or its combination with reactive MgO for application in various construction sectors such as soft ground improvement and concrete fabrication would be a promising approach to generate high-value products based on industrial solid wastes.

就地固化技术在牛田洋快速通道项目中的应用

针对汕头市牛田洋快速通道沿线软土深厚、周边环境敏感的特点,提出采用就地固化技术先对软土进行浅层处理,再结合排水固结法或复合地基法进行深层处理的联合处治方法,并给出固化土层质量检测标准。在大规模施工前选取局部路段对水泥掺量分别为3%、4%、5%的固化剂进行配合比试验,试验结果表明3种固化剂配合比均能满足设计强度和承载力要求,从统计结果看水泥掺量4%的固化剂表现最优。利用大规模施工过程中的质量检测数据作为样本进行相关性分析,得到固化土强度与龄期之间的关系,为同类项目就地固化设计时强度取值提供参考。

废弃渣土固化改良技术与应用

为实现工程废弃渣土资源化利用,选取了不同掺量下的水泥、石灰作为固化剂分别对废弃渣土进行固化改良。通过无侧限抗压强度、含水率、pH值、击实和承载比CBR等试验,探究废弃渣土的改良效果和路用性能,论证废弃渣土改良后用作路基填料的可行性。结果表明:掺入水泥、石灰两种固化剂后,渣土的强度特性大幅提升,土质表现为碱性,相比之下水泥的固化改良效果更加。养护龄期的增长会增大改良渣土的强度、降低含水率。当龄期一定时,改良渣土的最大干密度随固化剂掺量增大而减小,而最优含水率增加。固化剂掺量增加可提高渣土CBR值,使其抗变形能力增强,且改良后的渣土满足路基填料要求。

淤泥在软土路基施工中的应用

淤泥质土由于力学性能差,需经固化处理后才能应用到软土路基施工中。文章采用粉煤灰与生石灰作为固化剂,设计了5组固化土基层材料配比,通过室内试验,研究龄期、含水率、固化剂、干密度、孔隙比与无限侧抗压强度(UCS)、加州承载比(CBR)及压实度之间的关系,建立了考虑龄期、含水率的固化土无侧限抗压强度预测模型;设计对照试验,探究二灰土与固化土抵抗干湿循环的能力。结果表明:当固化剂生石灰和粉煤灰掺量均为7.5%时,淤泥固化土路基填料可以获得较高的UCS与CBR;随着龄期的增长,淤泥固化土路基填料土的孔隙比、含水率逐渐降低,无侧限抗压强度升高;淤泥固化土路基填料的UCS预测模型精准度高,预测模型R2=0.917 4;固化土相较于二灰土有着更强的抗干湿循环能力,且采用此淤泥固化剂固化淤泥铺筑试验路段,其强度与压实度完全符合规范要求,适于用作路基填料。

固化剂对土壤中重金属的稳定作用及其在河岸固化护坡中的应用研究

为评估一种自主开发的固化剂(GSS-02)对土壤中重金属的稳定作用,探讨该固化剂用于河岸固化护坡工程的可行性,在实验室内分别采用普通硅酸盐水泥(OPC)和GSS-02对土壤实施固化处理,用USEPA的TCLP方法测定浸出毒性,评估添加剂对土壤Cu、Zn、Cr和Ni的稳定效果,测定固化体的无侧限抗压强度,初步评估土壤固化体的物理性能。结果表明,加入OPC或GSS-02在一定程度上提高了土壤浸出液的pH值,固化剂添加量与浸出液pH值存在显著的正相关关系;OPC和GSS-02对Cu、Zn和Ni有较好的稳定作用,能使浸出液中重金属浓度降低为对照样品的1/3～1/7,但能够活化Cr;加入OPC或GSS-02能提高固化体的无侧限抗压强度,与OPC相比,低剂量时GSS-02能显著提高无侧限抗压强度,而高剂量时则相反,这有利于土壤生物工程的实施。上海市南汇区某河岸固化工程应用表明,GSS-02能满足土壤重金属稳定和土壤生物生长恢复的需要,与OPC相比是一种良好的生态型固化剂。

土质固化粘结剂配方的正交实验设计

公路路基多年来一直沿用的方式是二灰碎石和水泥稳定砂粒，本文报道了一种直接征用原土，用高分子粘结剂将土质固化后直接作为公路路基使用的方法，采用正交设计对粘合剂的主料及部分配合剂对性能的影响进行了系统的研究，从中求得了最佳配方，并通过实验对其进行了验证。

固化/稳定化重金属污染土力学及浸出特性试验研究

为解决传统固化剂在固化/稳定化法处理重金属复合污染土和重度污染土方面存在的不足,研发了一种新型固化剂。以人工制备的Pb、Cd、Cu复合重金属污染土壤为研究对象,开展了室内无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验。在此基础上分析了固化体力学特性、浸出特性等随养护龄期、污染土粒径、重金属污染水平的变化规律。以某金矿区三处重金属污染土壤为治理对象,开展了相关测试,验证了新型固化剂对于重金属污染土的固化效果。研究表明:新型固化剂对于复合重金属污染土和重度污染土的效果较好;固化体无侧限抗压强度随养护龄期的增加而增大,随重金属污染水平、污染土粒径的增加而降低,固化体强度达17.35~33.45 MPa,均能满足固废填埋标准及建筑材料强度要求;重金属浸出浓度随养护龄期的增加而降低,随着污染土粒径和污染水平的增加而增加,浸出浓度均远低于(<0.1%)浸出安全标准限值,固化率>99.99%。所研发的高效重金属污染土固化剂,可用于重金属污染场地的固化修复及资源化利用。

富水地层盾构渣土用作路基填料的试验研究

目前,我国对盾构渣土一般采用堆弃处理,浪费大量土地资源且具有安全隐患,将盾构渣土资源化是大势所趋。研究了固化后盾构渣土的基本特性,发现其颗粒组成、界限含水率、烧失量、CBR值、压实度、易溶盐含量、有机质含量、膨胀性均满足要求,不足之处在于液限接近规范值。鉴于此,采用掺砂法对用于路基填料的盾构渣土进行改良,降低了固化渣土的界限含水率。结果表明:界限含水率随掺砂率的增大而降低。通过路基试验段来检测路床的压实度和回弹模量,结果均满足规范要求。可见,盾构渣土经固化及改良后能够用作路基填料。

路基“弹簧土”的工程处理

通过对"弹簧土"的概念及特征的描述和应用实例,介绍了路基"弹簧土"的工程处理,总结了路基"弹簧土"的常见问题,并对相关的预防措施进行了阐述,以指导实践。