地下水阻截墙材料的配制及对污染物铬的吸附性

寻找一种适用于阻截地下水铬污染的阻截墙。以水泥为主要材料,分别与膨润土、粉煤灰和硅灰石粉以不同比例配比,进行渗透试验;通过最佳配比试验材料做固化体静态试验,研究对重金属Cr~(6+)的吸附试验。渗透试验结果显示,1-3(水泥86.0%、膨润土6.5%和硅灰石粉7.5%)、2-3(水泥62.9%、膨润土2.1%和粉煤灰35%)、3-2(水泥70.1%、硅灰石粉4.9%和粉煤灰25.0%)和3-3(水泥62.9%、硅灰石粉2.1%和粉煤灰35%)的渗透系数较为合适,满足阻截材料防渗性能的要求。固化体静态试结果显示,5 h左右固化体吸附了溶液中36%左右的Cr~(6+)。综合试验结果表明,水泥(86.0%)、膨润土(6.5%)和硅灰石粉(7.5%)组成的污染物阻截墙材料对水体中重金属Cr~(6+)具有较好的阻截性能。     

改性水泥-水玻璃注浆材料防渗性能试验研究

为了使水泥-水玻璃注浆材料在注浆中得到更广泛的应用,通过室内配比试验和扫描电镜分析对5%膨润土掺量下水泥-水玻璃体积比和粉煤灰掺量对水泥-水玻璃(C-S)浆液性质的影响进行研究,并开展现场试验对该改性浆液的防渗性能进行了研究。结果表明:(1)改性C-S双液的凝胶时间有所延长,且凝胶时间随着C-S体积比的增大而缩短、粉煤灰掺量的增大而延长;(2)浆液结石体的抗压强度和抗折强度都随C-S体积比的增大都呈现先增大后减小的趋势并在体积比约为2时达到最大,浆液结石体的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而降低,结石体7 d抗折强度随着粉煤灰掺量的增加先增加后减小,试验条件下,粉煤灰掺量为25%取得最大抗折强度;(3)通过扫描电镜对结石体微观结构分析得出,粉煤灰掺量为25%、C-S体积比为2的配比下水泥的水化反应最充分,粉煤灰的微集料反应发挥最佳;(4)通过现场防渗试验验证了研发浆液材料的防渗性能满足规范要求。改性C-S浆液较好地结合了几种材料的优点,建议采用的材料配比为25%粉煤灰、5%膨润土、70%水泥,C-S体积比为2。     

复配固化/稳定剂处理复合放射性重金属污染底泥: 以信江流域为例

摘 要：目前,国内外对信江河流域的研究仅限于沉积物重金属及核素污染特征研究,对信江流域疏浚后底泥沉积物中重金属的处理研究甚少。因此本文以信江（鹰潭段）底泥沉积物为研究对象,采用三种稳定剂协同硅酸盐水泥固化/稳定化重金属污染底泥,研究一种河流底泥重金属固化/稳定化技术,可以用于河流底泥重金属修复治理工作。通过开展室内无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验,确定了水泥和三种稳定剂的最优配比,并结合固相形貌特征、矿相组成和固化/稳定化前后的重金属形态变化,据此分析底泥重金属Pb、U的固化/稳定化机制。研究表明：本实验条件下,适用于信江（鹰潭段）底泥重金属的最佳硅酸盐水泥复配固化体掺比配方为:水泥30%、磷酸二氢钾1:1 (磷与重金属摩尔比M(P)/M(重))、膨润土5%、粉煤灰5%。复配试剂处理后底泥中Pb、U两种重金属活性态比例降低约30%,该方法有效地限制了底泥中重金属Pb、U的迁移。扫描电镜(Scanning Electron Microscope)和X射线衍射(X-ray Diffraction)分析表明,固化体中主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石(Aft)和膨润土团块体, 三者相互胶结从而起到提高固化体强度和对重金属进行吸附、包覆的作用。本研究阐明了河流底泥重金属固化/稳定化技术的作用机理,并发现该技术对放射性核素也有较好的稳定效果,能为信江流域疏浚底泥工程及其周边场地土壤治理提供参考依据及技术支撑。     

赤泥-粉煤灰-石灰协同固化Cu~(2+)污染高岭土的力学及电化学特性研究

重金属污染场地的修复一直是一个难题。为高效、便捷、低成本的修复重金属污染场地,运用固废、赤泥和粉煤灰作为固化剂,修复Cu~(2+)污染高岭土,并对修复后的固化体进行电化学阻抗谱测试、无侧限抗压强度检测以及浸出毒性测试。试验结果表明:当赤泥与粉煤灰的配比(质量比)为7∶3时,污染土中Cu~(2+)的固化效果最佳,且各项测试指标均达到了国家标准。该方法减少了固化成本且符合固废再利用的原则,适用于重金属污染场地的修复。同时本研究证明了电化学阻抗谱技术是评价Cu~(2+)固化效果的一种便捷、准确、无损的手段。     

水泥固化重金属污染土的强度及环境特性：试验及数值模拟

为了探究碳化作用下水泥固化/稳定化重金属污染土的强度、环境特性,开展碳化作用下水泥固化污染土在重金属种类、重金属含量、水泥掺量、含水率、养护龄期等条件下的强度试验;并用固化土作地基加固桩,通过COMSOL软件模拟桩体在运营期间Zn~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)的对流-弥散过程。强度试验表明,Pb~(2+)影响较小,而Cu~(2+)和Zn~(2+)延长了水泥水化、初凝和终凝时间,并显著降低强度。重金属含量的减少和水泥掺量的增大,提高了固化污染土的强度。在早期碳化作用中,形成的碳酸盐沉淀具有骨架作用,提高了固化土的强度;后期沉淀附着在水泥水化产物表面,阻碍碳化反应发生,固化土强度降低。模拟结果表明,前期运移速率Pb~(2+)Zn~(2+)Cu~(2+),后期Cu~(2+)Zn~(2+)Pb~(2+)。复合桩体材料使地下水体中污染物浓度显著降低。     

电镀行业污染土固化体无侧限抗压强度演化规律研究

电镀行业在生产过程中会对周边区域的土壤造成严重的重金属污染。以电镀行业重金属复合污染土壤为研究对象,选用水泥作为固化/稳定化胶凝材料对污染土进行固化稳定化处理,以污染土固化体的无侧限抗压强度(UCS)为目标,通过对固化材料配比的优化,在实验室中对不同养护龄期重金属污染土固化体的UCS进行了测试,并通过X射线衍射分析,探讨了重金属对固化体强度的影响及水泥对重金属的稳定化机理。结果表明：材料配比优化后的重金属污染土固化体在养护3天时的UCS即可满足EPA的推荐值;重金属离子会在养护初期(1天)对水泥的水化形成明显的阻滞作用,从而使固化体在养护初期的UCS显著降低;此外,重金属离子会使水泥的水化向次级反应进行,生成强度较低的钙钒石,并降低固化体在整个养护期内的UCS;水泥的水化反应对于重金属Pb的稳定化作用除了会使其转化氢氧化物的沉淀之外,还会使其转化为稳定的化合物。     

电镀行业污染土固化体无侧限抗压强度演化规律

电镀行业在生产过程中会对周边区域的土壤造成严重的重金属污染。以电镀行业重金属复合污染土壤为研究对象,选用水泥作为固化/稳定化胶凝材料对污染土进行固化稳定化处理,以污染土固化体的无侧限抗压强度(UCS)为目标,通过对固化材料配比的优化,在实验室中对不同养护龄期重金属污染土固化体的UCS进行了测试,并通过X射线衍射分析,探讨了重金属对固化体强度的影响及水泥对重金属的稳定化机理。结果表明:材料配比优化后的重金属污染土固化体在养护3 d时的UCS即可满足EPA的推荐值。重金属离子会在养护初期(1 d)对水泥的水化形成明显的阻滞作用,从而使固化体在养护初期的UCS显著降低;此外,重金属离子会使水泥的水化向次级反应进行,生成强度较低的钙钒石,并降低固化体在整个养护期内的UCS;水泥的水化反应对于重金属Pb的稳定化作用除了会使其转化为氢氧化物的沉淀之外,还会使其转化为稳定的化合物。     

外加剂对水泥固化铁矾渣性能的影响

在硅酸盐水泥熟料中加入铁矾渣,制备成胶凝材料.分别以粉煤灰沸石、硫化钠和粉煤灰为外加剂,研究其对水泥固化体强度和浸出毒性的影响.在胶凝材料中铁矾渣加入量为60%时,加入沸石、硫化钠为稳定剂,均可提高重金属离子的稳定性,不同固化体的浸出毒性值均低于国家标准.在胶凝材料中加入粉煤灰,粉煤灰掺量增加,固化体强度下降,不同固化体的浸出毒性值也均低于国家标准.     

乙硫氮对土壤中Cr~(3+)和Ni~(2+)的钝化性能

通过土柱淋滤试验考察了乙硫氮对土壤中Cr~(3+)和Ni~(2+)两种重金属离子的钝化性能.试验结果表明,乙硫氮对土壤中的Cr~(3+)和Ni~(2+)具有很好的钝化效果,而且乙硫氮对Cr~(3+)的钝化性能更为显著.随着乙硫氮用量的增加,重金属钝化率逐渐升高,在乙硫氮用量为110 g·kg-1时,Cr~(3+)和Ni~(2+)的钝化率均达到99%以上.淋滤液pH值对钝化效果有一定的影响,随着淋滤液pH值的降低,乙硫氮对Cr~(3+)和Ni~(2+)的钝化性能逐渐减弱,但钝化率仍较高,都在90%以上.Cr~(3+)的钝化率随淋滤液pH值的降低有小幅下降,但均在99.68%以上.XRD检测和配位化学分析结果表明,乙硫氮与Ni~(2+)和Cr~(3+)形成了配位数为4和6,分子式为Ni(DDTC)_2和Cr(DDTC)_3的四元环螯合物沉淀.同时,Cr(DDTC)_3的稳定性要远高于Ni(DDTC)_2,因此,乙硫氮对Cr~(3+)具有更好的钝化性能.     

Cd~(2+)和Cr~(3+)胁迫对普通小球藻生长及渗透调节特性的影响

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为实验材料,利用CdCl_2·2H_2O和CrCl_3·7H_2O提供重金属离子,测定不同浓度Cd~(2+)和Cr~(3+)处理后小球藻的生物量、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量,探讨Cd~(2+)和Cr~(3+)复合胁迫对普通小球藻渗透调节特性的影响.结果表明,Cd~(2+)和Cr~(3+)复合胁迫下随重金属浓度的上升,小球藻的生物量、叶绿素含量呈下降趋势;可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量呈现先上升后下降的趋势,且两者均在Cd~(2+)浓度为0.4 mg·L~(-1)和Cr~(3+)浓度为4 mg·L~(-1)时含量达到最大.可溶性糖的含量在Cd~(2+)浓度低于0.5 mg·L~(-1)和Cr~(3+)浓度低于5 mg·L~(-1)时其下降趋势不明显,反之其含量大幅度下降.表明在Cd~(2+)和Cr~(3+)复合胁迫下,小球藻通过减缓生长、降低叶绿素的合成,积累可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖来提高渗透平衡能力,最终增强小球藻对重金属的耐受性.     

垃圾场BFCF防渗浆材配制及吸附阻滞机理的研究 陈飞,李文虎2,代国忠2,王营彩1

为有效解决垃圾场渗滤液的渗漏问题,用于垃圾填埋场隔离墙防渗工程,通过正交试验优选出了BFCF浆材配方(质量百分比)：膨润土22%～28%、粉煤灰17%～23%、水泥18%～24%、纤维0.06%～0.12%、纯碱0.8%～1.5%、NUF-5减水剂0.4%～0.7%,余之为水。该浆材具有良好可灌性,浆材结石率>99.0%,其固结体28d的渗透系数、抗压强度和弹性模量分别为0.12～0.98×10_-7cm/s、0.75～2.1MPa和230～350 MPa。BFCF浆材具有良好吸附阻滞性能,对磷、铵态氮等无机物阻滞率在98%以上,对COD_Cr、BOD₅阻滞率在83.74%以上,对Hg、As、Pb、Cd等重金属离子均有很好的阻滞作用,阻滞率均在99.91%以上,满足了垃圾填埋场隔离墙对浆材渗透性及抗压强度的要求,具有广阔的市场应用前景。     

低掺量粉煤灰基地聚物胶凝材料性能试验研究

为了研究粉煤灰基地聚物胶凝材料的组成对其性能的影响,对C类粉煤灰分别掺入少量（质量分数小于17%）偏高岭土和矿渣粉后,进行了两种地聚物胶砂试块的力学性能试验研究,并与相同配比、相同制作养护条件下的普通硅酸盐水泥胶砂试块进行了比较.试验结果表明：纯粉煤灰（C类）地聚物胶凝材料强度低于P.O 42.5水泥;当外掺料质量分数大于17%时,粉煤灰基地聚物胶凝材料强度超过同龄期（14 d）的水泥;掺入矿渣粉的粉煤灰基地聚物抗压强度高于掺入等量偏高岭土的粉煤灰基地聚物.     

城市垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯与水泥固化技术

利用水洗脱氯和水泥固化对垃圾焚烧飞灰进行固化/稳定化处理,研究了液固比对焚烧飞灰中氯和重金属的脱除效果的影响,以及水泥添加量和养护时间对固化体密度、抗压强度和重金属浸出毒性的影响。结果表明：水洗过程对氯离子的脱除率为60.11-74.64%,当液固比L/S=20 mL/g时,氯离子的脱除率达到最高的74.64%,但重金属Cr、Cu、Ni 和Zn在水洗过程的脱除率都小于2%。随着水泥添加量和养护时间的增加,固化体密度和抗压强度呈逐渐增大趋势。当水洗焚烧飞灰含量为10-70%时,固化体中重金属Cr、Cu、Ni 和Zn的浸出浓度远低于GB5085.3-2007规定的浸出阈值。     

高含水率疏浚淤泥固化的力学性质试验研究

基于以废治废有效利用大掺量粉煤灰治理淤泥的思路,使用水泥和生石灰作为粉煤灰的激发剂,同时使用高吸水树脂内供水进行固化土内养护,进行固化土无侧限抗压强度试验和含水率试验.水泥加高吸水树脂、水泥加粉煤灰及水泥加生石灰双掺固化试验发现,各掺量下固化土的强度随龄期的增长而增长,在水泥掺入比一定时各种固化材料存在最佳掺量;以此为基础的四种材料的正交试验得出了固化淤泥的最佳的配比组合并分析固化机制,可以为低掺量水泥处理高含水率疏浚淤泥的实际工程提供参考.含水率试验得出粉煤灰和生石灰能快速降低固化土的含水率,高吸水树脂能够延缓固化土含水率的降低,能够通过内供水的方式保证水化反应环境,继而促使水化反应更大程度地进行.     

粉煤灰水泥土力学特性试验研究

针对上海苏州河区域的软土特点,将粉煤灰和水泥作为固化材料加固饱和软黏土,研究粉煤灰对水泥土力学特性的影响.通过无侧限抗压强度试验,研究了不同粉煤灰掺量、水泥掺量以及不同龄期对水泥土强度和变形特性的影响;通过Matlab数据拟合,提出了水泥粉煤灰固化土的强度预测方法.随着龄期的增长和粉煤灰掺量的增加,固化土的应力应变关系由塑性破坏转变成脆性破坏.当粉煤灰掺量过高时,水泥土中易发生耦合反应,影响固化效果.因此,水泥掺量与粉煤灰掺量比例为1∶1,且粉煤灰最佳掺量为14%~18%.     

水泥硅微粉固化黄土的冻融试验研究

为了研究水泥硅微粉固化黄土的力学性能,利用宁夏宁东工业园区的黄土,掺入2%的水泥和10%的硅微粉进行固化,分别进行7、28 d龄期的三轴试验和28 d龄期3、9次冻融循环的三轴试验。结果表明:7、28 d龄期的素土与7、28 d龄期固化土相比,水泥和硅微粉的掺入对黄土的黏聚力的影响显著。7 d龄期黏聚力增加了33.99倍,28 d龄期黏聚力增加了57.34倍。素土3次冻融循环黏聚力降低了30.3%,9次冻融循环黏聚力降低了88.8%;固化土9次冻融循环黏聚力降低了8.3%,硅微粉和水泥掺入黄土,使其变形表现为素土呈塑性材料特性向固化土呈脆性材料变化,硅微粉和水泥的掺入有效地提高了黄土的承载力。     

含粉煤灰等工业废料在建筑工程中的应用研究

以粉煤灰、石灰及硅酸盐水泥为主要原料，经配料、混合、发气、常温养护等工艺过程研制粉煤灰水泥多孔材料，其特点是密度小(500～800kg/m3)，强度高(O．6～4．0MPa)，保温性能好，耐热性强，可用于生产保温制品、填充墙、砌块、轻质墙板等，配料中大量利用粉煤灰(掺量达50％左右)故成本低廉。在建筑桩基工程中，掺加35％以下的粉煤灰，磷石膏掺量为2％～6％，可以减少水泥用量，明显降低混凝土成本，既节约能源又避免环境污染，又能改善混凝土的性能。具有良好的经济效益和社会效益。     

六种固化滨海盐渍土的轴向应力应变特征

为适应不同工程对地基土强度和变形的要求,采用水泥、石灰、粉煤灰和SH固土剂等单独或联合固化盐渍土.通过抗压强度实验得到了6种固化土的轴向应力应变曲线.总体上,石灰+粉煤灰固化土应力应变曲线的塑性屈服阶段较长;水泥+石灰固化土的早期强度较高,弹性变形阶段曲线的斜率较大;掺加SH固土剂使固化土的强度和水稳性得到增强、塑性屈服阶段延长.SH固土剂+石灰+粉煤灰固化土的强度高且弹塑性优良,既能适应公路交通载荷作用;又因填料较轻,还可减少地基的沉降量.