粉质黏土替代膨润土改性泥浆配比试验

为解决土压平衡盾构及车站基坑开挖过程中产生大量废弃粉质黏土的现状,提出一种利用废弃粉质黏土调制泥浆改良盾构渣土的新方案。以沈阳地区粉质黏土为研究对象,通过添加不同的外加剂对粉质黏土泥浆进行改性,研究泥浆土水比、外加剂种类及掺量变化对改性泥浆的漏斗黏度、酸碱度、滤失量和胶体率的影响。通过扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)研究了粉质黏土泥浆的微观改性机理。结果表明：纯粉质黏土泥浆自身稳定性差、泌水量大,无法有效改良渣土;碳酸钠和焦磷酸钠对粉质黏土泥浆的改性效果较好,合理掺入量为1%～3%;改性后的粉质黏土泥浆可有效改良砾砂地层渣土的塑流性,合理粉质黏土泥浆土水比为9∶11、焦磷酸钠掺量为3%,注入比为24%～28%。研究结果验证了粉质黏土泥浆用作盾构渣土改良剂的可行性,为废弃粉质黏土再利用提供了新思路。     

改良钙基膨润土在竖向隔离墙中的应用

为提高钙基膨润土作为竖向隔离墙泥浆材料的适用性,对添加不同六偏磷酸钠掺量的泥浆进行了马氏黏度、泥浆密度、滤失量和pH试验,研究不同磷酸盐和膨润土掺量下泥浆的工程特性变化规律.试验结果表明,马氏黏度和泥浆密度随磷酸盐和膨润土掺量增加表现出不同程度增加;相反,滤失量和pH值随磷酸盐和膨润土掺量增加呈不同程度降低.其中,受泥浆较高钙基膨润土掺量影响,传统钠基膨润土泥浆密度要求或不适用于钙基膨润土情况.所有膨润土掺量下的素土泥浆均不满足隔离墙泥浆滤失量要求,六偏磷酸钠对提高泥浆工程特性起积极作用.含20%膨润土掺量的2 SHMP-CaB泥浆满足工程指标要求,同时具有较低磷酸盐消耗量,因而考虑其作为优选泥浆;建议改良钙基膨润土最优六偏磷酸钠掺量为2%.     

絮凝固液分离技术处理废弃泥浆试验研究

介绍了絮凝处理技术,对不同组份废弃泥浆处理时的最佳絮凝剂种类及最佳投加量进行了研究,得出了有机絮凝剂聚丙烯酰胺较聚合氯化铝（PAC）、硫酸铝（A12（SO4）3）有较大优势;对于密度为1．10g／cm^3、漏斗黏度为18s的泥浆样本c,聚丙烯酰胺的最佳投加量为300mg／L;工程废弃泥浆经过自然沉淀和离心分离后,絮凝剂的最佳投加量随泥浆密度的增加而增加等结论。     

玻璃纤维增强磷石膏复合材料力学性能研究

利用纤维增强原理对工业废弃磷石膏进行改性,提高其材料力学性能,以促进工业废弃磷石膏的综合利用。通过在石膏基体中加入直径为10μm、长度为12 mm的玻璃纤维制备石膏复合材料试件,测试不同纤维掺量的复合材料抗压强度,研究纤维掺量对石膏复合材料的力学性能的影响;通过电子显微镜(SEM)对破坏断面进行观察,从微观结构上揭示纤维增强的机理。试验结果表明:玻璃纤维的掺量和分布对复合材料的抗压强度有较大影响。随着玻璃纤维掺量的增大,复合材料的抗压强度逐渐增大,但纤维掺量超过一定值后,复合材料抗压强度将随纤维掺量的增大而减小。纤维的掺量为1.5%时,磷石膏复合材料抗压强度最高,达到8.9 MPa,比未掺加玻璃纤维的石膏强度(6 MPa)提高约48%。     

顶管施工废弃泥浆的泥水分离特性研究

泥水平衡盾构、顶管工程施工过程中会产生大量的废弃泥浆，将泥浆进行快速泥水分离是解决泥浆堆置场地短缺的必要途径.开挖地层的变化以及泥浆掺加剂的变化，导致了盾构、顶管工程废弃泥浆性质的多变，易降低后续的泥浆脱水效率.针对此问题，本文以典型顶管施工废弃泥浆的脱水工程为研究对象，测定并研究了该工艺中顶管废弃泥浆的泥水分离特性及脱水产物的物理化学特性.研究发现，絮凝-过滤工艺处理废弃泥浆得到泥饼的含水率与泥浆初始粒径及过滤压力有关，未来的相关工程可以基于废弃泥浆的初始粒径，选取相应的过滤压力；顶管废弃泥浆的性质随着开挖地层的变化而发生大幅度变化，其絮凝-过滤工艺需要根据地勘报告进行设计，考虑泥浆脱水过程中的最不利情况.提出了絮凝-过滤工艺未来的优化及发展方向.     

水性环氧树脂/丁苯橡胶复合改性乳化沥青的制备及性能

采用先乳化后改性的方式制备水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)/丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber,SBR)复合改性乳化沥青,通过室内试验分析筛上剩余量、储存稳定性、蒸发残留物三大指标、布氏黏度研究不同水性环氧树脂掺量对复合改性乳化沥青性能的影响,并采用荧光显微镜对复合改性乳化沥青的改性机理进行分析.试验结果表明:随着水性环氧树脂掺量的增加,乳液的筛上剩余量呈上升趋势,储存稳定性先下降后上升,当水性环氧树脂掺量为4％,乳液的储存稳定性达到最低;蒸发残留物针入度逐渐降低,软化点逐渐提高,5℃延度先上升后下降,布氏黏度显著提高,高低温性能有所提高;荧光分析显示:3.5％SBR+4％WER的复合掺量下,形成致密的三维网络骨架结构.     

顶管废浆成分对混凝沉降的影响试验研究

泥水顶管施工中产生大量废浆,废浆中不仅残存着前序泥浆配置时的掺加剂,还残存着顶进地层中混入的某些物质,这导致废浆成分复杂,目前这些成分对泥浆混凝沉降特性的影响未知。针对此问题,该文配置了不同梯度的膨润土、NaCl、羧甲基纤维素钠（CMC）及聚阴离子纤维素（PAC）废浆,研究了成分对废弃泥浆混凝沉降特性的影响。研究发现,膨润土由于其阳离子交换特性,将其掺入泥浆后会导致泥浆沉降效果的恶化,当膨润土含量大于4%时,废弃泥浆几乎不发生沉降。NaCl、CMC及PAC由于各自电性中和、絮凝架桥的特性,将其掺入泥浆后泥浆沉降特性相较于基料膨润土泥浆均有不同程度的改善,其中CMC组泥浆经CPAM处理后仅需300 s即可使浓缩泥层含水率降至114%。基于研究结果,文章对泥浆配置与废浆处理两个方面进行了讨论,以期为同类工程带来参考及借鉴。     

改性PAC吸附低温水中低质量浓度Cr(Ⅵ)研究

通过HNO3、Na OH氧化和负载食品级单宁酸等改性技术制备改性PAC,考察改性PAC对低温(2℃)水中低质量浓度Cr(Ⅵ)及Cr(Ⅲ)离子(0.500 mg/L)的去除性能,选择制备高效吸附低质量浓度CrⅥ)的PAC表面改性技术.试验结果表明,表面负载食品级单宁酸改性(TA-OC)为最佳改性方法,其比表面积、总孔容积和表面极性大小最佳,正交试验确定的TA-OC的最佳制备条件为:单宁酸质量浓度为15 mg/L,pH值为4,温度为40℃,时间为9 h.     

用改性壳聚糖复配PAC处理洗浴废水的研究

通过对壳聚糖和丙烯酰胺接枝共聚物（即改性壳聚糖、壳聚糖及无机絮凝剂）处理洗浴废水的絮凝效果比较,选择了改性壳聚糖复配无机絮凝剂聚合氯化铝（PAC）处理洗浴废水并进行了实验研究．实验结果表明：改性壳聚糖絮凝性能优于壳聚糖且用量少于壳聚糖;改性壳聚糖复配PAC提高了洗浴废水的絮凝效果,比单独使用改性壳聚糖时,在用量减少50％的情况下,浊度和UV254去除率提高了11％和32％;比单独使用PAC时,浊度、UV254和CODCr去除率提高了13％、30％和43％;在改性壳聚糖和PAC投加量分别为2mg／L和30mg／L、pH值为中性、温度为30℃等最佳工艺条件下,进行强化混凝处理后的洗浴废水主要水质指标良好：浊度≤5、CODCr≤35mg／L、UV254≤0．090cm、阴离子表面活性剂≤1mg／L．     

混凝土再生胶凝材料的活性试验研究

废弃混凝土再生胶凝材料的活性较低。为了提高再生胶凝材料的活性,通过改变熟料掺量、废弃混凝土再生粉煅烧温度、Mg O掺量及水灰比成型胶砂试件,探究各组分掺量对砂浆力学性能的影响,并采用吸水动力学法测定砂浆的孔结构参数(质量吸水率、孔均匀系数、平均孔径),同时测定砂浆高温后的力学性能。结果表明:降低水灰比(0.50至0.35)、降低熟料及Mg O掺量或将废弃混凝土再生粉煅烧控制在600℃左右均有利于提高砂浆抗折/抗压强度,同时达到细化砂浆孔结构的目的。在砂浆中增加熟料掺量(33%)、降低水灰比(0.50至0.35)、掺入少量(2%)Mg O及将废弃混凝土再生粉煅烧温度控制在600℃左右均有利于提高砂浆高温性能。因此,减少熟料掺量、降低水灰比及调控废弃混凝土再生粉煅烧温度能够提高废弃混凝土再生胶凝材料的活性。     

聚丙烯纤维增强磷石膏复合材料力学性能研究

利用纤维增强原理对工业废弃磷石膏进行改性,提高其材料力学性能,促进废弃磷石膏的资源化利用。通过在磷石膏基体中掺入长度为3 mm和6 mm的聚丙烯纤维,共制作了78个立方体试件进行压缩试验,研究纤维掺量对磷石膏复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维可提高磷石膏的延性,复合材料的抗压强度和弹性模量先随纤维掺量的增大而增大,超过一定值后,将随纤维掺量的增加而减小。对于3 mm长的聚丙烯纤维,掺量为2.5%时,其抗压强度达到最大值4.64 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加25%,弹性模量达到最大值3498 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了68%;对于6 mm长的聚丙烯纤维,掺量为1.5%时,其抗压强度达到最大值4.51 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加22%,弹性模量达到最大值3413 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了64%。     

水泥掺量与再生废弃水泥基材料性能的关系

在蒸压条件下对废弃水泥基材料的再生进行了研究．测试了再生废弃水泥基材料的密度、强度、吸水率等随水泥掺量的变化．结果表明：随着水泥掺量的增加,废弃水泥净浆、废弃水泥胶砂的强度及密度不断增大,吸水率减少;废弃混凝土的强度增大,密度无显著变化,吸水率在水泥掺量为15％-20％时达到最小值后回升．     

水泥/粉煤灰碱改性对废弃粉质土砂配制盾构壁后注浆性能的影响

盾构废弃粉质土砂矿物组成复杂、泥质含量高,易引起水化反应不彻底及团聚现象,导致浆液性能的劣化,然而,使用废弃粉质土砂配制壁后注浆浆液,替换商品砂比例只能在30%～40%才能满足现场及通用指标要求。依托实际工程现场开展高掺量废弃粉质土砂部分替换商品砂(60%)配制壁后注浆实验,分析水泥及粉煤灰碱改性策略对高掺量废弃粉质土砂壁后注浆浆液性能影响规律。结果表明,当改性水泥替换比例不超过50%时,对粉质土砂壁后注浆具有积极的影响,可以在缩短凝结时间和降低泌水率的同时,使流动度与抗压强度依然符合通用指标;改性粉煤灰相较于改性水泥对浆液的影响比较小,但在小幅降低浆液抗压强度的同时,仍可以有效缩短浆液的凝结时间和泌水率。分析原因在于,水泥进行碱性改性,加速了水泥的水化反应,进而可以缩短浆液的凝结时间且对于用水量也会有所影响,进而也会影响浆液的流动度以及稠度;而粉煤灰减改性则破坏了粉煤灰中莫来石和石英原本有序的玻璃相结构,虽然后期产生的C-A-S-H(水化硅铝酸钙)对力学性能有一定的影响,但由于粉煤灰转化为沸石样物质的原因,仍然可以优化浆液的凝结过程及用水量。     

钻孔灌注桩泥浆固化工艺及强度特性研究

为研究钻孔灌注桩施工中废弃泥浆的处置方法和工艺,依托徐丰公路快速化改造工程,基于对固化剂材料种类和特点的调研分析,最终优选HAS固化剂对泥浆进行固化处理,设计不同固化剂掺量和养护龄期的试验方案。通过击实试验、无侧限抗压强度试验和承载比CBR试验,得出HAS固化剂最佳掺量为6%,同时根据现场不同龄期的固化土含水率测试结果,提出泥浆固化后至少应闷料7 d以上方可填筑压实的施工建议。     

越江泥水盾构隧道泥浆改性及泥膜渗透性状试验研究

为指导越江泥水盾构隧道施工过程中的泥浆性质动态调节，以羧甲基纤维素钠(CMC)和粉细砂为主要调控材料，对不同配比泥浆进行密度、黏度、胶体率测试，并基于API滤失试验研究各配比泥浆的滤失性状及泥膜的渗透特性.结果表明：钠基膨润土-粉细砂-CMC泥浆体系具有良好的分散性，泥浆胶体率普遍在98%以上；对于生成泥皮+渗透带型的砂砾地层，虽然通过掺加粉细砂可有效堵塞地层，减小滤失量，但其形成的泥膜渗透系数和滤失量则相对较大；对于需要快速在开挖面形成泥皮型泥膜的地层，增加CMC的掺量可以有效减小泥膜形成时的滤失量，降低泥膜渗透系数；但CMC掺量过大后所成泥膜孔隙比增大，结构疏松，渗透系数反而呈增长趋势.施工过程中可结合实际需求对泥浆性质进行动态调整，以保障泥水盾构掘进和开舱安全.     

废弃泥浆絮凝脱水试验研究

进行絮凝处理是目前废弃泥浆实现快速脱水减量的主要处理方法或者主要工序之一.然而由于各地泥浆性质差异较大，需要通过絮凝试验先初步确定合理的絮凝剂和最优的添加量.针对某隧道工程中产生的废弃泥浆，采用多种絮凝剂开展泥浆絮凝试验，确定最优絮凝及其添加量，并基于上清液水质及粒径分布变化规律探讨了不同絮凝剂的絮凝机理.结果表明：有机高分子类PAM絮凝剂对废弃泥浆具有较好的快速泥水分离效果，絮凝5 min时，泥浆的含水率就能达到220%左右，而添加无机絮凝剂时，泥浆絮凝1 h后，其含水率仍然在500%左右.综合比较，阳离子型PAM为最优絮凝剂，最佳添加量为0.2%，经其分离的上清液中，pH值与SS含量均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》的对应排放标准；相比于无机絮凝剂，有机高分子絮凝剂的吸附架桥与网捕作用能够促进泥浆颗粒聚集成粒径更大团粒.     

酸改性高岭土无机矿物絮凝剂的特性

以高岭土(MK)为原料,经酸改性制备高岭土絮凝剂(MKF),使用模拟牛奶废水,分别考察了酸种类、酸浓度、不同高岭土粒径的MKF及其投加量对浊度、Zeta电位以及絮体沉降体积和沉降速度的影响,同时与传统的聚合氯化铝(PAC)絮凝效果进行比较.结果表明:粉碎过200目筛网的MK,经质量分数25％的硫酸溶液改性后具有很好的絮...     

高性能混凝土表层硬度与强度的相关性

通过回弹法研究了高强度(C60,C70)、大掺量矿物掺合料(粉煤灰、矿渣)的高性能混凝土抗压强度、回弹值随龄期发展的变化规律,并分别采用扫描电镜(SEM)、综合热分析法(TGDSC)、压汞法(M IP)对表层混凝土中的微观形貌、水化产物和孔结构进行研究.以回弹值、抗压强度和碳化深度为测试指标,建立了高性能混凝土测强曲线方程.结果表明:掺合料掺量大于10%时,混凝土回弹值和抗压强度值随掺量增大而减小;同掺量矿渣混凝土回弹值和抗压强度值均大于粉煤灰混凝土;掺加30%粉煤灰和矿渣后,混凝土结构的密实度降低,孔隙率分别增加了28.92%和14.51%;采用最小二乘法建立的高性能混凝土测强曲线平均相对误差为8.9%,平均相对标准差为11.3%,均满足地区回弹测强曲线的要求.     

PVA改性碳黑-水泥砂浆力学性能及微观结构

试验探讨了聚乙烯醇(PVA)及其掺量对纳米碳黑-水泥砂浆力学性能的影响,结果表明:当PVA掺量为0.2%时,改性水泥砂浆的抗压、抗折强度和黏结弯曲强度分别提高了32.1%,12.2%和18.6%.采用扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射光谱和差示扫描热分析仪观察了PVA改性纳米碳黑-水泥砂浆的物理化学性能,结果表明:当PVA掺量较少时,PVA形成丝状聚合物膜均匀分散于水泥砂浆中,填充孔洞和桥接裂缝,改善了水泥砂浆的微细观结构;但是,当PVA掺量过多时会在水泥浆体内形成大量片状结构,包裹水泥颗粒和水泥水化产物,阻碍水泥的水化速度,导致改性砂浆的力学强度降低.     

废弃轮毂纤维混凝土单轴受压下本构关系研究

通过对轮毂纤维体积分数掺量分别为0.0％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％的轮毂纤维混凝土进行单轴受压实验,得到同一应变率下混凝土应力-应变曲线.在废弃轮毂纤维掺量增加的同时,废弃轮毂纤维混凝土的应力-应变峰值均有所增加,达到峰值后均存在应变软化现象.以此试验结果为基础,提出了兼顾混凝土非线性应变效应和轮毂纤维增...