论文部分内容阅读
淤泥通过固化处理后,可以作为良好的填筑材料,广泛应用于邻近的堤防加固工程、市政工程、道路工程和填海工程。这既保护了生态环境,也节省了大量的建材资源供工程活动利用,为有效处理淤泥提供了切实可行的思路,对我国可持续发展战略具有重要意义。本文以福建宁德地区典型近海海相淤泥作为研究对象,提出了相应的固化对策,并选取合适的固化材料作为复合固化剂,通过单掺试验和正交试验,探究了各固化材料对固化淤泥强度的影响规律,并确定复合固化剂的最优配比。为评价固化淤泥的路用性能,开展了无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、固结试验、浸水试验、干湿循环试验和渗出液试验等室内试验,分别从固化淤泥的力学性质和固化淤泥的稳定性两个方面进行研究。结合一系列微观测试技术,从物质成分、孔隙结构特征和表面电化学等角度分析探讨了复合固化剂的固化作用机理。论文的主要内容和研究成果如下:（1）复合固化剂配方的研究针对淤泥的特点,选取水泥、生石灰、高铁酸钾和吸水树脂作为固化材料,以7天无侧限抗压强度作为评价指标,通过单掺试验和正交试验,探究各固化材料对固化淤泥强度的影响规律,并确定复合固化剂的最优配比。试验结果表明:复合固化剂的配比方案为:水泥掺量6%、生石灰掺量2%,高铁酸钾掺量0.5%,吸水树脂掺量2.0%。该配比条件下,处理1m3淤泥的价格约为221元,固化淤泥的7天无侧限抗压强度为4.098MPa。（2）固化淤泥的力学性质研究通过无侧限抗压试验、直剪试验和固结试验,系统研究复合固化剂固化淤泥强度、变形等力学性质的变化规律,并与传统的处理方法（掺15%水泥）进行对比,分析和评价复合固化剂的固化效果。试验结果表明:复合固化剂固化淤泥在抗压强度、抗剪强度和压缩性等多个指标方面均优于采用传统固化方法处理得到的固化淤泥。（3）固化淤泥的稳定性研究通过浸水试验、干湿循环试验和渗出液试验,分别模拟湿润环境、温度水分极端变化环境和长期渗流环境,进一步评价复合固化剂的固化效果和固化淤泥的路用性能。试验结果表明:复合固化剂固化淤泥具有良好的水稳性和耐久性,同时能够有效减低了渗出液中铜、锌、铅离子的浓度。（4）复合固化剂的固化机理研究通过一系列微观试验技术手段,从物质成分、孔隙结构和表面电化学等多角度的对复合物固化剂的作用机理进行探究。试验结果表明:掺入复合固化剂后,固化淤泥中的有机大分子被高铁酸钾氧化裂解,转化为有机小分子和无机盐;同时,大量的孔隙水转化为吸水树脂中的结合水或与水泥、生石灰发生水化反应。该过程,促进了钙矾石和水化胶凝产物CAH、CSH的生成,联合高铁酸钾还原产物Fe（OH）3和凝胶状的吸水树脂,共同起到填充孔隙和加强土颗粒联结的作用,从而达到固化淤泥的目的。