基于碱渣的高含水率疏浚淤泥固化土的力学性质研究
发布时间：2020-12-29 11:21
疏浚淤泥一般具有含水率高、强度低等特点,需采取固化技术进行处理,利用固化剂与淤泥中水和土颗粒之间的反应降低含水率、提高强度,达到便于运输和填埋、转化为良好土工材料的目的。传统固化剂以水泥为主,为改善由于疏浚淤泥的高含水率造成的固化成本偏高问题,常常添加工业废渣作为辅助固化剂。碱渣是生产纯碱产生的固体废弃物,多采用地表堆存的方式处置,存在土壤盐渍化和地下水污染等环境问题。本文以碱渣、矿渣及其他碱激发剂来固化处理高含水率疏浚淤泥,研究固化剂种类及掺量对固化淤泥强度性质的影响,探讨干湿循环条件下固化淤泥的耐久性,并结合微观测试揭示碱渣固化淤泥的水化反应机理,为基于碱渣的疏浚淤泥固化技术提供理论支撑。主要研究内容有:（1）碱渣-矿渣-水玻璃固化淤泥的力学性质。在疏浚淤泥中掺入矿渣、碱渣及水玻璃,开展固化淤泥直剪试验及无侧限抗压强度试验,研究疏浚淤泥初始含水率、固化剂掺量、养护龄期等对固化疏浚淤泥强度的影响规律,确定满足一般工程填土要求的固化配比。（2）碱渣-矿渣-电石渣固化淤泥的力学性质。在疏浚淤泥中掺入碱渣、矿渣及电石渣,基于正交试验方案开展无侧限抗压强度试验,研究固化剂掺量、养护龄期等对固...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某淤泥沉积河道疏浚淤泥的处理方法包括物理脱水和化学固化等，其中物理脱水通过自然晾晒
阶段亟需解决的课题。1.1.2碱渣的来源及存在的问题纯碱在我国的应用十分广泛，在人民的衣食住行中拥有很重要的作用，是建筑材料、食品、化工、纺织等工业的基本原料，对国家的经济有很大的影响。近几年，我国生产纯碱这一行业迅速发展，据调查得到，在2016年底，我国纯碱每年的产量就约2600万吨，其中大部分的纯碱运用氨碱法生产出来的。碱渣是生产纯碱过程中产生的碱性固体废弃物，据统计，每产出1吨纯碱，就会伴随着产出约0.3吨的废弃物碱渣[11]。这样计算，每年将产生碱渣约780万吨，若不及时处理，产量还将不断增加。图1.2为某制碱厂产生的碱渣，碱渣的大量堆放不仅占地面积大，而且每当起风时，扬起的碱渣粉尘也会造成空气污染。因此，如何在发展经济的同时，妥善处理好碱渣增多的问题，这是生产纯碱行业的一道难题。图1.2某制碱厂碱渣堆积现阶段，我国纯碱工厂产生的碱渣主要采取就地堆放以及直接排海的方式。一些碱厂把碱渣就地堆放，主要缺点有：浪费土地资源、土壤盐渍化、空气粉尘。沿海的一些厂家把碱渣不经过处理投入海中，不仅对海洋中的环境产生不利影响，还
湖北工业大学硕士学位论文10第2章试验材料与方法2.1试验材料2.1.1疏浚淤泥试验所用的疏浚淤泥取自武汉市湖北工业大学旁边的巡司河，颜色为灰黑色，天然含水率在160%~180%之间，为流塑状态。用过筛的方法剔除疏浚淤泥中树枝毛皮以及玻璃等大块杂物，疏浚淤泥的示意图如图2.1所示。根据液塑限联合测定得到淤泥的液限、塑限和塑性指数分别为55.0%、38.7%和16.3%，根据《公路土工试验规程》[52]，该疏浚淤泥为高液限粉土，疏浚淤泥的烧失量为9.25%。图2.1疏浚淤泥淤泥的主要化学成分见表2.1，主要矿物成分见图2.2，粒径分布见图2.2所示。可以发现，疏浚淤泥中化学组成中SiO2（62.6%）的含量最高，Al2O3（19.5%）较高，也含有一些Fe2O3（6.5%）、CaO（3.2%）等化学物，主要矿物成分为石英、高岭石、白云母和伊利石等，平均粒径为0.0112mm。表2.1疏浚淤泥主要化学组成（%）CaOFe2O3SiO2MgONa2OP2O5Al2O3TiO2SO3Cl淤泥3.26.562.62.00.90.519.50.81.3-
【参考文献】：
期刊论文
[1]水泥固化高含水率淤泥抗压试验研究[J]. 蔡红,李家向,赵麒,魏迎奇,田继雪,肖建章. 水利水电技术. 2019(S1)
[2]基于核磁共振技术的淤泥固化水分转化机制研究[J]. 王士权,魏明俐,何星星,张亭亭,薛强. 岩土力学. 2019(05)
[3]碱渣固化锌污染土的工程性质试验研究[J]. 杨秀红,何洋,柯然. 山西建筑. 2018(20)
[4]碱激发粉煤灰和矿粉改性疏浚淤泥力学特性及显微结构研究[J]. 孙秀丽,童琦,刘文化,姚君,李志强. 大连理工大学学报. 2017(06)
[5]煤矸石质固土材料固化土的耐久性试验研究[J]. 肖雪军,鞠宇飞. 煤炭科学技术. 2016(12)
[6]碱渣固化铅污染土淋滤特性试验研究[J]. 刘晶晶,查甫生,王连斌,张雪芹. 东南大学学报(自然科学版). 2016(S1)
[7]改良高液限黏土水稳定性试验研究[J]. 李秉宜,宣剑裕,郑文斌,胡竹炉,徐锴,陈永辉,王雅茹. 四川大学学报(工程科学版). 2016(04)
[8]水玻璃固化硫酸盐渍土强度特性及固化机制研究[J]. 吕擎峰,申贝,王生新,孟惠芳,常承睿. 岩土力学. 2016(03)
[9]疏浚淤泥与焚烧底灰混合固化方法的试验研究[J]. 陈萍,高炎旭,马美玲. 水利学报. 2015(06)
[10]中国疏浚淤泥的处理处置及资源化利用进展[J]. 张春雷,管非凡,李磊,黄英豪. 环境工程. 2014(12)
博士论文
[1]基于水分转化模型的淤泥固化机理研究[D]. 张春雷.河海大学 2007
硕士论文
[1]碱渣—矿渣固化淤泥的工程性质试验研究[D]. 王小琦.湖北工业大学 2019
[2]水泥处置高含盐量软土的微观试验和机理研究[D]. 杨晓明.同济大学 2006
本文编号：2945555
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某淤泥沉积河道疏浚淤泥的处理方法包括物理脱水和化学固化等，其中物理脱水通过自然晾晒
阶段亟需解决的课题。1.1.2碱渣的来源及存在的问题纯碱在我国的应用十分广泛，在人民的衣食住行中拥有很重要的作用，是建筑材料、食品、化工、纺织等工业的基本原料，对国家的经济有很大的影响。近几年，我国生产纯碱这一行业迅速发展，据调查得到，在2016年底，我国纯碱每年的产量就约2600万吨，其中大部分的纯碱运用氨碱法生产出来的。碱渣是生产纯碱过程中产生的碱性固体废弃物，据统计，每产出1吨纯碱，就会伴随着产出约0.3吨的废弃物碱渣[11]。这样计算，每年将产生碱渣约780万吨，若不及时处理，产量还将不断增加。图1.2为某制碱厂产生的碱渣，碱渣的大量堆放不仅占地面积大，而且每当起风时，扬起的碱渣粉尘也会造成空气污染。因此，如何在发展经济的同时，妥善处理好碱渣增多的问题，这是生产纯碱行业的一道难题。图1.2某制碱厂碱渣堆积现阶段，我国纯碱工厂产生的碱渣主要采取就地堆放以及直接排海的方式。一些碱厂把碱渣就地堆放，主要缺点有：浪费土地资源、土壤盐渍化、空气粉尘。沿海的一些厂家把碱渣不经过处理投入海中，不仅对海洋中的环境产生不利影响，还
湖北工业大学硕士学位论文10第2章试验材料与方法2.1试验材料2.1.1疏浚淤泥试验所用的疏浚淤泥取自武汉市湖北工业大学旁边的巡司河，颜色为灰黑色，天然含水率在160%~180%之间，为流塑状态。用过筛的方法剔除疏浚淤泥中树枝毛皮以及玻璃等大块杂物，疏浚淤泥的示意图如图2.1所示。根据液塑限联合测定得到淤泥的液限、塑限和塑性指数分别为55.0%、38.7%和16.3%，根据《公路土工试验规程》[52]，该疏浚淤泥为高液限粉土，疏浚淤泥的烧失量为9.25%。图2.1疏浚淤泥淤泥的主要化学成分见表2.1，主要矿物成分见图2.2，粒径分布见图2.2所示。可以发现，疏浚淤泥中化学组成中SiO2（62.6%）的含量最高，Al2O3（19.5%）较高，也含有一些Fe2O3（6.5%）、CaO（3.2%）等化学物，主要矿物成分为石英、高岭石、白云母和伊利石等，平均粒径为0.0112mm。表2.1疏浚淤泥主要化学组成（%）CaOFe2O3SiO2MgONa2OP2O5Al2O3TiO2SO3Cl淤泥3.26.562.62.00.90.519.50.81.3-
【参考文献】：
期刊论文
[1]水泥固化高含水率淤泥抗压试验研究[J]. 蔡红,李家向,赵麒,魏迎奇,田继雪,肖建章. 水利水电技术. 2019(S1)
[2]基于核磁共振技术的淤泥固化水分转化机制研究[J]. 王士权,魏明俐,何星星,张亭亭,薛强. 岩土力学. 2019(05)
[3]碱渣固化锌污染土的工程性质试验研究[J]. 杨秀红,何洋,柯然. 山西建筑. 2018(20)
[4]碱激发粉煤灰和矿粉改性疏浚淤泥力学特性及显微结构研究[J]. 孙秀丽,童琦,刘文化,姚君,李志强. 大连理工大学学报. 2017(06)
[5]煤矸石质固土材料固化土的耐久性试验研究[J]. 肖雪军,鞠宇飞. 煤炭科学技术. 2016(12)
[6]碱渣固化铅污染土淋滤特性试验研究[J]. 刘晶晶,查甫生,王连斌,张雪芹. 东南大学学报(自然科学版). 2016(S1)
[7]改良高液限黏土水稳定性试验研究[J]. 李秉宜,宣剑裕,郑文斌,胡竹炉,徐锴,陈永辉,王雅茹. 四川大学学报(工程科学版). 2016(04)
[8]水玻璃固化硫酸盐渍土强度特性及固化机制研究[J]. 吕擎峰,申贝,王生新,孟惠芳,常承睿. 岩土力学. 2016(03)
[9]疏浚淤泥与焚烧底灰混合固化方法的试验研究[J]. 陈萍,高炎旭,马美玲. 水利学报. 2015(06)
[10]中国疏浚淤泥的处理处置及资源化利用进展[J]. 张春雷,管非凡,李磊,黄英豪. 环境工程. 2014(12)
博士论文
[1]基于水分转化模型的淤泥固化机理研究[D]. 张春雷.河海大学 2007
硕士论文
[1]碱渣—矿渣固化淤泥的工程性质试验研究[D]. 王小琦.湖北工业大学 2019
[2]水泥处置高含盐量软土的微观试验和机理研究[D]. 杨晓明.同济大学 2006
本文编号：2945555
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