李志旺

(民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)工程有限公司，天津 300456)

0 前 言

陰離子聚丙烯酰胺具有優(yōu)良的絮凝性，得益于內(nèi)部較長(zhǎng)的分子鏈，在其作用下有效吸附泥漿顆粒，提升了泥水分離效果，在較短時(shí)間內(nèi)便可實(shí)現(xiàn)泥漿的固化，是當(dāng)前建筑業(yè)中典型的絮凝劑[1]。本文圍繞復(fù)合添加絮凝劑在建筑泥漿處理中的應(yīng)用展開(kāi)探討。

1 工程概況

甌海區(qū)鐵路站前保障性安居工程(B-22地塊)二期項(xiàng)目中，實(shí)際占地面積31 574.43 m2，總建筑面積151 491.57 m2，地上建筑面積為104 225 m2，地下建筑面積為47 266.57 m2，地下室為地下2層局部為地下1層，其中地下室1層建筑面積為26 783.88 m2，地下室2層建筑面積為20 482.69 m2。其工程量偏大，樁基工程尤為突出，合計(jì)灌注樁施工數(shù)量為2 268根，灌注樁混凝土總量41 015 m3，泥漿使用量大。

2 工程土質(zhì)

從影響建筑泥漿性能的角度來(lái)看，以工程土質(zhì)情況尤為關(guān)鍵。經(jīng)勘察得知，本項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)榈湫偷臎_海(淤)積平原，周邊有大量農(nóng)田與荒地，且臨近已有建筑物。區(qū)域內(nèi)交通便捷，上匯河位于北側(cè)與東側(cè)，流速較緩，經(jīng)施工作業(yè)產(chǎn)生的泥漿性能良好，具有較好的粘附性。對(duì)此，合理選擇絮凝劑，要求該材料中含陰離子聚丙烯酰胺，以便提升應(yīng)用效果。

3 工作原理

3.1 陰離子聚丙烯酰胺

此藥劑的特點(diǎn)在于內(nèi)部含有極性基-CONH2和-COONa，其具備吸附水中固體懸浮顆粒的能力，通過(guò)架橋的方式連接大量顆粒，形成較大團(tuán)狀絮凝物[2]，具體如圖1所示，加快顆粒沉淀速度，改善過(guò)濾效果，實(shí)現(xiàn)泥、水的高效分離。但其局限之處在于不具備過(guò)濾有毒物質(zhì)的能力，因此，材料中含有鉛等物質(zhì)。

圖1 分子鏈極性基吸附架橋作用示意

3.2 復(fù)合添加劑

本次應(yīng)用分析中，以陰離子聚丙烯酰胺為基礎(chǔ)材料，充分運(yùn)用了其絮凝原理，從而提出了新型復(fù)合添加劑，在其中摻入適量甘油酯等藥劑，以便改善材料的性能。若泥漿中含有超標(biāo)物質(zhì)，此時(shí)在該復(fù)合添加劑的作用下除了絮凝泥漿外，還能夠有效處理鉛、鎘等，并具備調(diào)節(jié)pH值的能力[3]。同時(shí)在新型復(fù)合添加劑的支持下，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)次生泥漿的有效處理，發(fā)揮出優(yōu)良的效益性。

4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與效果

在上述基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步評(píng)定新型復(fù)合添加劑的性能，組建試驗(yàn)技術(shù)小組，引入工程實(shí)例，由此展開(kāi)針對(duì)性探討，共設(shè)計(jì)了3組試驗(yàn)，具體做如下分析。

4.1 試驗(yàn)1：陰離子聚丙烯酰胺的應(yīng)用效果

4.1.1 泥漿樣品分析

從組分上考慮，含大量的硅酸鹽礦物微粒，彼此匯聚可共同形成混合懸浮體系，其具備高度分散的基本特點(diǎn)，存在鉛、鎘有害物質(zhì)成分，pH檢測(cè)呈酸性。

4.1.2 表觀反應(yīng)

在制得的樣品中選取1 000 mL，將其轉(zhuǎn)移至量杯內(nèi)，向其中摻入陰離子聚丙烯酰胺(用量為100 mg)，在上述基礎(chǔ)上通過(guò)玻璃棒以順時(shí)針的方式持續(xù)攪動(dòng)，當(dāng)操作約10回合后則形成明顯的絮團(tuán)，并在短時(shí)間內(nèi)下降到杯底，整個(gè)容器內(nèi)的液體處于較為澄清的狀態(tài)。

4.1.3 微觀反應(yīng)

依然通過(guò)上述方法展開(kāi)分析，經(jīng)持續(xù)攪動(dòng)10回合后，分析不同靜置時(shí)間下所表現(xiàn)出的上清液狀態(tài)(不同時(shí)間段的檢測(cè)方法有所不同，泥水初步分離時(shí)需要加大檢測(cè)頻率，在后續(xù)階段可適當(dāng)延長(zhǎng)檢測(cè)間隔時(shí)間)，并做好記錄工作。

1)對(duì)鉛含量的影響。基于對(duì)原始狀態(tài)下泥漿鉛含量的分析得知該值為0.27 mg/L，在此基礎(chǔ)上摻入陰離子聚丙烯酰胺，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)鉛含量在短時(shí)間內(nèi)急速下降，最終在0.22 mg/L處微弱變動(dòng)，降幅為18.5%。從而得知，當(dāng)摻入陰離子聚丙烯酰胺后，雖然發(fā)揮出降低鉛含量的能力，但相對(duì)有限。

2)對(duì)鎘含量的影響。在原始狀態(tài)下，基于對(duì)鎘的檢測(cè)得知其含量為0.03 mg/L，在此基礎(chǔ)上摻入陰離子聚丙烯酰胺，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)隔含量并未出現(xiàn)明顯變化，因此，不具備有效處理鎘的能力。

3)對(duì)pH值的影響。通過(guò)對(duì)原泥漿的分析得知pH值為5.7，在此基礎(chǔ)上摻入陰離子聚丙烯酰胺呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)，達(dá)到5.8后趨于穩(wěn)定，因此，陰離子聚丙烯酰胺并不具備有效改變pH的能力。

4.1.4 結(jié) 論

基于上述分析，陰離子聚丙烯酰胺可達(dá)到泥漿絮凝沉降的效果，但不具備改變鉛、鎘含量以及pH值的能力，泥渣外運(yùn)及污水排放仍不具備條件，泥漿處理指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。

4.2 試驗(yàn)2：復(fù)合添加劑的應(yīng)用效果

提升添加劑的整體性能，技術(shù)人員在上述基礎(chǔ)上展開(kāi)進(jìn)一步試驗(yàn)，旨在提升復(fù)合添加劑的性能，使其能夠有效去除鉛、鎘，并調(diào)節(jié)pH值。

4.2.1 試驗(yàn)程序

依然采取4.1.1～4.1.3的方法展開(kāi)試驗(yàn)，檢測(cè)數(shù)據(jù)并記錄。

4.2.2 兩種試劑分別作用下的試驗(yàn)比對(duì)

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的整理，探尋鉛、鎘含量以及pH值變動(dòng)特性，所得結(jié)果如圖2～4所示。

圖2 鉛含量變化

圖3 鎘含量變化

圖4 水的pH值變化

1)鉛含量變化?；趯?duì)圖2內(nèi)容的分析得知，在使用復(fù)合添加劑后，前期鉛含量出現(xiàn)明顯的變動(dòng)，呈急劇下降的趨勢(shì)，到達(dá)特定值后微弱變動(dòng)，相較于陰離子聚丙酰胺試劑而言，通過(guò)此方式可有效改變鉛含量。

2)鎘含量變化。基于對(duì)圖3內(nèi)容的分析得知，在使用復(fù)合添加劑后，前期鎘含量出現(xiàn)明顯的變動(dòng)，呈急劇下降的趨勢(shì)，到達(dá)特定值后微弱變動(dòng)，相較于陰離子聚丙酰胺試劑而言，通過(guò)此方式可有效改變鎘含量。

3)pH值變化?；趯?duì)圖4內(nèi)容的分析得知，在使用復(fù)合添加劑后，前期pH值出現(xiàn)明顯的變動(dòng)，呈急劇上升的趨勢(shì)，到達(dá)特定值后微弱變動(dòng)，相較于陰離子聚丙酰胺試劑而言，通過(guò)此方式可有效改變pH值。

4.2.3 結(jié) 論

經(jīng)上述分析，使用復(fù)合添加劑可實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的有效處理，將其鎖定在絮團(tuán)內(nèi)，同時(shí)還可改變鉛、鎘含量及調(diào)節(jié)pH值，有助于提升泥漿性能，控制對(duì)建筑環(huán)境的污染，泥漿處理效果明顯。

4.3 試驗(yàn)3：復(fù)合添加劑的最佳投放量

投放劑量是影響泥漿質(zhì)量的關(guān)鍵因素，為探尋合適的使用方法，技術(shù)小組從已有的工程資料出發(fā)，在此基礎(chǔ)上推測(cè)合適的劑量范圍。

4.3.1 投放量實(shí)測(cè)

從泥漿成分的角度來(lái)看，若含泥率偏高將會(huì)抑制絮凝反應(yīng)。通過(guò)對(duì)樣品的稀釋處理并向其中摻入復(fù)合添加劑(要求其分子量達(dá)1 200萬(wàn))，對(duì)不同摻量下的泥漿性能狀況展開(kāi)分析：若摻量為76 mg/L則形成較為微小的絮團(tuán)，雖然沉降但速度較慢，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉降界面；與此同時(shí)，鉛、鎘的含量發(fā)生變化，pH值也有所改變。加大投放量，若為106 mg/L可以發(fā)現(xiàn)泥漿溶液產(chǎn)生具有穩(wěn)定性的沉降界面，并伴隨有明顯的絮團(tuán)，相較之下沉降速度有所提升，并且鉛、鎘、pH值均達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，不再發(fā)生明顯變動(dòng)。

4.3.2 結(jié) 論

經(jīng)技術(shù)人員的綜合比對(duì)后，得出如下結(jié)論：若泥漿含泥率不超過(guò)20%，通過(guò)使用復(fù)合添加劑的方式可帶來(lái)較為優(yōu)良的絮凝分離效果，且需要嚴(yán)格控制投入量，以76～106 mg/L為宜。

5 工程質(zhì)量控制

基于本文的分析得知，在絮凝劑的作用下，可顯著提升泥水分離效果。經(jīng)大量實(shí)踐后，總結(jié)出如下幾項(xiàng)要點(diǎn)。

1)關(guān)于絮凝溶液的拌和需合理控制剪切力，以免出現(xiàn)分子鏈斷裂的現(xiàn)象，所用設(shè)備以低速槳葉為宜，攪拌過(guò)程中速度約60 r/min；此外拌和得到的絮凝溶液需盡快使用，以免長(zhǎng)時(shí)間存放對(duì)質(zhì)量造成影響。

2)泥漿含泥率需在20%內(nèi)，若該值過(guò)大則會(huì)降低泥漿初步分離效果。實(shí)際施工中若遇到含泥量過(guò)高的情況，需向其中摻入清水稀釋，以便提升絮凝溶液的應(yīng)用效果。

3)控制好復(fù)合添加劑的使用量，以76～106 mg/L為宜；若選取的是1 m3藥劑溶液與9 m3泥漿，需要嚴(yán)格控制藥劑濃度，將其穩(wěn)定在760～1 060 g/m3，確保最終的應(yīng)用效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文圍繞復(fù)合添加絮凝劑泥漿處理中的應(yīng)用展開(kāi)探討。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定絮凝效果性能效果及最優(yōu)復(fù)合添加絮凝劑用量，從而有助于節(jié)約工程成本，解決了本工程施工中泥漿處理面臨的生態(tài)環(huán)境污染和破壞問(wèn)題，確保了本工程順利開(kāi)展推進(jìn)。復(fù)合添加絮凝劑泥漿處理能夠在多種工程環(huán)境中取得良好應(yīng)用效果，值得推廣應(yīng)用。

[ID:009460]