【正文】 以及標(biāo)題與正文之間需要空一行嗎？下同 淤泥產(chǎn)生的緣由 為了保證河道正常的通行能力、改善湖泊河道的水質(zhì)問題、拓展城市的景觀工程，政府常常對(duì)一些河道湖泊進(jìn)行疏浚與清淤工作，由此產(chǎn)生了大量的廢棄土方。的河底淤泥，南運(yùn)河蘇州段的疏浚工作預(yù)計(jì)疏浚土方量達(dá) 928 萬 m179。 這些僅僅是冰山一角，隨著經(jīng)濟(jì)、海上運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，大量港口的建設(shè)與維護(hù)工作不斷的進(jìn)行，也會(huì)產(chǎn)生大量的疏浚淤泥。這往往就會(huì)造成一系列的問題。這樣的傳統(tǒng)做法顯然不適應(yīng)現(xiàn)在社會(huì)的可持續(xù)利用的要求了，所以需要提出新的處理辦法。這樣不但解決了土地資源的浪費(fèi)和生活環(huán)境污染的問題，也同時(shí)減少了對(duì)于傳統(tǒng)材料的使用。進(jìn)行淤泥的資源化處理，不僅能夠達(dá)到防止淤泥 對(duì)周圍環(huán)境的破壞的發(fā)生，而且符合我過可持續(xù)發(fā)展的策略，十分的符合我過的國(guó)情。這就必然的減少了傳統(tǒng)材料的使用，隨著技術(shù)的進(jìn)步，制度的完善可見改性淤泥的使用前景是美好的。對(duì)于我國(guó)來說，這個(gè)新興的行業(yè)極其的富有發(fā)展前景。目前國(guó)內(nèi)外淤泥固化處理技術(shù)主要包括物理脫水固結(jié)、高溫溶解燒結(jié)和化學(xué)固化 3類。當(dāng)產(chǎn)生的淤泥量較少而且有場(chǎng)地進(jìn)行攤鋪晾曬時(shí) , 可以采用晾曬的方法 , 通過晾曬蒸發(fā)去掉淤泥中多余的水分后 , 即可用作填土材料進(jìn)行使用。機(jī)械脫水的方法是使用脫水機(jī)械將淤泥中多余的水分除去 , 脫水后易于運(yùn)輸和使用。在各種筑堤、填海、堤岸加固工程中 , 對(duì)于含沙量較高的淤泥 , 也有很多采用高壓袋充固結(jié)排水的方法進(jìn)行資源化利用。袋充方法具有施工速度快、造價(jià)低、就地取材的特點(diǎn) , 但只適用于含沙量較大的淤泥 , 對(duì)于粉粒、黏粒含量較高的淤泥該法難以達(dá)到預(yù)期的效果。 淤泥通過燒結(jié)處理可以制成建材 , 也是一種經(jīng)濟(jì)有效的資源化方法 , 其主要用途有制輕質(zhì)陶粒、熔融微晶玻璃、生產(chǎn)水泥、制磚等。日本研制成功的淤泥微晶玻璃 , 是建筑物優(yōu)良的裝飾材料 , 其類似于人造大理石 , 外觀、強(qiáng)度、耐熱性都比較優(yōu)良。用淤泥為主要原料制成的磚塊透氣性好、重量輕 , 如將其用于鋪設(shè)人行道 , 雨水能夠比較容易滲過磚塊直接進(jìn)入地下 , 從而可防止 因下水道排水不暢而造成的積水。 近年來浙江省出臺(tái)了利用河道淤泥制磚的扶持政策 , 鼓勵(lì)磚瓦企業(yè)利用淤泥制磚造瓦 , 一些磚瓦企業(yè)紛紛投資參與河道疏浚并利用淤泥制磚造瓦 , 有效加快了河道疏浚 , 一舉多贏。另外 , 具有膠凝性質(zhì)的水化產(chǎn) 物在淤泥顆粒之間形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) , 即構(gòu)成了骨架 , 結(jié)晶類的水化產(chǎn)物則填充網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙 , 待硬化后淤泥便具備了一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外 , 包裹著淤泥顆粒的凝結(jié)硬化殼可有效地降低其中污染物質(zhì)的活性 , 從而起到一定的 / 減污 0 作用。 采用高溫溶解燒結(jié)方法處置淤泥 , 能產(chǎn)生較高附加值的產(chǎn)品 , 但其對(duì)淤泥性質(zhì)有一定的要求 , 而且處理費(fèi)用高、處理淤泥量有限 , 對(duì)處理含沙量過高的疏浚淤泥不適用{4}, 對(duì)處理大量的淤泥也不太合適 。 化學(xué)固化機(jī)理 化學(xué)固化技 術(shù) {1}是向淤泥中添加固化材料 ,通過攪拌混合、養(yǎng)護(hù) ,使淤泥、水、固化材料之間發(fā)生一系列的水解和水化反應(yīng) ,使得松軟無強(qiáng)度的淤泥變成具備一定力學(xué)性能的固化土。另外 ,具有膠凝性質(zhì)的水化產(chǎn)物在淤泥顆粒之間形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ,即構(gòu)成了淤泥的骨架 ,結(jié)晶類的水化產(chǎn)物則填充網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙 ,使得淤泥內(nèi)部變得致密 ,待硬化后淤泥便具備了一定 的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?；瘜W(xué)固化處理后的淤泥具有強(qiáng)度可控、施工簡(jiǎn)便迅速等優(yōu)點(diǎn) ,適合大批量淤泥的固化處理。這一方法已在日本、荷蘭、新加坡有較為廣泛的使用。日本東京設(shè)有多處廢棄土處理中心 ,將廢棄淤泥通過固化處理后代替砂料等土石方 材料進(jìn)行出售。 目前固化材料中 ,水泥、石灰、石膏、粉煤灰等為主要組成材料。所以，有必要進(jìn)行研究來找到最合適的固化劑配合比，發(fā)揮各自材料的最大作用。以煤為主的電力工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展導(dǎo)致粉煤灰的排放急劇增加 ， 直接排放到空氣中會(huì)造成污染，若采用濕排，則消耗大量的水資源；若采 用堆放處理，則會(huì)廢棄大量的土地資源。 脫水處理后的粉煤灰，可以生產(chǎn)燒結(jié)磚、加氣混凝土、生產(chǎn)陶粒等，運(yùn)用廣泛，并有著非常好的效果。（見圖 1圖 12） 圖 11河邊的爛泥塘，石頭一砸一個(gè)坑 圖 12用粉煤灰填泥塘后的土地 從上面的具體實(shí)例上看出粉煤灰的改性作用，能夠充分的改變淤泥原本的力學(xué)性質(zhì)。但是隨著認(rèn)識(shí)的深入，淤泥的可利用性的價(jià)值漸漸被人們認(rèn)識(shí)。這樣不僅節(jié)省了現(xiàn)有資源的使用，而且在強(qiáng)度上也與傳統(tǒng)材料沒有較大的差別，這就使得淤泥的可利用化的意義顯現(xiàn)了出來。通過一些列的研究能夠?qū)μ倌嗟母男詸C(jī)理、淤泥改性指標(biāo)、淤泥改性后的力學(xué)性質(zhì)有所了解。讓粉煤灰以、水泥和石 灰的改性作用得以顯現(xiàn)。）、秒表、百分表、電子天平、鋼絲鋸、土工刀、調(diào)土刀、鋁盒、盛土杯等。因此，固化材料不僅具有膠結(jié)土粒的作用 以形成骨架，還應(yīng)具備填充骨架內(nèi)部空隙的功能。2Si02 2()+4H2O 一 3CaO3H2O+Ca(OH)2。A12O3+6H2O 一 3CaO6H20。A12O3Fe2O3+2Ca(OH)2+10H2O 一 Fe2O3+6H2O； 3CaSO4+3CaO32H20。所以生成的氫氧化鈉、水化硅酸鈣能迅速溶解與水中，便于接下來的一系列反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。A12O3CaSO4所生成的氫氧化鈣，水化硅酸鈣能迅速溶于水中，使水泥顆粒表面重新暴露出來，再與水發(fā)生反應(yīng)，這樣周圍的水溶液就逐漸達(dá)到飽和。 （ 2）淤泥顆粒與水泥水化物的作用 當(dāng)水泥的各種水化物生成后，有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥石骨架，有的則與周圍具有一定活性的粘土顆粒發(fā)生反應(yīng)。水泥水化生成的凝膠粒子的比表面積約比原水泥顆粒大 1000 倍，因而產(chǎn)生很大的表面能，有強(qiáng)烈的吸附活性，能使較大的土團(tuán)粒進(jìn)一步結(jié)合，形成固化土的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，并封閉各團(tuán)粒的孔隙形成堅(jiān)固的聯(lián)結(jié)。反應(yīng)式為 : SiO2+Ca(OH)2+nH2O 一 3CaO(nH)H2O A12O3+Ca(OH)2+nH2O 一 CaO(n+1)H2O 3）碳酸化作用 水泥水化物中游離的氫氧化鈣能吸收水中和空氣中的二氧化碳，發(fā)生碳酸化作用，生成不溶于水的碳酸鈣，這種反應(yīng)也能使固化土增加強(qiáng)度，但增長(zhǎng)強(qiáng)度較慢，幅度較小。研究表明 ,粉煤灰的活性不僅低于成分相近的火山灰質(zhì)粉末材料 (如矸石等 ),而且更低于礦渣的水化活性。粉煤灰的物理活性產(chǎn)生的效應(yīng)包括減水效應(yīng)、微集料效應(yīng)和密實(shí)效應(yīng)。微集料效應(yīng)是指粉煤灰顆粒充當(dāng)微小集料 ,均勻分布在體系之中 ,填充孔隙和毛細(xì)孔 ,改善體系的孔結(jié)構(gòu)和增大密實(shí)度 。物理活性主要在摻粉煤灰體系的早期發(fā)揮作用 [9]。 （ 2）激發(fā)方式 1）物理激發(fā) 物理激發(fā)即機(jī)械粉磨。煤灰經(jīng)機(jī)械粉磨 ,含玻璃珠 的粗顆粒即微珠粘聯(lián)體被分散成單個(gè)微珠 , 較大的玻璃體和炭粒變成細(xì)屑 ,雖然顆粒表面積增大 ,表面吸附的水量增加 ,但是球形顆粒增多 ,發(fā)揮“滾珠”作用 ,使體系的流動(dòng)性增加 ,和易性改善 ,從而減少了需水量 [17]。 2） 化學(xué)激發(fā) 常用的粉煤灰的化學(xué)激發(fā)方法有酸激發(fā)、堿激發(fā)、硫酸鹽激發(fā)、氯鹽激發(fā)和晶種激發(fā)等。下面簡(jiǎn)要介紹幾種激發(fā)機(jī)理。同時(shí) ,也有學(xué)者認(rèn)為 , SO42生成的 CaSO4 和 AFt 均有一定的膨脹作用 ,可以填補(bǔ) 水化空間的空隙 ,使?jié){體的密實(shí)度提高 ,起到補(bǔ)償收縮的作用[12]。粉煤灰的化學(xué)成分呈弱堿性，在堿環(huán)境中其活性最容易被激發(fā) ,粉煤灰活性激發(fā)的關(guān)鍵是使SiO 和 A1O 鍵斷裂。 常用氯鹽激發(fā)劑主要有 CaCl2 和 NaCl。 Ca2++ Al2O3+ Cl+ OH——— 3CaOCaCl2 鋁硅酸鹽玻璃體在堿性環(huán)境中 ,才能表現(xiàn)出活性。10H2O)(硫酸鹽激發(fā) )對(duì)粉煤灰的活性進(jìn)行復(fù)合激發(fā) [15]。并且在堿環(huán)境中，水泥的固化以及粉煤灰的固化作用均能夠達(dá)到良好的效果，對(duì)淤泥的固化試驗(yàn)有著良好的促進(jìn)作用 [16]。 2． 3 本章小結(jié) （ 1）本章簡(jiǎn)述了淤泥固化試驗(yàn)中所需要的試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)儀器； （ 2）本章分別對(duì)水泥、粉煤灰和石灰的固化機(jī)理做了簡(jiǎn)述，并在不同的激發(fā)環(huán)境下進(jìn)行敘述，這樣對(duì)試驗(yàn)的理論部分有所了解，為下一步的試驗(yàn)操作打下了理論基礎(chǔ)。本章節(jié)從淤泥的物理特性著重研究，并做分析。在淤泥試樣中挑出雜物，靜置 2 天后析出水分，測(cè)含水率。 淤泥物理性質(zhì)試驗(yàn)分析 淤泥含水率的測(cè)定 （ 1）試驗(yàn)所需準(zhǔn)備的器材： 1） 1012A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱（由于淤泥中含有有機(jī)質(zhì)，設(shè)定溫度不超過 80176。試樣烘至恒量的時(shí)間，設(shè)定為 68h，恒溫后稱重量。將試樣和盒從干燥器呢取出，稱盒加干土質(zhì)量，準(zhǔn)確至 。 ?2稱量盒加干土質(zhì)量（ g） 。 注意：注意：烘干法試驗(yàn)應(yīng)對(duì)兩個(gè)試樣進(jìn)行平行測(cè)定，并取兩個(gè)含水率測(cè)值的算術(shù)平均值。 （ 3）含水率試驗(yàn)結(jié)果 從試驗(yàn)結(jié)果（表 ）可以看出，未經(jīng)固化的淤泥含水率很高，難以將淤泥進(jìn)行處理。壁厚 ）； 2） 稱量 500g，最小分度值為 的天平； 3） 切土刀，鋼絲鋸，凡士林； （ 2） 密度測(cè)定方法： 1） 按工程需要取原狀土或制備所需狀態(tài)的擾動(dòng)土樣，整平其兩端，將環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上。然后將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊削，至土樣伸出環(huán)刀為止。 3）擦凈環(huán)刀外壁稱量。精確至 。 21mmmVV? ??? （式 ） 1 ?? ?? ? （式 ） 式中：?????濕密度（ g/c3） ,精確至 3m； ?d干密度（ g/cm） ,精確至 ； 濕土質(zhì)量（ g）； V 為環(huán)刀體積，（ 60 3cm ）； 2m 為環(huán)刀加濕土質(zhì)量， g； 1m 為環(huán)刀質(zhì)量， g； 本實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行 2 次平行試驗(yàn)，其平行差值不大于 3gcm 。 5）密度試驗(yàn)結(jié)果。 淤泥液塑限的測(cè)定 (1) 試驗(yàn)所需準(zhǔn)備的器材： 1） 液塑限聯(lián)合測(cè)定儀，包括帶標(biāo)尺的圓錐儀、電磁鐵、顯示屏 、控制開關(guān)和試樣杯。 2）稱量 200g、最小分度值 的水平。 4）鋁制稱量盒、調(diào)土刀、孔徑為 的篩、凡士林等。 2）將制備好的土膏用調(diào)土刀充分?jǐn)嚢杈鶆?，密?shí)地填入試樣杯中，應(yīng)使空氣逸出。 3）將試樣杯放在聯(lián)合測(cè)定儀的升降座上，調(diào)節(jié)零點(diǎn)，使圓錐尖接觸試樣表面，指示燈亮?xí)r圓錐在自重下沉入試樣內(nèi)，經(jīng)過 5s 后立即測(cè)讀圓錐下沉深度。 4） 將試樣從試樣杯中全部挖出，再加水或吹干并調(diào)均，重復(fù)以上試驗(yàn)步 驟分別測(cè)定試樣在不同含水率下的圓錐下沉深度。 5）按式 、式 和式 計(jì)算塑性指數(shù)，液性指數(shù)： （式 ） 式中：??????1?液限（ %），精確至 %； m干土加稱量盒質(zhì)量（ g） 。 0稱量盒質(zhì)量（ g） 。 液性指數(shù)計(jì)算： IpI poL??? （式 ） 式中：??????LI液性指數(shù)，精確至 ； o?天然含水率（ %）； 6）液限和塑限的確定 以含水率為橫坐標(biāo)、以圓錐入土深度為縱坐標(biāo)在雙對(duì) 數(shù)坐標(biāo)紙上繪制含水率與圓錐入土深度關(guān)系曲線如下圖所示；三點(diǎn)應(yīng)在一直線上，當(dāng)三點(diǎn)不在一直線上時(shí)，通過高含水率的點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連成兩條直線，在圓錐下沉深度為 4m 出查%10001 121 ???? mm mm? 的相應(yīng)的量個(gè)含水率，當(dāng)所查的兩個(gè)含水率差值小于 2%時(shí)，應(yīng)以該兩個(gè)含水率平均值的點(diǎn)與高含水率的點(diǎn)再連一直線，若兩個(gè)含水率的差值大于、等于 2%時(shí)，則應(yīng)重做試驗(yàn)。（見下表 液塑限實(shí)驗(yàn)記錄表） 表 鋁盒號(hào) 盒重 盒 +濕土重 盒 +干土重 水分重量 干土重量 含水率 % 圓錐下城深度mm 液限/% 塑 限/% 塑性指數(shù) 31 37 313 65 34 21 8）淤泥含水率與圓錐入土深度關(guān)系圖，見下圖 31. 40 42 44 46 48 50 52 54468圓錐入土深度h（mm）含水率 ω （% ） 圖 31淤泥含水率與圓錐入土深度關(guān)系圖 淤泥顆粒級(jí)配的測(cè)定 (1)試驗(yàn)設(shè)備： 1) BT9300H 激光粒度分布儀； 2）滴管、盛土杯、土工刀。 （ 3）測(cè)定結(jié)果： 經(jīng)電腦處理后，得到一數(shù)據(jù)表格。 圖 32太湖淤泥的顆分曲線