基于响应曲面法的水库底泥泡沫混凝土配合比优化研究 被引量：2

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作者 李彦苍 宁钰 +7 位作者 石华旺 冯胜雷 张晓雄 张春元 于铠源 朱骥 靳子栋 乔威涛 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第4期211-224,共14页

【目的】为了提高水库底泥的高值化利用率,拟使用水库底泥来制备泡沫混凝土,以水胶比、底泥掺量、泡沫掺量为变量【方法】采用Design-Expert 13.0软件中响应曲面法对水库底泥泡沫混凝土的配合比进行优化设计,分析变量对水库底泥泡沫混... 【目的】为了提高水库底泥的高值化利用率,拟使用水库底泥来制备泡沫混凝土,以水胶比、底泥掺量、泡沫掺量为变量【方法】采用Design-Expert 13.0软件中响应曲面法对水库底泥泡沫混凝土的配合比进行优化设计,分析变量对水库底泥泡沫混凝土抗压强度和导热系数的影响。采用SEM和XRD探究了底泥泡沫混凝土微观结构。【结果】研究结果显示,对水库底泥泡沫混凝土28 d抗压强度影响顺序为:水胶比>泡沫掺量>底泥掺量,而导热系数的影响顺序为:水胶比>底泥掺量>泡沫掺量。随着水胶比增加,抗压强度先升高后下降,导热系数逐渐降低。增加泡沫和底泥掺量会导致抗压强度和导热系数均下降。孔隙率与导热系数呈现负相关,符合指数模型。【结论】经优化配比,水库底泥泡沫混凝土在水胶比0.4、底泥掺量30%、泡沫掺量4.2%条件下制备,其28 d抗压强度为18.19 MPa,导热系数为0.1214W/(m·K),表观密度为701.2 kg/m^(3)。微观结果分析表明,底泥掺入量为30%条件下,试块内部物相结合紧密,孔隙分布均匀。研究成果为水库底泥在建筑材料领域的利用提供了新途径。 展开更多

关键词 水库底泥 泡沫混凝土 响应曲面法 抗压强度 导热系数 影响因素 水胶比 SEM图

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固化水库底泥制备人工骨料及其性能研究 被引量：1

2

作者 李彦苍 褚清涛 +2 位作者 王育德 靳子栋 乔威涛 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期8-15,共8页

水库底泥中含有大量无机质,经过处理后,可以用底泥生产建筑材料。采用固化剂固化水库底泥制备人工骨料,通过正交实验研究固化剂的最优掺量(固化剂的掺量以水库底泥的掺量为基准),其结果为:硅酸钠8%、石膏6%、聚羧酸高效减水剂3%、三乙醇... 水库底泥中含有大量无机质,经过处理后,可以用底泥生产建筑材料。采用固化剂固化水库底泥制备人工骨料,通过正交实验研究固化剂的最优掺量(固化剂的掺量以水库底泥的掺量为基准),其结果为:硅酸钠8%、石膏6%、聚羧酸高效减水剂3%、三乙醇胺0.05%(下文简称为SRPT)。然后,掺入最优SRPT作为附加固化剂制备出人工骨料并探究其性能。结果表明:掺入最优SRPT组骨料的筒压强度最大为7.31 MPa,相比于不掺固化剂组提升了44.2%,1 h吸水率为9.34%,堆积密度为937 kg/m^(3)。用SRPT固化剂固化水库底泥制备人工骨料可以高价值利用水库底泥,并且制备的骨料满足规范要求,研究成果为水库底泥在水利工程中的利用提供了新思路。 展开更多

关键词 人工骨料 水库底泥 固化剂 正交实验 筒压强度 水利工程

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基于正交试验和超声波波速的水库底泥透水混凝土性能研究 被引量：3

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作者 李彦苍 张子鹤 +2 位作者 张春元 冯胜雷 石华旺 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第1期156-164,共9页

水库中的黏土、砂、有机物和无机矿物等结合并沉淀形成了水库底泥,水库底泥通常以不规则非均质体的黏土胶状物存在,呈流塑状态,具有良好的可塑性,颗粒之间较为松散。水库底泥的堆积会使水库的蓄水和防洪能力减弱,进而缩小水库容量,缩短... 水库中的黏土、砂、有机物和无机矿物等结合并沉淀形成了水库底泥,水库底泥通常以不规则非均质体的黏土胶状物存在,呈流塑状态,具有良好的可塑性,颗粒之间较为松散。水库底泥的堆积会使水库的蓄水和防洪能力减弱,进而缩小水库容量,缩短水库寿命,影响航运交通等。另外水库底泥的长久堆积,其所含有的有机物还可能会对周边环境造成污染,水环境安全指数降低,进而对人类生存构成潜在的威胁,因此迫切需要对水库底泥进行资源化利用。为提高水库底泥在建筑材料领域的附加值利用率,将水库底泥作辅助胶凝材料制备透水混凝土。通过正交试验对水库底泥透水混凝土进行配合比设计优化研究,分析矿渣粉、水库底泥和增强剂对水库底泥透水混凝土干密度、总孔隙率、有效孔隙率、透水系数、超声波波速和28 d抗压强度等性能指标的影响,研究超声波波速与孔隙率、透水系数和28 d抗压强度之间的关系,探究试件的质量和超声波波速随冻融循环次数的演化规律。结果表明,随着水库底泥的掺入,水库底泥透水混凝土的干密度、抗压强度和超声波波速不断下降,孔隙率和透水系数不断增大;矿渣粉掺入使得试件的干密度、抗压强度和超声波波速先增大后减小,孔隙率和透水系数先减小后增大;增强剂对试件的性能指标影响不明显。3种因素对水库底泥透水混凝土的干密度、总孔隙率、有效空隙率、透水系数、超声波波速和28 d抗压强度影响排序为水库底泥掺量>矿渣粉掺量>增强剂掺量;超声波波速与孔隙率、透水系数和28 d抗压强度的曲线拟合相关性良好;随着冻融循环次数增加,试件质量损失率逐渐增大、超声波波速逐渐下降,矿渣粉和增强剂可以改善试件的冻融耐久性。研究成果将推进水库底泥在制备建筑材料中的开发与应用,有望为水库底泥透水混凝土的进一步应用提供参考。 展开更多

关键词 水库底泥 透水混凝土 超声波波速 正交试验 冻融耐久性

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不同供氧方式对水库底泥氮磷释放的影响 被引量：72

4

作者 袁文权 张锡辉 张丽萍 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 2004年第1期28-34,共7页

采用实验室模拟试验,研究了三种供氧方式——曝气、投加过氧化氢和投加过氧化钙对水库底泥氮磷释放的影响.研究结果表明:(1)溶解氧是控制底泥氮磷释放的重要因素,厌氧条件能加速底泥释放磷和氨氮;(2)曝气、投加过氧化氢和投加过氧化钙... 采用实验室模拟试验,研究了三种供氧方式——曝气、投加过氧化氢和投加过氧化钙对水库底泥氮磷释放的影响.研究结果表明:(1)溶解氧是控制底泥氮磷释放的重要因素,厌氧条件能加速底泥释放磷和氨氮;(2)曝气、投加过氧化氢和投加过氧化钙均能显著提高底部水体的溶氧水平,并能有效抑制底泥氮磷的释放.三种供氧方式对底泥释磷的控制效率依次为:投加CaO2>曝气>投加H2O2;对氨氮释放的控制效率则为:曝气>投加CaO2>投加H2O2. 展开更多

关键词 供氧方式 水库底泥 氮磷释放 厌氧 充氧

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广东省不同水库底泥理化性质对内源氮磷释放影响 被引量：25

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作者 魏岚 刘传平 +5 位作者 邹献中 杨少海 陈勇 孙丽丽 巫金龙 宁建凤 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2012年第7期1304-1310,共7页

采用分级浸取分离方法,分析了广东省10个典型水库底泥的氮磷营养形态分布和污染状况;并通过模拟覆水试验,研究了不同水库底泥氮磷形态及理化性质对内源氮磷释放的影响。结果表明：广东省10个水库底泥氮磷污染较为严重,全氮含量为0.33~3.... 采用分级浸取分离方法,分析了广东省10个典型水库底泥的氮磷营养形态分布和污染状况;并通过模拟覆水试验,研究了不同水库底泥氮磷形态及理化性质对内源氮磷释放的影响。结果表明：广东省10个水库底泥氮磷污染较为严重,全氮含量为0.33~3.31 g.kg^-1,平均值为1.70 g.kg^-1;全磷含量为0.14~2.63 g.kg^-1,平均值为1.31 g.kg^-1。底泥氮磷主要以可转化态形式存在,可转化态氮磷含量占总氮磷含量百分比分别为41.2%~71.4%和53.6%~93.2%。底泥内源氮磷的释放主要受氮磷的赋存形态和含量的影响,水库底泥总氮的释放量与离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（WAEF-N）、铁锰氧化物结合态氮（SAEF-N）呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.931、0.814、0.807;总磷的释放量与碳酸盐结合态磷（WAEF-P）、铁锰氧化物结合态磷（SAEF-P）呈极显著正相关,相关系数分别为0.960、0.957;这几种氮磷形态是上覆水体中氮磷的重要来源。同时底泥内源氮磷释放还与底泥机械组成有关,其中总氮和总磷释放量与底泥黏粒质量分数呈显著正相关,相关系数分别为0.738、0.638;而总氮的释放量与底泥砂粒质量分数呈显著负相关,相关系数为-0.685。这可能与可转化态氮磷更多的分布在细粒级底泥中有关,细颗粒底泥氮磷释放是上覆水体氮磷的主要来源。 展开更多

关键词 水库底泥 内源氮磷释放 底泥理化性质 氮磷形态

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水库底泥和电石渣高温改性钢渣的研究 被引量：4

6

作者 王长龙 赵高飞 +6 位作者 王永波 张苏花 郑永超 霍泽坤 王绍熙 任真真 邹佳一 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期123-129,共7页

研究了复合改性剂(水库底泥+电石渣)高温改性处理对钢渣物相、结构、性能的影响,结合X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和粒度分析等测试方法,对原料的物化性质、改性钢渣的矿物组成、微观结构... 研究了复合改性剂(水库底泥+电石渣)高温改性处理对钢渣物相、结构、性能的影响,结合X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和粒度分析等测试方法,对原料的物化性质、改性钢渣的矿物组成、微观结构、安定性和胶凝性能进行了分析。结果表明,高温改性后的钢渣中出现了透辉石(CMS_(2))、镁铁尖晶石(MgFe_(2)O_(4))、钙铝黄长石(C_(2)AS)、铝酸三钙(C_(3)A)、磁铁矿(Fe_(3)O_(4))等新矿物相;高温处理促使钢渣中的FeO-MgO-MnO固熔体(RO相)分解,其中的FeO转化为Fe_(3)O_(4);钢渣的高温改性提升了钢渣的胶凝活性,有效地降低了钢渣中f-CaO和f-MgO的含量,当复合改性剂掺量为20%(质量分数,其中水库底泥与电石渣的质量比为3∶1)、处理温度为1150℃时,改性钢渣的28 d活性指数较原钢渣提高了12.2%,达到82.4%,符合GB/T 20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》中一级钢渣粉的活性指数(不低于80%)要求,原钢渣中f-CaO和f-MgO的质量分数分别降至1.21%和1.98%。 展开更多

关键词 钢渣 水库底泥 电石渣 复合改性剂 性能

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水库底泥制备透水混凝土的抗压强度及透水性能 被引量：2

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作者 李彦苍 张子鹤 +2 位作者 张春元 石华旺 冯胜雷 《水电能源科学》 北大核心 2023年第12期160-163,151,共5页

为提高水库底泥在建筑材料领域的附加值利用率,将水库底泥作辅助胶凝材料制备透水混凝土,发现水库底泥掺量的增加会使试件抗压强度下降,透水性能提高;机械活化时间的延长会使试件抗压强度增大,透水性能降低。当水灰比为0.3、机械活化时... 为提高水库底泥在建筑材料领域的附加值利用率,将水库底泥作辅助胶凝材料制备透水混凝土,发现水库底泥掺量的增加会使试件抗压强度下降,透水性能提高;机械活化时间的延长会使试件抗压强度增大,透水性能降低。当水灰比为0.3、机械活化时间为45 min时,制备的水库底泥透水混凝土28 d抗压强度可达21.44 MPa,透水系数为0.56 mm/s。该研究为水库底泥在建筑材料领域的资源化利用提供了参考。 展开更多

关键词 水库底泥 透水混凝土 抗压强度 透水性能 机械活化

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水库底泥可作饲料添加剂

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作者 郑宝成 《农村百事通》 2003年第2期43-43,共1页

关键词 水库底泥 饲料添加剂 营养成分 十种微量元素 水库淤泥 微生物研究所 开发价值 江西宜春 科研人员 氨基酸

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不同覆盖及水生植物条件下水库底泥污染物释放规律研究 被引量：1

9

作者 李培杰 孙书洪 +1 位作者 刘云 李绍飞 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2015年第S01期25-28,共4页

水库底泥污染物的释放是水体二次污染的主要来源。通过对滨海新区北大港水库底泥采用不同材料覆盖及种植水生植物协同处理,研究不同处理措施对底泥污染物释放的抑制和消减作用。试验结果表明覆盖河沙和加硝酸钙可以很好的抑制总氮、氨... 水库底泥污染物的释放是水体二次污染的主要来源。通过对滨海新区北大港水库底泥采用不同材料覆盖及种植水生植物协同处理,研究不同处理措施对底泥污染物释放的抑制和消减作用。试验结果表明覆盖河沙和加硝酸钙可以很好的抑制总氮、氨氮和总磷的释放,种植水生植物(香蒲和芦苇)对COD、总氮、氨氮和总磷有较好的去除效果。研究结论可为水库底泥原位修复提供技术依据。 展开更多

关键词 水库底泥 压盖材料 水生植物 污染物释放

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利用水库底泥生产生物有机肥与农业面源污染综合防控 被引量：3

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作者 王岩 王素华 +2 位作者 张树明 韩捷 张作新 《农业开发与装备》 2020年第1期82-82,共1页

针对燕山地区水库水源污染现状,从源头控制、过程阻控、末端治理三大环节出发,探索以底泥生产生物有机肥为技术核心的农业面源污染综合防控措施,以解决水库周边农业面源污染问题.

关键词 水库底泥 有机肥 综合防控

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高盐度底泥水库工程布置及运行对供水安全的影响

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作者 高学平 吴登将 +2 位作者 孙博闻 张晨 韩丽君 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2016年第5期50-54,80,共6页

为保障高盐度底泥水库供水氯离子质量浓度达标(小于250 mg/L),在水库闸门工程布置及水库正常运行期间对高盐度底泥这一氯离子释放源对水库水质的影响进行研究。以天津市北塘水库为例,针对水库闸门布置方案比选及水库在运行期间的水质咸... 为保障高盐度底泥水库供水氯离子质量浓度达标(小于250 mg/L),在水库闸门工程布置及水库正常运行期间对高盐度底泥这一氯离子释放源对水库水质的影响进行研究。以天津市北塘水库为例,针对水库闸门布置方案比选及水库在运行期间的水质咸化问题,考虑高盐度底泥氯离子释放,建立三维水动力水质模型进行数值模拟。结果表明:引水、供水闸门的空间布置直接影响供水水质,引水闸位于西南角同时开启3个供水闸的方案为较优方案,该方案下基本无死水区域,供水水质在供水8 d后达标;在水库静置期,底泥氯离子释放速率与底泥含盐量呈正相关,在最不利情况下,水库氯离子在底泥释放55 d后浓度超标。 展开更多

关键词 高盐度底泥水库 工程布置 供水安全 氯离子质量浓度 水库水污染 北塘水库

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生态清淤及淤泥处置技术在水库整治中的应用 被引量：23

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作者 汤德意 沈杰 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2018年第3期70-75,共6页

为研究生态清淤及淤泥处置技术在深水水库中的应用及效果,以通济桥水库生态清淤工程为例,通过对环保绞吸式挖泥船清淤点附近和水库取水口水质的跟踪监测,分析清淤施工对水库底泥污染物扩散的影响,并对板框压滤处理后的干化土含水率和余... 为研究生态清淤及淤泥处置技术在深水水库中的应用及效果,以通济桥水库生态清淤工程为例,通过对环保绞吸式挖泥船清淤点附近和水库取水口水质的跟踪监测,分析清淤施工对水库底泥污染物扩散的影响,并对板框压滤处理后的干化土含水率和余水指标进行了检测和分析。结果表明:清淤施工仅对距离挖泥船绞刀头20 m范围内的水体产生一定的扰动影响,且持续时间较短,对水库取水口水质基本无影响;清淤得到的高含水率淤泥经板框压滤处理后,土的含水率可降低至40%~60%,满足运输和资源化利用要求;处理后的余水指标符合达标排放要求。 展开更多

关键词 生态清淤 淤泥处置 水库底泥 脱水干化 余水处理 资源化利用

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深水条件下水库生态清淤的关键技术 被引量：4

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作者 汤德意 沈杰 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期71-75,共5页

吸附于水库底泥的污染物质会不断释放到水库水体中,导致水库水质变差,影响水库供水安全。然而目前国内深水水库生态清淤的工程案例极少,缺乏类似工程经验。因此该文研究提出一套完整的适用于深水水库的生态清淤关键技术,首次将深水水库... 吸附于水库底泥的污染物质会不断释放到水库水体中,导致水库水质变差,影响水库供水安全。然而目前国内深水水库生态清淤的工程案例极少,缺乏类似工程经验。因此该文研究提出一套完整的适用于深水水库的生态清淤关键技术,首次将深水水库生态清淤过程中的关键技术进行梳理和整合,解决了水库深水生态清淤过程中各个环节的特殊困难,为今后开展水库深水生态清淤相关工作提供了可靠的参考价值。 展开更多

关键词 水库 水库底泥 深水 生态清淤 关键技术

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多元固废制备高强烧结透水砖及其性能研究 被引量：12

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作者 王绍熙 张凯帆 +7 位作者 张苏花 叶鹏飞 王永波 翟玉新 王长龙 王林俊 樊英杰 任真真 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第9期206-215,共10页

为充分利用尾矿资源,以多元固废(钒钛铁尾矿、金尾矿、页岩和水库底泥)为原料制备高强烧结透水砖,采用XRF、XRD及SEM研究了原料的物化特性,通过钒钛铁尾矿烧结产品的指标分析了其烧结特性,讨论了钒钛铁尾矿级配及粘结剂配比对透水砖性... 为充分利用尾矿资源,以多元固废(钒钛铁尾矿、金尾矿、页岩和水库底泥)为原料制备高强烧结透水砖,采用XRF、XRD及SEM研究了原料的物化特性,通过钒钛铁尾矿烧结产品的指标分析了其烧结特性,讨论了钒钛铁尾矿级配及粘结剂配比对透水砖性能的影响,确定了适宜的透水砖制备工艺参数。结果表明:(1)钒钛铁尾矿主要化学组成为SiO2、CaO、MgO,有利于形成辉石体系,促进结构的致密性,应用于烧结材料较为理想。颗粒表面粗糙,用作透水砖骨料时能够形成骨架结构,并在颗粒间形成一定孔隙,有利于砖体的透水性。(2)钒钛铁尾矿在不同烧结温度下颜色变化较大,随着烧结温度的升高,颜色由黄色逐渐转变为褐色,线膨胀率持续降低,质量损失率逐渐升高,堆积密度不断增大。(3)试验确定钒钛铁尾矿的适宜级配为1.18~4.75 mm占20%、0.60~1.18 mm占50%、0.15~0.60 mm占30%,适宜掺量78%;粘结剂的适宜配比为w(金尾矿)∶w(页岩)∶w(水库底泥)=2∶1∶1。(4)以钒钛铁尾矿为骨料制备透水砖,适宜的成型压力为25 MPa、烧结温度为1 080℃、保温时间为90 min,此时透水砖抗压强度达到64 MPa,透水系数为0.062 cm/s,保水性为0.62 g/cm^(2),满足《透水路面砖和透水路面板》(GB/T 25993—2010)和《透水砖》(JCT 945—2005)的要求。 展开更多

关键词 钒钛铁尾矿 水库底泥 颗粒级配 成型压力 烧结温度 保温时间 透水砖性能

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