论文传递¦王文翀,黄英豪,王硕,彭广益,王淮:减水剂对流态固化淤泥流动性的影响试验研究 (《岩土工程学报》2024年第8期论文)

文摘   科学   2024-09-05 10:00   江苏  
减水剂对流态固化淤泥流动性的影响试验研究
论文引读与观点概要

随着我国对环境和生态的日益重视,全国大小航道及河湖底泥陆续开展疏浚工程,产生了大量的疏浚淤泥,此外,随着建筑行业对可持续替代材料的需求不断增加,世界各国对工业废料的资源化利用进行了大量研究,其中,将工业废料转化为可控低强度材料为一种很好的资源化利用方法。

可控低强度材料,又称为流动回填材料,是一种水泥自密实材料,可替代回填土中的压实土壤,用于不同用途,例如结构、地基、路面基层、管道垫层和沟槽的回填等。该回填材料既能消纳大量废弃物,又能有效避免传统回填材料压实不够致密,在一些狭窄回填区域易存在压实死角等问题。国内外相关学者已先后将水泥窑灰、海洋疏浚泥、油砂、建筑渣土、底灰、粉煤灰、高炉矿渣等废弃物引入到该材料的制备中,并取得了一定成果。

本文拟采用淤泥为原材料,水泥为固化材料,减水剂来调节流动性,制备出强度、流动性等性能可控的流态回填料,将其命名为可控性能流态固化回填料(Performance-controlled fluidized solidified backfill materialPCFS材料)。目前国内外相关学者对于淤泥固化土的研究多集中在水泥对其强度的影响方面,而对其流动性能方面的研究较少。本文针对流态固化淤泥的流动性能展开研究,主要探讨了PCFS流动性能的基本影响因素,研究了不同减水剂对PCFS流动性能的影响规律,以期对淤泥的流动固化施工技术发展有所助益。

文中探讨PCFS流动性能的基本影响因素有初始含水率和水泥掺量,选取的三类减水剂分别为:聚羧酸减水剂、萘系减水剂、木质素磺酸钙,通过大量流动度试验,得到主要试验结果如下图所示。

1三类减水剂对PCFS流动度的提升效果
主要结论
采用太湖淤泥,水泥作为固化材料,选择木钙、萘系和聚羧酸三类代表性减水剂,通过大量流动度试验,研究了PCFS的流动性基本影响因素和三类减水剂对PCFS流动性的提升效果,得到以下几点结论:
1)初始含水率对PCFS的流动度影响显著,具有明显的提升作用,且其流动度和初始含水率之间存在线性正相关关系;水泥的掺入会导致PCFS流动度显著降低,且水泥对PCFS流动度的影响主要发生在水泥掺量≤2%范围内。
2)三类减水剂对PCFS流动度的提升作用从大到小依次为聚羧酸>萘系>木钙,但木钙的掺入会引入少量气泡,聚羧酸在掺入量较大时会引入大量气泡,其中木钙和萘系存在饱和掺量,分别为4%、2%。
3)水泥掺量不同使得三类减水剂提升流动度的效果产生明显差异,水泥掺量的增大使得木钙的提升效果降低,对于聚羧酸的影响较小,而对于萘系则表现出了反常效应
作者简介

(王文翀,南京水利科学研究院硕士研究生,主要从事疏浚淤泥流动固化的研究)

(黄英豪,博士,正高级工程师,博士生导师,主要从事水利交通工程疏浚淤泥处理和资源化利用方向的科研和技术咨询)



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