NaCl侵蚀环境下水泥固化铬污染土的强度及淋滤特性
酸污染土水泥固化的强度与耐久性研究

酸污染土水泥固化的强度与耐久性研究 江文林;刘畅 【摘 要】以水泥为固化剂固化酸污染土壤,研究在水泥掺量,环境因素、养护条件等因素下,对其力学强度及耐久性的影响,研究发现水泥掺量、硫酸含量与水泥固化酸污染土的强度存在密切关系.
【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2018(044)025 【总页数】2页(P129-130) 【关键词】酸性污染土壤;水泥;固化;强度 【作 者】江文林;刘畅 【作者单位】苏州市建设工程质量检测中心有限公司,江苏 苏州 215000;苏州市建设工程质量检测中心有限公司,江苏 苏州 215000
【正文语种】中 文 【中图分类】TU502
酸污染土壤主要是由于工业废料中酸污染物不合理排放而污染土壤。当污染物渗入土壤就会产生沉淀、累积、迁移,从而使土壤物理化学性质发生变化,土壤的力学性能降低,从而发生土壤地基灾害如破裂、塌陷等,严重威胁了人们的生命健康和财产安全。另一方面,现阶段农业耕作方式,施加肥料与农药也会导致进入土壤的H+含量增加,从而使土壤环境趋于酸化[1]。 水泥固化土就是按照一定的配比将水泥、水和土体一起搅拌,经过养护形成整体的、稳定的、满足一定强度要求的拌合物[2]。固化是在污染土中掺入固化剂如泥、石灰等,降低土壤中有害物质的活性,减少土壤中有害物质的泄漏[3]。固化治理污染土壤机理主要有两个方面。通过固化剂(如水泥等)将污染物包裹固化,从而使有害物质的活性降低,性质变得相对稳定。另一方面是通过固化剂将被固化的污染物固定在某个相对封闭的空间中,或通过降低污染物的溶解度,从而减少污染物在环境中的扩散流动。 实验以受酸污染的粘土为研究对象,水泥为固化剂,主要考察不同水泥掺量下,研究水泥固化酸性粘土的强度变化规律,以期找出适合固化酸土壤的配比,并为其常温固化酸污染软土机理提供依据,从而实现资源化及无害化处理。 1 试验材料和方法 1.1 试验材料 选取苏州市本地粘土,土壤经过标准击实试验处理后备用,土壤物理性质塑限22.1%、液限53.2%、塑性指数30.3%、含水率24%。将浓硫酸与土混合,制备出含酸量分别为0.2%,0.4%,0.8%和1.6%的酸性污染土。实验中固化剂水泥取值南京海螺公司生产的32.5普通硅酸盐水泥。 1.2 试验方法 1)固化土搅拌:在NJ-160A型水泥净浆搅拌机内低速揽拌酸性污染土和水泥,搅拌时间为90 s,搅拌4次从而使酸性污染土与水泥搅拌均匀。水泥掺量分别为干土重的7%,10%,15%。 2)振捣养护:在50.0 mm×50.0 mm×50.0 mm的塑料模具中放入步骤1中的搅拌土,置于振动台中振动3 min,然后覆盖塑料薄膜于在(20±5)℃的环境条件下静置48 h以后脱模后放入恒温恒湿标准养护箱内养护。设置养护时间为7 d,14 d,28 d。每种样品设3组平行试验。 3)无侧限抗压强度试验:对试验步骤2固化土试样进行无侧限抗压强度试验。记录其抗压强度值,数据为三个试样结果的平均值。 2 实验结果与讨论 2.1 不同水泥掺量下对酸性土壤固化强度的影响 试样养护28 d后,水泥掺量为15%时,固化土的强度随着土壤中硫酸含量的增大而没有明显的变化,曲线趋于平坦。在酸含量为0.2%时强度为1.65 MPa,酸含量为1.6%时,强度为1.81 MPa。水泥掺量为10%时,整条曲线随硫酸含量的升高呈现先增大后减小的趋势,固化土强度在硫酸含量为0.4%的时候达到最大值为1.39 MPa。酸含量为1.6%时强度最小为0.84 MPa。水泥掺量为7%时,固化土的强度随硫酸含量的变大而逐渐减小。在酸含量为0.2%时,固化土强度为1.14 MPa酸含量为0.8%时,固化土强度为0.62 MPa,酸含量在1.6%时,固化土强度最低为0.32 MPa。 另一方面,当土壤中酸含量一定时,固化水泥的掺量越大,固化土强度越大。当土壤中酸含量为0.2%,水泥含量为7%,10%,15%时,固化土强度分别为1.14 MPa,1.21 MPa,1.65 MPa;当土壤中酸含量为1.6%,水泥含量为7%,10%,15%时,固化土强度分别为0.32 MPa,0.84 MPa,1.81 MPa,见图1。
基于半动态淋滤试验的水泥固化铅污染黏土溶出特性研 究

Leaching properties of cement solidified lead-contaminated clay via semi-dynamic leaching testing
LIU Zhao-Peng, DU Yan-Jun, JIANG Ning-Jun, ZHU Jing-Jing
1
1.1
试验材料与方法
试验材料
试验所用土样为徐州矿务局夹河高岭土厂生产的 高岭土(325 目以上颗粒含量≤0.5%) 。其主要物理化 学性质如表 1 所示。其矿物成分中,高岭石含量大于 96%;各元素含量通过 X 射线荧光光谱仪测定为:氧 化钙(CaO)0.41%、二氧化硅(SiO2)42.73%、氧化 铝(Al2O3)33.76%。水泥为南京海螺水泥有限公司生 产的海螺牌 PC325 复合硅酸盐水泥。 其主要化学成分 为:CaO 44.37%、SiO2 27.41%、Al2O3 13.09%。重金 属污染物由化学分析级的硝酸铅(Pb(NO3)2)配制, 原因是硝酸根对水泥水化反应干扰较小 [8]。淋滤液均 由化学分析用浓硝酸(HNO3)稀释配制而成。
(Institute of Geotechnical Engineering, School of Transportation, Southeast University, Nanjing 210096, China)
Abstract: This study presents an investigation of leaching characteristics of cement solidified/stabilized Pb-contaminated kaolin under different pH of leachant via a series of semi-dynamic leaching tests, as well as quantitatively evaluation of the effectiveness of solidification/stabilization treatment in remediating Pb-contaminated kaolin. The designed initial pH of leachant is 2, 4, and 7. Results show that the accumulated leached Pb mass at leachant pH of 2 is 47 to 106 times those at leachant pH of 4 and 7. Nevertheless, the difference of accumulated leached Pb mass between leachant pH of 4 and 7 is marginal. When cement content increases from 12 to 18%, accumulated leached Pb mass decreases by 28 to 68%, indicating that increasing cement content would enhance the immobilization of Pb. The diffusion coefficient (De) of Pb is back-calculated by conducting a theoretical analysis of the relationship between the leaching time and leached mass ratio. Results show that values of De of Pb at leachant pH of 4 and 7 are very close; while De of Pb at leachant pH of 2 is 3 or 4 orders of magnitude greater than those at the leachant pH of 4 or 7. In addition, an increase of cement content from 12% to 18% results in a decrease of De by 17 to 99%. The presented results indicate that strong acidic leachant (pH<4) and increase in cement content have significant influence on the leached mass as well as diffusion coefficient of Pb for the cement stabilized soils. Key words: solidification/stabilization; lead contaminated clay; kaolin; semi-dynamic leaching; effective diffusion coefficient
水泥-生石灰对铬污染土固化效果及微观孔隙特征的影响

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农业环境科学学报
第 37 卷第 6 期
content. The leaching toxicity decreased and satisfied standard requirements, with the pore size distribution concentrated in the range 0.1~1 μm and the structure compact. Above the threshold value, the strength of the hardened soil showed a downward trend with increasing quick - lime content; the fluctuation in leaching toxicity increased as the pore size increased; and the proportion of the pore size range 1~10 μm in- creased, while the compactness and evenness reduced. This study provides a reference for solving environmental problems caused by leach - ing of six-valent chromium from contaminated soil and its permeation to groundwater. Keywords: hexavalent chromium pollution; unconfined compressive strength; NMR; deep depth of field; toxicity leaching; curing rate
高碱性环境下铬污染土壤修复技术研究

试验方法如下 :首先,在实验室进行小试试验,验证硫 酸亚铁、亚硫酸钠、多硫化钙这几种不同类型还原剂对高碱 性铬污染土壤的修复能力以及固化剂配合多硫化钙还原六 价铬的修复效果。其次,根据实验室的试验结果,选择较为 合理的药剂组合进行现场中试试验,验证药剂在现场的修复 效果。最后,对修复药剂的修复效果进行长时间跟踪检测, 验证其是否“返黄”以及持续修复效果。本次试验使用六价 铬检测方法:《土壤和沉积物 六价铬的测定 碱溶液提取 - 火 焰 原子吸收法》(HJ 1082—2019)。
18 原始样品
16.4
硫酸
16
亚铁
14.4 14
12
10
8
亚硫 酸钠 15.8
多硫 化钙 比例1 7.88
多硫 化钙 比例2
9.6
多硫 化钙 比例3
7.88
六价铬含量
六价铬含量(mg/kg)
封存于固化体中,比较典型的是使用硅酸
固化剂 固化剂
盐固化剂(例如硅酸盐水泥),通过水化 反应,固化包封污染土壤。多硫化钙为碱 性溶液,硅酸盐固化剂也是由碱性物质组 成的,因此,二者在高碱性土壤环境中均 能较好地发挥各自的作用。
除了将六价铬还原成三价铬,如何阻止或限制三价铬被 氧化成六价铬也是高碱性铬污染土壤修复需要解决的关键 问题。由于高碱性铬污染土壤 pH 高的特
2.2.1 实验室小试试验
小试阶段药剂添加比例及组合见表 2。 小试阶段试验结果如图 1 所示。 根据试验结果可知,与原始样品相比,添加硫酸亚铁、亚 硫酸钠后,高碱性铬污染土壤中六价铬含量几乎没有变化,说 明这 2 种药剂在碱性条件下无法对六价铬进行还原。而添加 不同比例的多硫化钙的样品,其六价铬含量明显下降,说明多
图 1 实验室小试试验结果
水泥基流态土固化剂的试验研究

第30卷 第4期中国建材科技2021年8月 0 前言建筑业发展的同时,无可避免地带来了一系列问题。
施工所需的砂、石、水泥越来越多,这既加重了施工的成本,也加重了自然环境的负担,不利于可持续发展[1]。
针对这些问题,各国的解决方案之一是土壤固化剂及其相关技术。
土壤固化剂的研究兴起于20世纪40年代[2],到了20世纪70年代[3],已在欧美等发达国家取得了较为广泛的应用,取得了不俗的成果。
在道路工程[4]、地下工程[5]、水利工程、环境保护、港口和机场、石油工程等各工程领域,有效利用基坑土或渣土,通过土壤固化剂制备预拌固化土,改善土体性,可满足复杂的施工要求,从而保护环境,节约成本,提高施工质量。
1 预拌固化土的应用优势预拌固化土可用于临时地坪硬化、临时或低等级道路、路基工程等,也可用作地基材料,形成新的地基处理技术体系。
预拌固化土作为一种质量可控的低强度岩土工程材料,可用于填筑工程,包括市政管廊的基槽回填、市政管网埋设的回填、建筑物深基坑的回填、市政工程对质量要求较高部位的回填、狭窄或异形空间的回填等,也包括矿山工程中的矿山充填,改变大部分岩土矿山采空区、深基坑、肥槽固化“只能用水泥”的局面,提供了更高性价比材料的解决方案。
对于填筑工程,往往采用大流态的预拌固化土,可泵送或溜槽浇筑,无需振捣成型,减少了传统素土、灰土回填的压实(碾压、夯实)工序,有利于淤泥质土、高含水率状态下的土质,污泥等特殊土壤的处理[6],特别是对狭窄空间的填筑工程,更有无可替代的技术优势,为填方材料问题、土方处置、工业固废的高附加值利用提供了一种思路。
2 材料和试验方法2.1 试验思路传统胶凝材料混凝土是通过水泥胶结砂石材料制成,该胶凝材料固结表面性质为惰性的石、砂。
固化土则是通过水泥“固结”土粒制成,该胶凝材料可以特殊胶凝组合固化细粒土和活化土界面。
与传统胶凝材料混凝土相比,原材料从单一水泥材料变成水泥、矿粉、脱硫石膏、钢渣等工业固废组成的复合材料,包含多组分无机材料,也包含高分子类的改性材料[7]。
冻融循环对固化铅污染土强度与孔隙特征影响的试验研究

(①KeyLaboratoryofNewTechnologyforConstructionofCitiesinMountainArea(ChongqingUniversity),MinistryofEducation, Chongqig,ChongqingUniversity,Chongqing 400045) (③NationalJointEngineeringResearchCenterofGeohazardsPreventionintheReservoirAreas,Chongqing 400045) (④CMCEEngineeringCo.,Ltd.,Chongqing 400039)
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JournalofEngineeringGeology 工程地质学报 2019
mechanicalpropertiesofcementsolidifiedheavymetalcontaminatedsoil.Inpresentstudy,theartificiallead contaminatedsoilispreparedusingasystematicdesign.FTcstestsandlaboratorysoiltestsareemployedtoreveal theinfluenceoffreezeandthawcycleontheunconfinedcompressionstrengthofleadcontaminatedsoil.Theresults showthat:withtheincreasingoftheproportionofcement,theunconfinedcompressionstrength(qu)ofcement solidifiedleadcontaminatedsoilincreases,whilefailurestraindecreases.Withtheincreasingoftheproportionof leadion(higherpollutionlevel),theunconfinedcompressionstrength(qu)ofcementsolidifiedleadcontaminated soildecreases.However,thetrendofstressstraincurvesissimilar.Theunconfinedcompressivestrengthofcement solidifiedleadcontaminatedsoildecreaseswiththeincreasingoffreezethawtimes.Whenthefreezethawtimesis thesame,thelossrateofunconfinedcompressivestrengthofcementsolidifiedleadcontaminatedsoildecreases withtheincreasingoftheproportion ofcement.Themicrostructureofsolidified lead contaminated soilis quantitativelyanalyzedusingSEM image.Itisfoundthattheproportionoffineparticles(<1μm)andfinepores (<2μm)inthesamplesincreaseswiththeincreasingoffreezethawtimes.Itmaybethemainreasonsleadingto thedecreasingofunconfinedcompressivestrengthofthesoilthatfailureoffreezeandthawcyclesonsoilstructure. Keywords Freezethawcycles;C��
盐渍土地区混凝土的耐腐蚀性

盐渍土地区混凝土的耐腐蚀性摘要:对盐渍土地区混凝土腐蚀情况进行了调查,并分析了造成混凝土侵蚀的原因,提出了防止腐蚀破坏的方法。
关键词:盐渍土地区水泥混凝土腐蚀一、简介随着西部大开发战略的实施,西部地区正以前所未有的投资进行着基础设施的建设,然而西部地区因其特殊的地理位置分布有大面积的盐渍土,盐渍土中的盐分(主要包括氯盐、硫酸盐)对该地区的公路桥涵及构造物有明显的腐蚀性。
因此盐渍土环境中的混凝土耐腐蚀性成为影响公路桥涵及构造物正常运行和管理的关键问题。
二、腐蚀机理与混凝土相接触的周围介质,如空气,水(海水,地下水)以及土壤中不同浓度的盐。
盐,碱类侵蚀性物质时,当其进入混凝土内部,与之相关成分发生物理化学反应后,混凝土遭受腐蚀,逐渐发生绽裂剥落,进而引起钢筋腐蚀导致结构失效。
混凝土腐蚀的原因和机理随侵蚀介质和环境条件而异,一般分为两类:(1)溶蚀性腐蚀水泥的水化物生成中,ca(oh)2最容易被渗入水中溶解,又促使水化硅酸钙等碱性化合物发生水解,随后破坏低碱性水化产物(cao,sio2)等,最终完全破坏水泥石结构。
某些酸盐溶液渗入混凝土,生成无凝胶型的松软物质,易被水溶蚀。
水泥石的溶蚀程度随着渗流速度增大,胶结能力减弱,混凝土材料的整体性被破坏。
(2)结晶膨胀性腐蚀含有硫酸盐的水渗入混凝土中,与水泥水化产物ca(oh)2的化学作用生成石膏(caso4·2h2o)以溶液形式存在。
石膏在和水化物铝硫酸盐起作用,形成多个结晶水的水化铝硫酸钙,体积膨胀,导致混凝土开裂破坏。
三、防腐措施(1)选择合适的水泥品种由于察尔汗盐湖卤水中mgcl2 含量很高,容易与普通水泥混凝土水化过程中产生的ca(oh)2发生反应,反应生成的mg( oh)2为松软无胶结能力的物质,极易破坏水泥石的结构,因此要选用水化物中ca(oh)2含量较少的水泥。
(2)掺混合材料在水泥混凝土中掺入硅粉、粉煤灰和粒化高炉矿渣等混合材料,与水泥水化物中的ca(oh))2反应,可以减少水化物中的ca(oh))2 。
混凝土中氯盐侵蚀的原理

混凝土中氯盐侵蚀的原理一、引言混凝土作为建筑工程中常用的材料之一,其性能的稳定性和耐久性对工程的长期运行至关重要。
然而,混凝土在长时间的使用过程中,会受到各种各样的物理、化学和生物环境的影响,其中氯盐的侵蚀是混凝土损坏的重要原因之一。
本文将从氯盐侵蚀的原理、影响因素、表现形式及防治措施等方面进行详细阐述。
二、氯盐侵蚀的原理氯盐侵蚀是混凝土损坏的主要原因之一,它通过混凝土中的孔隙结构进入混凝土内部,破坏混凝土的物理和化学性质,导致混凝土的强度减弱,甚至失去耐久性。
氯离子是氯盐侵蚀的主要成分之一,其在混凝土中的侵蚀机理主要有以下几种:1. 氯离子的渗透:氯离子可以通过混凝土中的孔隙、裂缝、毛细管等微小空隙进入混凝土内部,迅速扩散到混凝土的内部结构中,破坏混凝土的物理和化学结构。
2. 氯盐的分解:氯盐可以在混凝土中分解成氯离子和阳离子,其中氯离子可以直接侵蚀混凝土中的钙质水泥石和水化硅酸盐,破坏混凝土的结构和性能。
3. 氯离子的化学反应:氯离子可以与混凝土中的水化硅酸盐、水化铝酸盐等发生化学反应,形成新的化合物,导致混凝土的物理和化学性质发生变化。
三、影响氯盐侵蚀的因素氯盐侵蚀的程度受到多种因素的影响,其主要包括以下方面:1. 混凝土的性质:混凝土的成分、强度、密度、孔隙率等是影响氯盐侵蚀的重要因素,其中强度是影响氯盐侵蚀的关键因素之一。
2. 环境因素:混凝土所处的环境条件,包括湿度、温度、气候、污染程度等都会影响氯盐侵蚀的程度。
3. 氯盐浓度和渗透深度:氯盐的浓度和渗透深度是影响氯盐侵蚀的关键因素,氯盐浓度越高,渗透深度越深,混凝土的侵蚀程度就越大。
4. 其他因素:混凝土的施工工艺、维护保养等因素也会对氯盐侵蚀产生影响。
四、氯盐侵蚀的表现形式氯盐侵蚀的表现形式有很多种,主要包括以下几种:1. 表面盐霉现象:混凝土表面出现白色的盐霉现象,这是由于氯盐渗透后,水分蒸发形成的盐晶。
2. 表面起壳、龟裂:混凝土表面出现起壳、龟裂现象,这是由于氯盐侵蚀后,混凝土的强度减弱,表面脱落。