水泥/粉煤灰/MgO固化对淤泥中重金属的固化效果及机理

为了获得一种高效、资源稳定的城市淤泥固化配比技术,研究了淤泥∶水泥∶粉煤灰∶氧化镁∶重金属捕捉剂质量比分别为100∶3∶3. 5∶3. 5∶0. 1(SC3F3. 5M3. 5H0. 1)、100∶5∶2. 5∶2. 5∶0. 1(SC5F2. 5M2. 5H0. 1)和100∶7∶1. 5∶1. 5∶0. 1(SC7F1. 5M1. 5H0. 1)的固化配比对淤泥中重金属形态和浸出浓度的影响。结果表明:随着水泥含量的增加,重金属固化效果增强;淤泥固化处理后,重金属由非稳定态向稳定态转化,其中碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态是主要的被固化成分。当采用SC5F2. 5M2. 5H0. 1配方固化处理后,各重金属的浸出浓度均达到GB5085. 3-2007标准限值,且固化成本低和废物再利用率最高。重金属被固化是由水泥、氧化镁、粉煤灰和捕捉剂等协同作用的结果,其机理包括共沉淀、吸附、螯合、包裹等作用。     

高钙粉煤灰地聚合物固化/稳定重金属的试验研究

利用高钙粉煤灰研制地聚合物来固化/稳定重金属,采用静态和动态浸出试验研究了高钙粉煤灰地聚合物对重金属的固化/稳定效果,并进一步探索了重金属的迁移机制和长期安全性。研究表明：高钙粉煤灰地聚合物分别固化/稳定0.025%的铅,0.025%的铬和0.01%的汞后,经静态浸出试验,重金属浸出浓度远低于规定的上限值,且固化率均在98％以上。经动态浸出试验,重金属的实时浸出浓度低于规定的上限值,累积浸出浓度在72 h后趋于稳定;固化体中重金属的径向分布相似;重金属的有效扩散系数和浸出率非常低,长期安全性优良。     

石灰粉煤灰水泥稳定碎石快速固化技术

采用标准养护和高温养生条件下石灰粉煤灰水泥稳定碎石的抗压强度,对比分析了养生条件对其强度形成的影响,并运用回归模型建立其抗压强度和养生龄期之间的关系曲线,得到高温养生和标准养护的强度关系式。结果表明:通过高温养生的方式,石灰粉煤灰水泥稳定碎石的养生时间可大大缩短,有利于道路快速施工和节约工程造价。     

水泥、石灰与粉煤灰对河道淤泥的固化效果研究

衡阳雁西湖疏浚淤泥的含水率较高,为了使其满足填埋的要求,研究了水泥、石灰和粉煤灰的单一或组合固化效果。结果表明,随着固化时间的延长,固化淤泥的含水率降低、无侧限抗压强度(UCS)升高;当采用单一材料时,水泥对淤泥的固化效果显著,而石灰与粉煤灰的固化效果不明显;当水泥为5%、石灰、粉煤灰的掺入量均为2. 5%时,经过7d的养护后,固化淤泥的含水率(52. 7%)及无侧限抗压强度(327. 8kPa)能达到《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)的污泥混合填埋要求; SEM结果表明,固化淤泥颗粒较原淤泥具有孔隙率小、结构密实、含有大量针状结晶的特点。     

水泥固化稳定重金属污染土的工程性质试验研究

随着社会的快速发展,因工业生产以及人类活动引起的地基土重金属污染现象越来越严重。地基土受到重金属污染后,其工程性质会发生改变。固化稳定法是处理重金属污染土地基的常用方法之一。以人工制备的铅或锌重金属污染土为研究对象,通过系统的室内试验,着重研究水泥固化稳定重金属污染土的工程性质。试验结果表明,土体受到污染后,其强度降低;掺入水泥固化稳定的重金属污染土的强度随水泥掺入量以及养护龄期的增加显著增大。通过试验还发现,较低浓度重金属离子的存在可以促进水泥固化土抗剪强度的提高。     

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.     

水泥粉煤灰稳定碎石中粉煤灰对水泥作用的缓冲效应研究

通过研究水泥剂量对于不同级配集料以及不同粉煤灰掺量的材料其7 d无侧限抗压强度的影响,探讨粉煤灰对水泥"缓冲效应"的作用规律;并在分析水泥稳定粒料强度形成机理的基础上,通过计算粒料单位面积裹附水泥颗粒的增量,进一步揭示了该种"缓冲效应"的作用机理,为水泥粉煤灰稳定粒料的强度标准制定以及配合比设计方法研究提供了理论依据.     

地聚合物水泥固化重金属的研究

以粉煤灰为主要原材料,合成了一系列含有重金属的地聚合物,并根据固体废弃物的毒性溶出程序,检验了Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Cr(Ⅲ)和Ni(Ⅱ)在地聚合物中的固化效果.试验结果表明,地聚合物对上述重金属有很好的固化效果.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外(FTIR)、扫描电镜(SEM)等对其结构进行分析后发现,地聚合物固化重金属的机理为物理固封和化学键连的共同作用.     

初期养护对水泥-粉煤灰体系粉煤灰水化度的影响

为了深入研究初期养护条件对混凝土中粉煤灰矿物掺合料火山灰活性的影响,通过"选择性溶解法"研究了不同养护温度、养护龄期条件下水泥-粉煤灰体系中粉煤灰的水化度经时变化过程,并结合混凝土早期强度、微观测试结果对粉煤灰火山灰活性发展及影响进行了研究.结果表明:养护温度和龄期是提高粉煤灰颗粒水化程度的重要参数,养护温度越高达到相同水化度所需时间越短,反之亦然;养护温度的提高能有效改善粉煤灰的掺人对混凝土早期强度发展的不利影响,浆体微结构也变得更为致密.     

粉煤灰对水泥稳定碎石强度影响研究

研究了粉煤灰变化对水泥稳定碎石无侧限抗压强度和最佳含水量的变化规律。结果表明,在级配和水泥剂量一定的条件下,粉煤灰掺量超过9%时,无侧限抗压强度几乎不能满足规范要求;随着龄期的增加,抗压强度也随之增加,早期增加速率快,后期增加速率慢。     

高钙粉煤灰地聚合物固化/稳定重金属离子研究

利用高钙粉煤灰研制地聚合物来固化/稳定重金属离子,研究了高钙粉煤灰地聚合物对重金属离子的固化/稳定效果,并进一步初探了高钙粉煤灰地聚合物对重金属离子的固化/稳定作用机制.研究表明:高钙粉煤灰地聚合物分别固化/稳定质量分数为0.025%的Pb(Ⅱ),0.025%的Cr(Ⅵ)和0.010%的Hg(Ⅱ)后,重金属离子的浸出浓度远低于规定的上限值,固化率均在98%(质量分数)以上;高钙粉煤灰地聚合物固化/稳定重金属离子后,有无定形的地聚合物凝胶及类沸石矿物CaAl2Si2O8.4H2O生成,重金属阳离子部分置换了Na+或Ca2+,被键合在地聚合物的网状结构中,引起了分子基团的显著变化;在无定形凝胶之间分别出现了细丝状、膨化状以及粒状产物.     

烧结赤泥对磷酸镁水泥力学性能的影响及重金属固化效果研究

掺加烧结赤泥制备钙系磷酸镁水泥材料,通过力学性能测试、XRD和SEM分析研究了烧结赤泥掺量和反应条件对磷酸镁水泥微观形貌和力学性能的影响,并对重金属固化作用进行了初步探讨。结果表明:当烧结赤泥掺量为7%时,磷酸镁水泥的抗压强度达最大值43.27 MPa、凝结时间13.4 min、流动度127 mm。此外,磷酸镁水泥能显著降低烧结赤泥中的重金属元素Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)的浸出浓度,浸出浓度远低于相应的鉴定标准,对其中所含的毒重金属元素均具有很好的固化效果。     

掺污泥残渣磷酸镁水泥的力学性能及对重金属固化效果研究

为了高效利用污泥废物,以污泥残渣为原料制备磷酸镁水泥,研究不同污泥残渣掺量对磷酸镁水泥力学性能和固化重金属效果的影响。结果表明:当污泥残渣掺量为5%时,磷酸镁水泥的力学性能最优,抗压强度为42.08 MPa;但继续掺入污泥残渣会影响磷酸镁水泥的水化过程,使其力学性能降低。掺入污泥的磷酸镁水泥经固化,其中的重金属浸出量大幅降低,远低于GB 5085.3—2007规定限值。     

灰坝固化粉煤灰坝体渗流稳定研究

结合某电厂灰坝项目,从筑坝材料和有限元计算两个方面进行研究,并对固化粉煤灰进行配合比优化设计.通过数值仿真软件,研究降雨条件下灰坝的渗流稳定性.得出以下主要结论:现状灰坝安全系数比采用固化粉煤灰筑坝的灰坝低,可能存在溃坝等安全隐患;灰坝的薄弱点在于渗透系数较大的部位,降雨条件下随着雨水入渗,这些部位位移量较大;采用固化粉煤灰的灰坝,由于抗压、抗剪和抗渗性能得到很大提升,雨水入渗较少,坝体内部渗流相对稳定,整体位移量远小于现状灰坝的位移量.     

水泥粉煤灰稳定砂砾基层的粉煤灰掺量研究

通过大量试验,研究了不同粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定砂砾基层材料7d,180d抗压强度和180d劈裂强度的影响,得出了水泥剂量为4％时,能够有效提高水泥粉煤灰稳定砂砾的粉煤灰掺量的结论。     

水泥固化污泥中重金属的浸出试验研究

通过对不同掺量比例的电镀污泥和生活污泥砂浆试样的重金属浸出试验,研究了水泥固化作用对污泥中重金属浸出的影响。研究结果表明,重金属浸出浓度随着污泥掺量比例的提高而增大;不考虑物理稀释作用,同种类污泥的砂浆试样的重金属浸出浓度比较接近;随着养护龄期的延长,重金属浸出浓度呈降低趋势。     

不同水灰比粉煤灰-水泥混合体系水化特性研究

从抗压强度、结合水含量、粉煤灰反应程度、水化样孔溶液碱度等方面研究了0．3水灰比和0．5水灰比系列的粉煤灰-水泥混合体系水化特性。研究结果表明,水灰比为0．3时,粉煤灰掺量不宜超过30％,早期0．5水灰比强度不及0．3水灰比。0．3和0．5水灰比系列中,粉煤灰在28天前几乎不会与CH发生火山灰反应。     

水泥固化重金属铅污染土的强度特性研究

污染场地中开挖出来的污染土利用水泥固化处理（S/S法）后,其污染物质的淋滤特性和土体的强度得到改善,可用于场地的回填和堤坝的填筑等。针对该项技术,对水泥固化稳定后的重金属铅污染土的强度特性进行了研究。试验所用的铅污染土通过将硝酸铅溶液加入干土中人工制备而成,并考虑了不同铅离子含量和水泥掺量对水泥固化污染土强度特性的影响。试验结果表明：水泥固化污染土的无侧限抗压强度随着水泥掺量以及龄期的增长而提高;与常规水泥土（不含重金属污染物）强度相比,污染土中铅离子含量较低时,强度略有提高,铅离子含量较高时,强度显著降低;不同铅含量水泥土试样的应力应变关系均表现为强度越高,破坏应变越小;试样28 d龄期的变形模量与强度呈较好的线性对应关系。     

不同固化方式对城市淤泥中重金属固化效果的对比研究

为了获得一种高效、稳定的城市淤泥固化技术,研究了淤泥∶水泥∶粉煤灰∶重金属捕捉剂质量比分别为100∶7.5∶0∶0(SC7.5L0H0)、100∶7.5∶0∶0.1(SC7.5L0H0.1)、100∶5∶2.5∶0(SC5L2.5H0)和100∶5∶2.5∶0.1 (SC5L2.5H0.1)的淤泥固化配方对淤泥中重金属形态和浸出质量浓度的影响。试验结果表明:固化处理后淤泥中的重金属由生物易利用态和生物中等可利用态向生物惰性态转化,降低了其环境风险;4种固化方式固化效果排序为SC7.5L0H0.1SC5L2.5H0.1SC7.5L0H0SC5L2.5H0;经4种固化方式处理后,淤泥中7种重金属的浸出质量浓度均达到了GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的限值要求;综合考虑成本、固化效果和重金属浸出质量浓度,试验淤泥宜采用SC5L2.5H0.1进行固化处理。重金属被固化主要是由水泥、粉煤灰和重金属捕捉剂共同作用的结果,其机理包括共沉淀、吸附、螯合、包裹等作用。     

碱激发水泥固化稳定重金属污染土的强度和浸出特性试验研究

以固化重金属工业污染土为研究对象,采用两种碱激发水泥固化剂(A、B)对重金属污染土进行固化稳定处理。选用pH值、无侧限抗压强度试验、浸出和形态提取试验分别研究固化剂掺量和养护龄期对固化土强度、浸出及赋存形态的影响规律。强度和浸出试验结果表明:由火碱、偏高龄土或由消石灰、泡花碱组成的两种碱激发剂与普通硅酸盐水泥构成的固化剂(A、B)均可以改善污染土的强度特性,降低重金属Cd、Pb、As、Zn的溶出,随着固化剂掺量和养护龄期的增加,固化土A和B的强度、浸出及赋存形态均明显改善。但相同掺量和养护龄期条件下,固化土A的强度、溶出均好于固化土B。赋存形态试验结果表明:固化土A中Cd、Pb、As、Zn形态稳定性明显优于固化土B中的同类重金属,固化剂A可将污染土中的Cd、Pb、As、Zn从弱酸态向可氧化态和残渣态转化,而固化剂B可将污染土中的Cd、Pb、As、Zn从弱酸态向可还原态转化。固稳机制不同是固化土A、B的强度、浸出及赋存形态差异的根本原因。