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泡沫剂对粉质粘土地层渣土改良试验研究

广东水利电力职业技术学院学报 2024年第1期22卷 30-33页

作者：汪振炉中铁十八局集团市政工程有限公司天津300222

为确保细颗粒软粘性土土压平衡盾构施工的顺利进行,需对土仓渣土进行改良研究。以广州地铁21号线水西至长平盾构区间粉质粘土地层为例,进行不同泡沫掺入比室内试验,评价采用界面活性剂(泡沫剂)进行渣土改良方案的成效。研究表明:试验渣... 详细信息

为确保细颗粒软粘性土土压平衡盾构施工的顺利进行,需对土仓渣土进行改良研究。以广州地铁21号线水西至长平盾构区间粉质粘土地层为例,进行不同泡沫掺入比室内试验,评价采用界面活性剂(泡沫剂)进行渣土改良方案的成效。研究表明:试验渣土在合理泡沫掺入比范围内,随着掺入比的增大,渣土坍落度明显增大,抗剪强度以及渗透逐渐减小。当泡沫掺入比大于25%时,掺入比对试验渣土的坍落度增大作用逐渐降低。结合工程实际及试验改良效果的对比分析得出:针对粉质黏土的泡沫掺入比可在20%~25%范围内进行调整。

关键词：粉质粘土渣土界面活性剂(泡沫剂) 改良

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盾构隧道渣土资源化再利用技术研究及展望

隧道建设（中英文） 2022年第2期42卷 188-207,I0003-I0022页

作者：谢亦朋张聪阳军生傅金阳肖超占永杰中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南林业科技大学土木工程学院湖南长沙410004 中建五局土木工程有限公司湖南长沙410004

为形成对盾构渣土资源化再利用技术进展、挑战与创新的系统认识,介绍了国内外盾构隧道渣土的分类再利用标准,详细总结了盾构渣土作为盾构施工辅助材料、再生建筑材料、植被复垦材料与工程填筑材料的再利用技术。阐明分析了盾构渣土资源... 详细信息

为形成对盾构渣土资源化再利用技术进展、挑战与创新的系统认识,介绍了国内外盾构隧道渣土的分类再利用标准,详细总结了盾构渣土作为盾构施工辅助材料、再生建筑材料、植被复垦材料与工程填筑材料的再利用技术。阐明分析了盾构渣土资源化再利用技术在标准、方法、设备、市场效益等方面仍存在细化、优化、规模化、产业化的挑战,构建了"再利用方式初判—盾构渣土分级处理—渣土再利用可行性评价—再生产品性能与市场效益评估"的盾构渣土资源化再利用的标准化技术流程。重点阐述了盾构渣土在壁后注浆材料、植被复垦基质和免烧建筑材料等方面的再利用新技术,提出了盾构渣土在壁后注浆材料中的分级再利用标准、渣土再生产品性能优化的多目标规划技术、盾构渣土作为植被复垦基质的再利用可行性试验方法、盾构渣土制备免烧空心砖的工艺流程与参数优化等新思路。最后,对我国盾构渣土资源化再利用技术与产业发展趋势进行了展望。

关键词：盾构隧道渣土资源化再利用技术壁后注浆材料植被复垦免烧空心砖

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微波技术烧成拜耳法赤泥-渣土陶粒

非金属矿 2022年第4期45卷 97-101,106页

作者：罗树琼江壮壮张海波毛宇翔潘崇根杨雷河南理工大学材料科学与工程学院河南省深地材料科学与技术重点实验室绿色高性能建筑材料河南省杰出外籍科学家工作室河南焦作454003 河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 浙大宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100

采用微波技术烧成拜耳法赤泥-渣土陶粒,研究了拜耳法赤泥掺量、烧成温度、保温时间对陶粒吸水率、孔隙率、表观密度的影响,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微(SEM)表征其微观结构。结果表明,拜耳法赤泥掺量为20%,烧成温度为1100℃,保... 详细信息

采用微波技术烧成拜耳法赤泥-渣土陶粒,研究了拜耳法赤泥掺量、烧成温度、保温时间对陶粒吸水率、孔隙率、表观密度的影响,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微(SEM)表征其微观结构。结果表明,拜耳法赤泥掺量为20%,烧成温度为1100℃,保温时间为15 min,制备的陶粒性能较好,1 h吸水率为0.25%,孔隙率为0.26%,表观密度为2.06 g/cm^(3);陶粒中形成了赤铁矿、中长石、拉长石、钠长石物相。本研究为拜耳法赤泥和渣土的大规模利用及微波烧成技术制备陶粒提供了参考。

关键词：微波烧成拜耳法赤泥渣土陶粒温度

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微波技术制备赤泥-渣土陶粒研究

微波技术制备赤泥-渣土陶粒研究

作者：江壮壮河南理工大学

学位级别：硕士

赤泥是生产氧化铝过程中产生的固体废弃物,渣土是在基础设施建设过程中产生的建筑垃圾,目前二者的处理方式为堆存和填埋,不仅占用大量土地资源,还会带来环境污染问题。因此,二者的资源化利用迫在眉睫。赤泥和渣土均含大量Si、Al、Ca和F... 详细信息

赤泥是生产氧化铝过程中产生的固体废弃物,渣土是在基础设施建设过程中产生的建筑垃圾,目前二者的处理方式为堆存和填埋,不仅占用大量土地资源,还会带来环境污染问题。因此,二者的资源化利用迫在眉睫。赤泥和渣土均含大量Si、Al、Ca和Fe质材料,具备制备陶粒所需成分。然而,陶粒主要采用传统高温进行烧成,存在能耗高、加热不均、温度应力大等问题,而微波高温烧成技术具有升温快、体加热等特点。因此,本文研究以赤泥和渣土为主要原料,采用微波烧成技术制备赤泥-渣土陶粒,研究微波加热对赤泥-渣土陶粒主要物相形成、多孔结构形成的作用机制,揭示其机理,为微波技术制备赤泥-渣土陶粒提供理论依据。主要研究成果如下:（1）通过单因素实验确定出微波高温烧成技术和传统烧成技术的最佳烧成工艺。微波高温烧成合适工艺为:赤泥:渣土为3:7,预热温度为550℃,升温速率为9℃/min,烧成温度为1100℃,保温时间为15 min。得到的陶粒1 h吸水率为10.41%,孔隙率为19.31%,体积密度为1.86 g/cm3。传统高温烧成合适工艺为:赤泥:渣土为3:7,预热温度为550℃,升温速率为9℃/min,烧成温度为1125℃,保温时间为25 min。得到陶粒1 h吸水率为4.16%,孔隙率为8.68%,体积密度为2.09 g/cm3。微波高温烧成技术降低了赤泥-渣土的烧成温度,减少了其烧成时间。（2）微波高温烧成技术和传统高温烧成技术制备的陶粒主要物相均为石英、拉长石、中长石、钠长石、钙长石、赤铁矿等产物;陶粒的微观结构表明,微波技术制备的陶粒孔隙率比传统技术制备的陶粒孔隙率高,且形成的玻璃相更加均匀。（3）通过响应面优化实验分别对微波高温烧成技术和传统高温烧成技术所确定的烧成工艺进行优化。优化后的微波高温烧成工艺为:赤泥:渣土为3:7,预热温度为550℃,升温速率为9℃/min,烧成温度为1110℃,保温时间为15 min所得到的陶粒物理性能预测值与实测值接近,符合响应面拟合模型。优化后的传统高温烧成工艺为:赤泥与渣土配比为3:7,预热温度为550℃,升温速率为9℃/min,烧成温度为1127℃,保温时间为25 min,所得到的陶粒物理性能与预测值接近,符合响应面拟合模型。（4）微波高温烧成和传统高温烧成的陶粒重金属离子浸出实验结果表明,微波高温烧成陶粒对K+、Na+、Zn2+、Cu2+、Cr3+、Pb4+的固化率分别为72%、86.8%、76.9%、99.2%、100%;传统高温烧成陶粒对K+、Na+、Zn2+、Cu2+、Cr3+、Pb4+的固化率分别为61%、87.5%、80.7%、46%、100%。相比较地,微波高温烧成技术对Na+、Cr3+固化率更高,可能是因为微波烧成的陶粒内部玻璃相产生更加均匀,能更有效地固化离子。（5）当微波烧成条件为:赤泥:渣土为3:7,烧成温度为1100℃,升温速率为9℃/min,保温时间为15 min;传统烧成条件为:赤泥:渣土为3:7,烧成温度为1125℃,升温速率为9℃/min,保温时间为25 min;通过对微波高温烧成和传统高温烧成两种烧成方式电能消耗比较,可以得出微波烧成技术比传统烧成技术节约8.1 kW/h。微波高温烧成技术制备赤泥-渣土陶粒具有能耗低、环境友好等特点,符合我国低碳建材的发展趋势。图51幅,表26个,参考文献137篇。

关键词：微波烧成拜耳法赤泥渣土陶粒重金属固化能耗

700～900密度等级渣土陶粒的研制及其性能

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建筑材料学报 2018年第5期21卷 803-810页

作者：张磊张鸿飞荣辉杨久俊天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 天津城建大学天津市建筑垃圾与燃煤废弃物利用技术工程中心天津300384 江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室江苏南京210008

研究了粉煤灰、污泥和秸秆对渣土陶粒密度等级的影响,通过原材料配方和工艺参数优化制备出700～900密度等级的渣土陶粒,并对其进行了宏观性能和微观结构分析.结果表明:当焙烧温度为1 150℃时,渣土陶粒的堆积密度随着粉煤灰、污泥和秸秆... 详细信息

研究了粉煤灰、污泥和秸秆对渣土陶粒密度等级的影响,通过原材料配方和工艺参数优化制备出700～900密度等级的渣土陶粒,并对其进行了宏观性能和微观结构分析.结果表明:当焙烧温度为1 150℃时,渣土陶粒的堆积密度随着粉煤灰、污泥和秸秆(质量分数)的增加而逐渐降低;渣土-粉煤灰最适合制备渣土陶粒,当渣土(质量分数)为60%～83%,粉煤灰(质量分数)为17%～40%,焙烧温度为1 170～1 250℃时,可制备出700～900密度等级且粒径不同的渣土陶粒;对于同一粒径渣土陶粒,当密度等级由900降至700时,其筒压强度由12.6MPa降至4.9MPa;低密度等级渣土陶粒的内部孔径比高密度等级渣土陶粒的大,且连通孔较多;对于同一密度等级的渣土陶粒,小粒径陶粒内部封闭孔的比率较大,孔结构密实程度较高.

关键词：陶粒渣土粉煤灰密度等级孔结构

地铁盾构渣土改良为流动化土进行应用试验研究

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土木工程学报 2020年第S1期53卷 245-251页

作者：朱瑜星卞怡闵凡路朱伟河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点试验室江苏南京210098 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

针对中国地铁盾构施工产生的大量渣土能否改良为流动化土用作城市管廊施工回填浇筑材料问题,结合济南地铁R2号线任家庄-王府庄区间盾构渣土开展室内试验,分析不同配比条件下渣土改良流动化土流动性、强度及影响因素。结果表明,该研究采... 详细信息

针对中国地铁盾构施工产生的大量渣土能否改良为流动化土用作城市管廊施工回填浇筑材料问题,结合济南地铁R2号线任家庄-王府庄区间盾构渣土开展室内试验,分析不同配比条件下渣土改良流动化土流动性、强度及影响因素。结果表明,该研究采用的盾构渣土经过适合的水固比和灰砂比改良后,流动化回填土强度和流动性均满足管网回填的要求,其最佳配方为水固比0.5~0.53,灰砂比0.15;流动化回填土流动性主要受水固比影响,强度主要受水固比控制,若要同时满足两者要求,则需根据水灰比进行配方设计;作为流动化回填土的配制材料,是处理城市地铁土压平衡盾构渣土的一个可行的方向。

关键词：地铁土压平衡盾构渣土资源化利用流动化土

泥水盾构泥浆输送渣土冲蚀磨损力学性能的研究

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土木工程学报 2020年第S1期53卷 25-30页

作者：黄子木李兴高杨益北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁路广州局集团公司广州工程建设指挥部广东广州510440 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044

为探究泥水盾构泥浆输送渣土时对弯管的冲蚀磨损规律,基于计算流体力学方法,利用FLUENT软件对泥浆弯管输送含粗渣土(≥20mm)泥浆的冲蚀磨损过程进行模拟仿真,采用单因素方法分析了泥浆流速、泥浆黏度和渣土体积分数3种因素对弯管冲蚀磨... 详细信息

为探究泥水盾构泥浆输送渣土时对弯管的冲蚀磨损规律,基于计算流体力学方法,利用FLUENT软件对泥浆弯管输送含粗渣土(≥20mm)泥浆的冲蚀磨损过程进行模拟仿真,采用单因素方法分析了泥浆流速、泥浆黏度和渣土体积分数3种因素对弯管冲蚀磨损的影响规律。通过室内试验对泥浆磨损性能进行探究并验证模拟仿真的正确性。研究表明:泥浆流速对弯管的磨损率和磨损位置均影响显著,并且与磨损率呈正相关;渣土体积分数主要影响磨损率;泥浆黏度对弯管磨损状况影响不大;主要磨损区域均集中在弯管30°附近。

关键词：泥水盾构泥浆渣土冲蚀磨损数值模拟

盾构隧道渣土的物理力学性质及资源化利用研究

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河南科学 2023年第4期41卷 560-567页

作者：魏斌朱伟钱勇进王璐孟立夫河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学土木与交通学院南京210098 河海大学水科学研究院南京210098

为应对盾构隧道渣土日益庞大的产量,形成对盾构渣土的资源化利用体系的系统性认识是有必要的.取样得到国内6个不同城市的典型盾构隧道工程所产生的渣土,并对其进行试验得到了不同城市盾构渣土的含水率、液塑限含水率、颗粒粒径、贯入指... 详细信息

为应对盾构隧道渣土日益庞大的产量,形成对盾构渣土的资源化利用体系的系统性认识是有必要的.取样得到国内6个不同城市的典型盾构隧道工程所产生的渣土,并对其进行试验得到了不同城市盾构渣土的含水率、液塑限含水率、颗粒粒径、贯入指数、CBR承载比等物理力学性质,探讨了盾构渣土潜在的资源化利用前景.阐述了目前盾构渣土的资源化处理技术的原理、适用场景、品质要求,据此结合盾构渣土的物理力学性质进行分析,提出了不同性质渣土的分类体系,从而说明不同性质渣土可能的处理方式,进一步总结出一套盾构渣土综合利用途径流程,以期为我国的盾构渣土的资源化利用发展提供一定参考.

关键词：盾构隧道渣土物理力学性质渣土分类资源化利用

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工程建设渣土固化技术研究进展

工程建设渣土固化技术研究进展