金属离子络合物对盾构渣土固化过程中ζ电位的影响  

Influence of Metal Ion Complex onζPotential in Shield Muck During Solidification

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作  者:廖云洋 张恒 廖如鹏 雷命成 丁泊淞 汪优[2] LIAO Yunyang;ZHANG Heng;LIAO Rupeng;LEI Mingcheng;DING Bosong;WANG You(Fifth Engineering Company CREGC,Chengdu 610031,Sichuan,China;School of Civil Engineering,Central South University,Changsha 410075,Hunan,China)

机构地区:[1]中铁二局第五工程有限公司,四川成都610031 [2]中南大学土木工程学院,湖南长沙410075

出  处:《隧道建设(中英文)》2024年第S2期144-151,共8页Tunnel Construction

基  金:国家自然科学基金资助项目(51308552);中铁二局集团有限公司科技研究开发计划课题(2022-B-4);中国铁建股份有限公司2022年度科技研究开发计划及资助课题(2022-C1)。

摘  要:为减少盾构废弃渣土常规处理对生态环境造成的恶劣影响,提升盾构废弃渣土的资源化利用效率,采用金属离子络合物ZY-1加强盾构渣土固化过程中的水化反应。通过电位测试技术,深入分析金属离子络合物对盾构渣土固化过程中各物质颗粒表面ζ电位的影响,并给出经验参数方程。试验过程中,使用纯水并添加1 mL浓度为0.01 mmol/L的KCl电解质制作试验样本悬浮液,以确保单一变量环境,ZY-1浓度分别设定为0、20、40、60、80、100 mmol/L。研究结果表明:1)金属离子络合物能够有效降低各物质颗粒表面的ζ电位,减小外电层厚度,从而减小颗粒之间的间距,增加固结度;2)金属离子络合物ZY-1对水泥颗粒表面ζ电位的降低效果最为明显,当ZY-1的浓度由0提升至100 mmol/L时,水泥颗粒表面的ζ电位降低61.61%;3)金属离子络合物对不同颗粒表面ζ电位变化的影响程度顺序为水泥>盾构废弃渣土>碳酸钙>硫酸钙。Conventional treatment of shield muck always causes adverse impact to ecological environment.Thus,to improve the resource utilization efficiency of shield muck,metal ion complex ZY-1 is used to strengthen the hydration reaction during the solidification process of shield muck.Through potential testing,the influence of ZY-1 onζpotential across various particle surfaces is analyzed,and empirical parameter equations are provided.During the test,pure water is used and 1 mL of KCI electrolyte with a concentration of 0.01 mmol/L is added to make a test sample suspension to ensure a single variable environment.ZY-1 concentrations are set at 0,20,40,60,80,and 100 mmol/L,respectively.The results show the following:(1)Metal ion complex effectively reducesζpotential on various particle surfaces,diminishing the outer electric layer thickness,narrowing particle spacing,and enhancing consolidation.(2)ZY-1 shows the most significant reduction inζpotential on cement particle surfaces;at a concentration increase from 0 to 100 mmol/L,cement particleζpotential decreases by 61.61%.(3)The sequence of metal ion complex impact onζpotential across different particle surfaces is as follows:cement>shield muck>calcium carbonate>calcium sulfate.

关 键 词:金属离子络合物 盾构渣土 资源化利用 Ζ电位 

分 类 号:U45[建筑科学—桥梁与隧道工程]

 

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