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。     

水泥固化重金属污染土的淋滤特性试验研究

固化稳定法是目前处理重金属污染土场地的常用方法之一。经过处理后的污染土,不仅在强度上有所提高,而且重金属污染离子亦能被有效固化稳定下来。目前,这方面的研究成果主要集中在固化污染土的工程性质变化方面,而对固化土中的重金属离子的滤出特性研究较少。通过系统的室内试验,以经水泥固化后的铅和锌污染土为研究对象,着重研究固化污染土中重金属离子的淋滤特性。试验结果表明:水泥固化重金属污染土后,随着固化剂掺量和养护龄期的增加,重金属的滤出率显著降低,并最终趋于稳定。在污染物掺量较低时,水泥对Pb2+的固化效果好于对Zn2+的固化效果;随着污染物掺量的增加,滤出液中Pb2+浓度的增幅要大于Zn2+浓度增幅。在污染物掺量较高时,水泥对Zn2+的固化效果好于对Pb2+的固化效果。     

水泥固化重金属污染土的淋滤特性试验研究

固化稳定法是目前处理重金属污染土场地的常用方法之一。经过处理后的污染土,不仅在强度上有所提高,而且重金属污染离子亦能被有效固化稳定下来。目前,这方面的研究成果主要集中在固化污染土的工程性质变化方面,而对固化土中的重金属离子的滤出特性研究较少。通过系统的室内试验,以经水泥固化后的铅和锌污染土为研究对象,着重研究固化污染土中重金属离子的淋滤特性。试验结果表明:水泥固化重金属污染土后,随着固化剂掺量和养护龄期的增加,重金属的滤出率显著降低,并最终趋于稳定。在污染物掺量较低时,水泥对Pb2+的固化效果好于对Zn2+的固化效果;随着污染物掺量的增加,滤出液中Pb2+浓度的增幅要大于Zn2+浓度增幅。在污染物掺量较高时,水泥对Zn2+的固化效果好于对Pb2+的固化效果。     

重金属污染土强度特性试验研究

通过将重金属冶炼企业的尾矿库、废料堆填区采取重金属尾矿样品,与无污染净土进行混合,制作不同重金属污染物含量的土样,进行物化分析、直接剪切试验与无侧限抗压强度等试验,研究了重金属污染物的不同含量对土体强度特性的影响。试验结果表明,重金属污染物对土体强度特性有较大影响,随着污染物浓度的增加,其粘聚力增大,则内摩擦角呈降低趋势。在同一含水量的情况下,随着重金属污染土含量的增加,其强度总体上有减小的趋势。强度随着重金属污染土掺入比的增加,其降低量也逐渐增加,降低量约为35%~60%。重金属污染物通过土颗粒间双电层与水膜厚度与表面性质,打破颗粒间的电离平衡,从而改变土体的强度性质。     

碱激发水泥固化重金属和放射性金属分析

通过浸出毒性鉴别试验和长期浸出试验分析了碱激发水泥（AAC）对重金属和放射性金属的固化效果,并通过X射线衍射、红外光谱、扫描电镜-能谱等技术分析了重金属铜的加入对AAC产物微观结构的影响。AAC由水泥、硅灰、粉煤灰、磨细矿渣、偏高岭土和氢氧化钾制得。浸出毒性鉴别试验结果说明：所制备的AAC对重金属（铜、铅、镍、锌、镉）均具有较好的固化效果,固化效率在99.97％以上。加入的重金属铜进入到AAC产物中,影响到AAC产物中的O-Si-O键、Al-O-Si键和Si-O-Si键的周围环境,使其振动的频率发生变化,但没有引起AAC产物化学结构上的变化。长期浸出试验结果表明：AAC对放射性金属（锶、铯）的固化效果好于普通水泥,铯的浸出率显著高于同浸出龄期的锶的浸出率,说明铯比锶难以固定。研究表明：碱激发水泥对重金属和放射性金属有较好的固化效果,可以用来固化处理含有重金属和放射性金属的危险废物。     

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。     

水泥固化重金属污染土干湿循环特性试验研究

水泥固化/稳定法是修复污染土地基的常用方法,修复后的固化土在外界环境干湿循环作用下的稳定性如何是事关修复成败的关键所在。通过系统的室内试验,着重研究了水泥固化Pb²⁺、Zn²⁺污染土在干湿循环作用下的强度特性、淋滤特性以及微结构变化规律,揭示了水泥固化重金属污染土的微观作用机制。试验结果表明,固化土体的强度及淋滤特性随着水泥掺量的增加得到了显著改善。固化重金属污染土的无侧限抗压强度随干湿循环次数的增加先增大,达到峰值后,随干湿循环次数的继续增大而减小。污染物掺量较低时,重金属离子的滤出浓度在干湿循环作用初期略有降低,此后则有所增加,但变化幅度较小;高污染物掺量时,滤出液中的重金属离子浓度较高,且随着干湿循环次数的增加而不断增大。低污染物掺量下,水泥对Pb²⁺及Zn²⁺固化效果相差不大;高污染物掺量下,水泥对Zn²⁺的固化效果较好。经过干湿循环作用后的固化土的扫描电镜试验结果与与其宏观力学及淋滤特性指标变化规律一致,从微观角度揭示了固化土工程性质的变化机制。     

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。     

水泥固化法处理重金属污染土的强度特性研究

通过室内无侧限抗压强度试验,对水泥固化稳定后的重金属镍污染土的强度特性进行了研究,并对不同镍离子浓度、水泥掺入量和龄期对水泥固化土强度特性的影响进行了分析,对比分析了不同重金属离子对水泥固化土强度特性的影响,最终得到了水泥固化土强度预测公式。     

活化钢渣在固化稳定化工业重金属污染土中的应用

针对钢渣基可持续型固化剂在工业重金属污染土固化稳定化的应用效果进行了试验研究,以重金属固定效率为评价标准,得到了磷酸盐活化钢渣的工艺参数。结果表明,磷酸二氢钾活化可以明显改善钢渣对重金属铅锌镉的固定效果。磷酸二氢钾和钢渣质量比为2%~4%时,通过湿法拌合、20℃风干制得的活化钢渣对重金属铅锌镉的固定效果最佳。并进一步以非活化钢渣作为对比,分析了活化钢渣固化铅锌镉污染土的环境安全及强度特性。结果表明,活化钢渣添加可以显著降低重金属铅锌镉的浸出浓度,提高污染土的pH值。活化钢渣的添加可以提高污染土的无侧限抗压强度,并随着固化剂的掺量的增加而增长;与未活化钢渣相比,钢渣的活化过程会削弱固化土的强度增加,而且固化剂掺加量越大削弱程度越大。     

宁波滩涂淤泥固化土的力学特性及强度预测模型

为研究淤泥固化土的力学特性及强度预测模型,文中针对宁波滩涂淤泥固化土,开展无侧限抗压强度试验与三轴固结不排水试验。研究表明随着围压增大,固化土的偏应力均相应增大,在不同围压下,均表现为应变软化。强度模型q_u=a×(w/C_w)^b可以更好地描述固化土强度增长,综合参数e_0t/C_w也可用于强度模型,从而为高含水率淤泥固化处理工程提供指导。     

酸雨侵蚀作用下工业废渣固化铅污染土的工程特性研究

以室内制备的铅污染土为研究对象,选用工业废渣(MgO-GGBS)和普通硅酸盐水泥(OPC)为固化剂,评估酸雨侵蚀作用对MgO-GGBS(MGB)固化土和OPC固化土工程特性影响规律。探讨酸雨侵蚀作用下MGB固化土和OPC固化土的强度、渗透、浸出以及微观结构的变化规律。试验结果表明:酸雨侵蚀作用会降低MGB和OPC固化土的工程特性,但相同工况的酸雨侵蚀作用下,MGB固化土的工程特性明显优于OPC固化土,MGB固化土的抗压强度远高于OPC固化土,且MGB固化土的渗透系数和浸出浓度明显低于OPC固化土。扫描电镜结果表明:MGB固化土微观结构受酸雨侵蚀影响程度明显低于OPC固化土,侵蚀后的OPC固化土的水化产物被大量溶蚀,出现较多的侵蚀孔洞,固化土的整体结构被破坏。而MGB固化土被侵蚀的水化产物较少,固化土仍具有较强连接性和较好的完整性。     

水泥土处置盐渍地基的强度试验研究

为研究水泥稳定土处置盐渍土软弱地基问题,考虑水泥掺量、含盐量和含水率三因素,进行水泥稳定土28d无侧限抗压强度试验.正交试验分析表明,水泥稳定土中含盐量的多少显著影响其无侧限抗压强度的大小;水泥掺量、含水率的改变对试件的无侧限抗压强度有一定影响,试件强度随着水泥掺量的增加而增大,随着含水率的增大而减小,其变化幅度均不明显;水泥掺量与含水率的交互作用也显著影响着水泥稳定土的无侧限抗压强度.     

典型生活源污染土性质及演变机理分析

以NaCl、CH_3COOH、Na_2CO_3、Ca-CO_3和NH_4Cl为典型生活源污染质,通过室内试验、荧光光谱分析和扫描电镜观察等方法对污染土变形和强度特征的演化规律及污染质致污、演化机理进行研究。结果表明:生活源污染质对黏土体的作用可分为酸性或碱性污染质溶解土体中的矿物成分、离子交换或吸附作用和重金属物质或难溶盐类发生的沉淀胶结作用三种方式; Na_2CO_3为土体提供了一定的碱性环境,导致蒙脱石晶胞结构失稳; NaCl被土中黏粒吸附,增加了扩散层厚度,弱化了土体结构; NH_4Cl在土体中发生离子交换作用,使双电层结构变薄,强化了土体结构。生活源污染质降解主要可分为有机质降解产生CH_3COOH以及CH_3COOH进一步降解形成CO_3~(2-)两个阶段:第一阶段,CH_3COOH与土颗粒间的碱性胶结物反应弱化土体强度;第二阶段,CO_3~(2-)与土颗粒间游离的Ca~(2+)、Mg~(2+)等反应对土颗粒产生一定的胶结作用,增大土体强度。     

重金属污染对土压实性及抗剪强度影响的试验研究

通过在实际重金属冶炼企业的尾矿库、废料堆填区采取重金属尾矿样品,与代表性净土进行掺和,配制了不同压实度、不同龄期、不同掺和比的重金属污染土样;在各自的最优含水量下,进行击实和直接剪切等物理力学试验,研究重金属污染对土的压实特性与抗剪强度的影响规律。试验表明:1)重金属污染对土体击实特性的影响,金属Mn的影响不大,Pb、Zn、Cd、Cr影响较大,后者表现为随掺和比增大,最优含水量减小,土的最大干密度增大;2)随着重金属污染土体压实度的增大,土的黏聚力C逐渐增大的,内摩擦角φ值逐渐降低,污染土的强度指标明显低于重塑净土的抗剪强度指标;3)重金属污染的作用效应是一个缓慢的过程,随着重金属污染物作用时间的延长,土的黏聚力c值下降,内摩擦角φ值上升;4)随着污染浓度的增加,土的黏聚力c值增大,则φ值呈降低趋势。     

水泥稳定膨胀土性能的试验研究

水泥稳定膨胀土能明显地改善膨胀土的物理性能、力学性质、大大地降低了膨胀土胀缩性能,提高了土的不透水性,阻碍了雨水下渗,隔绝了地基土水份的损失,有助于地基土中水份保持恒定,减少膨胀变形对基础产生的侧向压力。实践证明采用此法来处理膨胀土地基取得了较好的效果。     

低温对水泥加固土强度发展的影响

本文在实验的基础上分析了负温对水泥加固土强度的影响，并对北京以南地区采用深层搅拌地基加固方法冬季施工的可行性以及低温下水泥加固上强度的增长规律等进行了探讨。