水泥复合固化剂加固淤泥的工程性质及机理研究

作者：梅警方; 曾庆强^*; 王臻华; 项伟

来源：安全与环境工程, 2021, 28(06): 215-224.

DOI：10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20201161

• 淤泥
• 固化材料
• 工程性质
• 无侧限抗压强度
• 重金属离子浓度
• 孔隙结构

采用化学固化的方法对富含有机质的淤泥进行处理,将其转化为满足工程要求的土工材料,对实现淤泥的资源化利用和环境保护都具有重要的意义。针对淤泥的特殊性质,选取水泥、生石灰、高铁酸钾和高分子吸水树脂作为固化材料,按照一定的比例单独或复合掺入淤泥中,以无侧限抗压强度和渗出液重金属离子浓度作为评价指标,探究不同固化材料对固化淤泥工程性质的影响,并采用X-射线衍射和扫描电子显微镜分析了对固化前后淤泥物质成分和孔隙结构的变化情况,探讨了不同固化材料在淤泥固化过程中的作用机制和固化机理。试验结果表明:不同固化材料的掺入均能不同程度地提高固化淤泥的强度,且复合掺入方式能将固化淤泥的强度从0.455 MPa显著提高到4.098 MPa;不同固化材料的掺入会对固化淤泥渗出液中重金属离子浓度造成不同程度的影响,这是因为高分子吸水树脂空间网络中的—COO-官能团能与重金属离子配位,可显著降低渗出液中的重金属离子浓度,水泥和生石灰通过水化产物的包裹作用固定重金属离子,而高铁酸钾氧化裂解有机质则会在一定程度上造成渗出液离子浓度的升高;各固化材料通过转化自由水、减薄扩散层厚度、新物质填充孔隙等方式改善了淤泥的工程性质,但仅在淤泥中复合掺入固化材料时才能有效促进钙矾石、水化铝酸钙(C-A-H)和水化硅酸钙(C-S-H)的生成,从而起到胶结黏土颗粒和填充孔隙的作用。

• 单位
  中国地质大学（武汉）; 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司