固化疏浚淤泥-磷石膏混合土膨胀机理研究

湖泊治理中的一大难题是大量的疏浚淤泥难以妥善处理，对于云南滇池这样疏浚量巨大，周边用于做堆场的闲置土地缺乏的工程尤甚；环湖区域同时还存在数量巨大的磷石膏需要处置，将疏浚淤泥、磷石膏混合土进行固化处理，是一项具有广泛前景的处理技术。.含磷石膏的固化土易生成钙矾石导致膨胀，适度的膨胀对固化效果有利，过量的膨胀则可能引起结构的损伤。目前，对于膨胀的机理还存在不明确的地方，特别是疏浚淤泥中含有丰富的有机质，而有机质对固化土膨胀作用和影响机理研究还有待深入。本项目拟采用人工方法改变疏浚淤泥的有机质含量，即配制不同有机质含量的疏浚淤泥-磷石膏混合土，再对混合土进行固化，拟从微观结构特征及宏观力学性质的角度分析有机质对固化混合土膨胀的作用和影响，揭示其机理；明确混合固化土的强度、变形和渗透性质。本项目的研究对疏浚淤泥及工业废料磷石膏的资源化处理研究及工程实践具有较为重要的理论意义和工程实践意义。

将疏浚淤泥、磷石膏混合土进行固化处理，是一项具有广泛前景的处理技术。本项目主要做了以下两个方面的研究：.1）揭示了疏浚淤泥中的有机质对固化混合土膨胀率的影响和作用机理；有机质中含有的富里酸对水泥中钙离子的吸附作用，拟制水化反应发生，这对固化效果不利；但有机质在土中和黏粒形成团聚体，使得土中富含微孔隙，为钙矾石等膨胀物质提供了空间，这对拟制固化混合土的膨胀是有利的。通过大量室内试验，明确了有机质含量、掺灰比对固化混合土的强度、膨胀量及孔隙比的关系。.2）明确了固化混合土的工程性质，主要包括强度、变形和渗透特性。在综合分析了固化混合土的强度及渗透性的基础上，得出基质土中的磷石膏和疏浚淤泥最佳质量混合比约为1/3.5~1.2/1，即1m3淤泥中分别添加400~1600kg的磷石膏。此混合比例的基质土中仅掺ac=100kg/m3的水泥的情况下无侧限抗压强度可达450~900kPa左右，介于单纯的水泥固化疏浚淤泥和水泥固化磷石膏之间；渗透系数k在10-5~10-6cm/s数量级。.本项目基本解决了固化混合土新型技术的核心问题，有望实现疏浚淤泥、磷石膏的资源化处理。