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水泥基生态修复技术范文1
论文关键词：污泥，处理处置技术，北京污泥现状，污泥处置规划，生态利用
污泥作为一种废弃物， 是在污水处理过程中分离出来的固体，每处理万吨污水产生5～10吨含水率为80％左右的污泥。污泥成分及来源均比较复杂，其中含有大量的氮、磷、钾等多种营养元素和有机质可利用成分；也可能含有有毒、有害( 二唖英) 、难降解的有机物( 多氯联苯等) 、重金属( 锌、铜、铬、砷、汞、镉等)、病原菌及寄生虫( 卵) 等物质， 大量未经处理的污泥任意堆放和排放都容易对环境造成了新的二次污染。因此污泥需要及时处理处置，以达到减量化、稳定化、无害化及资源化利用的目的。
污泥中有机质、氮、磷养分丰富, 是一种值得利用的肥源。北京市污泥中含有丰富的营养物质，2008年北京全市106万吨湿污泥相当于尿素1.5万吨、磷酸二铵2.3万吨、硫酸钾0.5万吨和有机质12.9万吨；但污泥中又含有各种各样污染物质, 施用不当会造成土壤和地下水污染。按照2015年北京市污泥最终处置规划，土地修复利用占有很大的比例，因此，开展泥质分析，研究污泥堆肥后符合园林绿化、矿山修复和沙化土地改良用工艺产品是十分必要。
1. 国内外污泥处理处置现状
污泥处理处置的方式各个国家不尽相同，同一国家的小同地区也相差很大。目前污泥的处理处置手段包括排海、卫生填埋、焚烧以及土地利用等。一些发达国家的污泥处置及利用情况如下：
图1污泥的主要处置与利用情况 ％
污泥填埋占有很大的比例，约40%左右；污泥排海自20世纪90年代后被禁止；污泥焚烧由于价格昂贵处理处置技术，且焚烧过程中容易产生二噁英污染，在很多国家对污泥的焚烧处置都有着严格的限制；污泥农用比例在30%以上，但要严格控制其中的重金属含量，而园林绿化、生态改良、市政绿化等土地利用方式表现出较好的应用前景。
我国常用的污泥处置方法包括：堆肥处理、卫生填埋、焚烧处理、水体消纳和上地利用(排入江河湖海的方法)，但每种方式的具体比例还有待进一步统计。
2 北京市污泥处理处置现状及存在的主要问题
北京市污泥总体状况为产生量大，资源化利用率低。其中，中心城区建成污水处理厂9座，日处理能力256万立方米，污水处理率达到95%；郊区卫星城建成污水处理厂16座，镇级污水处理厂42座，污水处理率达到48%。2010年北京市污泥总量为3800吨，其中城区污泥量约为2500t/d，郊区污泥量约为1200t/d，预计2015年污泥年产量5000t/d，其中中心城区3200 t/d，郊区1800 t/d。目前，不足50%的污泥进行了堆肥和建材利用等处置和资源化利用，其余污泥进行简单临时堆置，缺乏有效的最终出路。
2.1 北京市污泥处理处置现状
北京市现共有6处污泥处置设施，处理处置技术多样化，包括清河热干化厂、方庄和小红门石灰干化厂、庞各庄堆肥厂、昌平区堆肥厂、北京水泥厂干化焚烧6座污泥处理设施，日处理能力为1810吨，处理能力不足污泥总产量的50%。
(1) 小红门和方庄污泥钙化处理厂
小红门和方庄污泥钙化厂处置能力分别为500吨/天和30吨/天，采用具有自主知识产权的增钙热干化工艺和装备，该技术以氧化钙为干化发热剂取代外加热源，工艺简单，干化后污泥渣可用做路基材料或替代部分水泥原料。
(2)庞各庄和昌平污泥堆肥处理厂
庞各庄堆肥厂处理能力200吨/天处理处置技术，昌平堆肥厂处理能力80吨/天，堆肥技术该技术占地大、处置效率受季节波动明显，但初始投资较小、熟化污泥可进行土地利用（农业、园林、绿化、生态修复等）。目前,该厂熟化污泥主要被周边省、市的肥料厂以低价收购。
(3) 北京水泥焚烧处理厂
处理能力500吨/天，采用水泥窑余热干化-焚烧技术，该技术使用进口干化设备，自动化程度高，但初始投资较大。干化后污泥作为水泥窑燃料替代部分焦煤。
(4) 清河热干化处理厂
处理能力400吨/天 ，采用流化床间接热干化技术，含水率由80％下降到10％,该技术全部使用进口装置，以天然气燃烧为热源，主要构筑物包括冷却水泵井、污泥运转仓间、干燥车间、干料仓、生物除臭池，建筑面积1800平方米，初始投资和运行成本较大。干化后污泥含水率过低、恶臭严重，需密闭运输和后期处置。
2.2北京市污泥处置存在的主要问题
污泥的最终安全消纳包括处理和处置与资源化利用两个阶段；一为处理阶段，主要对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理，包括浓缩（调理）、脱水、厌氧消化、好氧消化、石灰稳定、堆肥、干化和焚烧等。二为处置与资源化阶段，是污泥的最终安全消纳过程，一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚烧等。当前北京市污泥处理处置存在的主要问题为：
(1) 污泥脱水减量化处理程度低。污泥只经过浓缩、脱水等常规处理过程，含水率仍高达80%，运输过程易遗洒，并影响后续处置。
(2) 污泥处理设施严重不足。随着污水处理量提高，污泥产量急剧攀升，导致污泥处理和最终处置率不足50%。大量污泥简单堆置于废弃沙坑和沙荒地，没有进行稳定化和无害化处理，污泥中的污染物容易随降雨发生迁移，再次进入土壤、水体，产生二次污染,夏季散发的臭味、孳生的蚊蝇影响周边环境。
(3)资源化利用率低。污泥资源化处理设施只有庞各庄和昌平2座堆肥厂处理处置技术，产品用于土地改良和园林绿化,年产堆肥产品13.9万吨，占污泥总量的13.1%。
(4)污泥处理处置政策、标准尚不完善。北京市污泥处理处置监管措施、资源化利用激励政策尚未制定。目前征收的污水处理费不包含污泥处置费，污泥处置运营资金不足。
2.3北京市污泥处理处置规划
污泥处置按照因地制宜、协同处置、技术多元和厂内处理优先的原则，综合考虑技术成熟、经济合理、运输条件和征地困难等因素，城区采用热干化+焚烧的处理处置方式，具有占地较小优点，且可实现污泥减量化、无害化、资源化，实现热量的循环利用。具体包括三种处置方式热干化+焚烧，辅以堆肥+农用，以及石灰干化+建材利用的方式，具体规划如下见图2所示。在三种主要利用方式中，水泥厂焚烧占31%的比例，主要利用水泥焚烧转炉的余热对污泥进行预干化，干化后污泥进入水泥焚烧炉，有机质热量被利用，焚烧灰用作水泥原材料；污泥制生物碳土用于土地修复的规划比例为47%，但目前该方式处理和利用方式能力不足，且污泥产品品质评价、利用方式和对环境的影响还需进一步研究；污泥干化后制燃料棒和建材等利用方式占有22%的比例，其热值折合11万吨标准煤。
水泥基生态修复技术范文2
由于湖滨带建设中对基地的处理存在较大的随意性，导致工程量及投资大而生态恢复效果不佳。笔者在湖滨湿地自然生态特征的基础上，注重基底的多样性和人工的适当干预，从吹填造滩技术、生态护岸技术以及生态清淤技术3个方面开展适宜的基底修复相关技术研究，旨在为湖滨带基底修复工程提供技术依据。
1吹填造滩技术
目前应用于湖滨带湿地基底改造技术主要有吹填造滩技术、将鱼塘等改造为生物塘技术以及简单的人工作业处理陡坎地形技术，该文主要探讨吹填造滩技术。由于我国许多湖泊的湖滨带存在很多不合理的水利设施建设，使得湖滨带形成水桶式的跌坎地形，湖泊沿岸原有的天然滩地大量消失，水深增大及消浪作用下降，湖滨带生境条件急剧恶化。采取底泥吹填技术进行人工造滩，使在湖滨带湿地基底修复区形成缓坡浅滩，改善湖泊沿岸的自然条件，为湖滨带生态修复创造良好条件。该研究采取的吹填造滩技术工艺步骤主要包括基底修复工程区的确定、底泥源的确定、底泥疏浚工程量和疏挖范围的确定、档泥围埝建设、底泥疏浚及吹填等过程［6－7］，见图1。
1．1工程区及其疏挖工程量
1．1．1工程区的确定。基底修复工程区主要是指示范区基底修复设计中确定需要进行湖泊生态修复的湖滨沿岸的水域。
1．1．2疏挖工程量的确定。根据生态恢复的要求，对吹填工程区基底高程进行设计。疏挖工程量可按照疏浚工程技术规范中吹填工程施工土方量计算公式进行计算后确定。
1．2泥源及疏挖设备的选取
1．2．1泥源选取。由于基底修复后底泥性状直接影响水生植物的定植，因而选取用于基底修复的泥源应综合考虑5个方面:①位于湖区内且距离基底恢复区较近;②营养盐含量低;③无有毒有害物质;④富含水生植物种子及营养繁殖体;⑤底泥吹填后能快速沉降并形成一定的致密度且为利于植物扎根生长的黏土质底泥。实际工程应根据用于基底修复的泥源的选取要求，结合工程修复区周围湖区的实际情况进行用于基底修复工程区的泥源选择。
1．2．2设备选取。利用底泥吹填技术进行人工造滩以恢复湖滨带湿地基底时，其选取的设备应满足费用低、施工简便、对泥源区和吹填区水环境的污染小。目前国内外广泛应用的疏挖设备为环保绞吸式挖泥船，该设备具有制作工艺简单，对土质的适应性较好，在生产率及排距的选择上较为灵活，工作效率较高，能耗和成本较低，污染程度较低等优点。1．3挡泥围埝建设挡泥围埝的作用是使吹填的泥浆在围埝与岸堤之间空间沉降，减少吹填泥浆的流失，促进泥浆的沉降和基底的稳定。考虑到经济性和生态环保要求，挡泥围埝应以木桩或竹桩为骨架，以竹排为墙体置于骨架内侧，竹排上铺设固定土工织物;在围埝迎风侧设立加固铁锚，加强挡泥围埝的稳定性。由于高风浪湖区风浪对泥面淘蚀与泥浆的流失，设计挡泥围埝顶高程一般高于吹填滩面设计标高0．4～0．7m，在完成生态修复工程后应将围埝顶削除［6，8］。
1．4基底设计及吹填方式
一般在风浪较大的低透明度湖区，1m左右的水深比较适合水生植物恢复。因此，工程实施后，基底的高程应满足平均水深为1m左右。考虑到吹填后新形成基底的脱水压实作用和风浪侵蚀的影响，设计吹填后验收的泥面高程应使平均水深在0．6～0．8m［7］。由于吹填后新形成的基底松软，易形成平坦的泥面，很难控制吹填后的地形。为了创造多生境条件，采用输泥管沿湖岸铺设，管口布设与围埝垂直，边吹填、边延伸移动管口的方式进行基底修复区分片吹填作业。根据底泥沉降情况随时调整吹填口确保滩面吹填均匀，经余水外排湖泥自然沉降固液分离过程后，形成近岸侧稍高、远岸侧稍低、沿湖岸交错起伏的湖滨自然浅滩。
2生态护岸技术
传统的湖滨带堤岸护坡工程隔绝了土壤与水体之间的物质交换，使整个湖滨水带生态系统的食物链断开，原先在湖滨水带生长的湿生植物及水生植物难以在硬化的堤岸上继续生存;湖滨带的一体化使水生动物丧失栖息场所;城市生活污水(通过下水道进入废水处理系统的除外)没有经过任何消减作用沿堤岸坡面直接进入湖泊，造成水质污染、富营养化［9］。生态护岸是指湖滨带基底改造形成边坡以后，通过种植植物，利用植物与土壤的相互作用(根系锚固作用)对边坡表层进行防护、加固，使之既能满足对边坡表层稳定的要求，又能恢复被破坏的自然生态环境的护坡方式，是一种有效的护坡、固坡手段［10］。通过生态护岸技术可以防止湖滨带边坡的水土流失，而选择合适的护岸材料是生态护岸技术的关键。目前应用于生态护岸材料主要有生态混凝土材料及绿色植物，可根据护岸区的实际情况进行选择。
2．1生态混凝土材料［11］
该类生态材料为一种多孔型无砂混凝土砖，由粗砂砾料或碎石、水泥加混合剂压制而成，具有透水、透气的特点。生态混凝土材料主要包括透水砖、鱼巢砖、生态墙砖、植物砖。
2．2绿色植物
绿色植物的护坡功能是通过它的水文效应与根系力学来实现的。植物的根系对边坡基质起加筋、固锚及支撑作用，同时提高基质的抗拉及抗剪能力，增强边坡的稳定性。选取的绿色植物主要包括野牛草、结缕草、早熟禾、黑麦草、扁穗冰草、近岸挺水植物(如芦苇、菖蒲等)以及耐湿陆生植物(如杨柳等)［11］。该类生态护岸材料主要特点为植物适应性广、对土壤要求不严、根系发达。
3生态清淤技术
生态清淤技术主要是利用环保清淤设备在除去湖泊中富含污染物的底泥和浮淤的同时尽可能保护水生生态系统恢复生境条件。生态清淤技术的关键是清淤设备的选取及施工设备定位、生态疏挖、管道输送及淤泥固化。
3．1设备的选取
生态清淤设备应具备:①疏浚精度高，挖深精度要控制在10以内;②对底泥扰动要小，吸入浓度高;③疏浚底泥输送过程中不泄漏［12－13］。目前，国内外采用的环保清淤设备广泛应用的是环保绞吸式挖泥船。
3．2施工设备定位
将施工图电子文档输入环保清淤监测软件，根据GPS卫星信号的指示，将环保绞吸式挖泥船在疏挖施工区内定位。
3．3生态疏挖
施工设备定位完成后，开始进行挖掘淤泥工作，根据施工实际调节环保绞刀头的挡泥导板及水平调节器，使密封罩处于挖掘作业区的合理位置，同时控制挖掘施工时，绞刀对周围水体的扰动范围最小。开挖采用扇形横挖法作业，即底挖泥船将定位桩打设在湖泥层中，实现对船体中心定位，并通过定位桩台车的液压轴臂的伸缩，实现定位桩台车在船尾滑道内相对船体的位移，使船体在反作用力下短线推进，每次推进距离1．0～1．5m，最大推进距离3．5m，并依靠挖泥船前端左右绞车收放锚缆，使船身以船尾定位桩为中心，船长为半径，绞刀头呈左右扇形移动，实现挖泥船扇形横挖法作业［14］。
3．4管道输送
挖掘的淤泥通过挖泥船上离心泵的作用，抽吸并提升、加压，泥浆通过排泥管线(浮管、潜管、岸管)全封闭输送，吹填入堆泥场。如排距超过单船核定排距，需加设接力泵船。
3．5淤泥固化
淤泥固化技术是将环保清淤后含水量较高的湖底淤泥通过一系列处理加工，使之成为固化处理土的技术。目前处理淤泥的方法主要有物理脱水固化、加热烧结和化学固化3种。实际工程中应根据工程情况选择合适的处理方法。
水泥基生态修复技术范文3
加强生态修复。大力开展植树造林。以生态防护林、水源涵养林为重点，森林覆盖率达50.5%，被评为“河北省绿化突出贡献单位”，被誉为“太行山最绿的地方”。摩天岭自然保护区以及狼牙山、清西陵等国家级景区林区内，负氧离子含量达到8000个/立方米，被称为“一个可以深呼吸的地方”。加快矿山综合治理和落后生产工艺淘汰进程。实施矿山地质环境修复治理项目，加大对西部山区采矿、建材企业破坏植被的生态治理，鼓励多栽树、少开山，实行矿权“回收行动”，并对全县149家石灰制造企业实施关停治理，彻底关闭拆除高速公路两侧、112国道两侧矿山8个，石灰“土立窑”68个，有效应对雾霾天气。
突出环境整治。扎实开展开展整治违法排污企业“三查”行动，以空气质量、河道水源为重点，严厉打击非法排污、超标排污、恶意排污，对所有涉水涉气企业进行监督检查。对无环保审批手续的企业一律停产停建。对不正常使用治污设施、不能稳定达标的企业开出罚单，限期治理。对存在地下排污的，实行“一次查实死亡制”，严格关停，严肃查处，严厉打击。目前，全面排查基本结束，对重点行业企业落实“网格化”监管措施，以各乡镇属地管理为基础，明确各有关部门环保监管责任，协调联动，强化监管，做到了关停取缔一批、限期整改一批、行政处罚一批、挂牌督办一批、媒体曝光一批的“五个一”要求，进一步改善了全县生态环境。全面开展城乡环境综合治理活动。以生活污水、生活垃圾、畜禽养殖及屠宰为重点，在全县开展农村环境集中连片综合治理行动，组织县、乡、村齐抓共管，集中开展卫生清理活动，大力实施农作物秸秆禁烧和综合利用工作，改善人居环境，实现社区、村庄净化、美化、亮化，全县建成生态文明村146个，国家级生态村2个，促进了全县整体环境和形象的提升。
抓好节能减排。加强水泥制造、畜禽养殖等重点领域、重点行业污染治理。保定太行和益水泥有限公司、河北京兰水泥有限公司筹资投入650多万元，分别完成了脱硫脱硝工程和低氮燃烧技术改造；易县绿苑养殖公司等六家规模化畜禽养殖场通过信贷等渠道筹资投入160多万元，建成了相配套的沼气池和化粪池；有力地减少了大气、水污染物排放量。加快“两厂（场）”建设运行。易县钰泉城市污水处理厂，总投资6000多万元，设计处理能力2万吨，自2006年在同类县中率先建成后，一直保持稳定运行。去年以来，该县投资420多万元，完成了一级B升一级A技术改造，扩建管网1000米，使收水量提高到1.78万吨，运行负荷达到85%以上；总投资3298万元垃圾填埋场也已投入运行，设计日处理量140吨，使用年限10年。两项工程为该县节能减排工作奠定了坚实的基础。加快推进城区空气质量改善。加大招商引资力度，引进龙烁集团城区集中供热项目，总投资1.3亿元，供热面积达150万平方米。目前，二期工程已完工并投入运行，替代分散燃煤小锅炉43台（套），解决了20个机关单位和27个居民小区冬季采暖和锅炉污染问题。
水泥基生态修复技术范文4
【关键词】沥青路面冷再生技术 、乳化沥青冷再生、泡沫沥青冷再生
中图分类号：U416.217文献标识码： A
1．引言
高速公路每公里约需耗用沥青350吨～400吨（四车道），据估计我国公路每年用沥青实际已突破约400万吨，道路建设与养护消耗了大量的沥青。石油资源是不会再生的，过度的开采将造成资源的枯竭。大量开采砂石材料易破坏生态环境。大量翻挖、铣刨的沥青路面旧料如果废弃易造成环境污染。从节约资源出发，将旧沥青路面再生充分加以利用是一项行之有效的措施。
2. 沥青路面冷再生技术分类
沥青路面冷再生按再生方法分类：就地热再生、厂拌热再生、就地冷再生、厂拌冷再生和全厚式再生。
沥青路面冷再生技术的分类：按照胶结材料分为为水泥冷再生、乳化沥青冷再生和泡沫沥青冷再生；水泥冷再生成本低，沥青再生料作为半刚性基层集料，常与半刚性基层旧料掺混使用。乳化沥青冷再生是将沥青再生料再造柔性层，优点是裹覆、粘结、新旧胶结料渗透好。泡沫沥青冷再生成本低，但是裹覆和粘结效果较差。
按照施工流程分为现场冷再生和工厂冷再生；现场冷再生可以一次性完成，质量可控性相对差，无机会进行基层修复。工厂冷再生可将原材料、拌和与成型工艺均受控，再生层施工前有充足的基层修复时间。
2.1泡沫沥青冷再生技术
泡沫沥青冷再生技术是在高温的沥青中加入少量的水,由于水的急速气化形成爆炸性泡沫，使沥青表面积大量增加,体积膨胀数倍至数十倍，然后在近1min内沥青又恢复原状，这种膨胀成泡沫的沥青称为泡沫沥青。沥青膨胀产生泡沫而使其粘度下降,从而可以很方便地与冷湿集料拌合均匀。
工程实例：泡沫沥青冷再生技术在马朱路大修工程中的应用
马朱路位于大兴区东部地区，设计等级为公路二级，起点位于通州区马驹桥工业开发区南端，终于大兴区朱庄。根据对马朱路的调查发现，路面行车道范围龟裂、沉陷现象较为严重，局部出现网裂。起点至104国道路段交通量较大，年平均日交通量达到8245辆；重车较多，托挂轴载比例67%。据实测弯沉数据计算路面强度系数SSI值，起点至104国道路段评定结果为差和次。
马朱路下面层采用10cm厂拌泡沫沥青冷再生，铣刨旧路面层之后，将旧路材料收集至料厂，破碎后加入1.5%水泥和2.5%泡沫沥青处理，然后运至工地摊铺。从以往的施工经验考虑，旧路材料按照级配要求掺加一定的粒料。在摊铺冷再生混合料之前宜在基层表面喷洒乳化沥青，喷洒量为纯沥青用量0.2-0.3公斤/平方米。
技术要求如下：
①沥青:用于发泡沥青应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中关于90号石油沥青的技术要求，不得使用改性沥青。沥青发泡温度宜在150度-180度之间，膨胀率不小于10倍，半衰期不小于8s；建议掺加发泡沥青用量为2.5%。
②铣刨料：铣刨料应干燥、材料组成稳定，泡沫沥青冷再生混合料及设计级配范围
③活性填料选择与使用:应根据混合后材料（未添加泡沫沥青）塑性指数的实验结果，添加活性材料。建议水泥用量1.5%。
④混合料的性能要求
试验项目 技术要求
马歇尔试验（40°） 马歇尔稳定度(KN)不小于 5.0（基层，底基层）6.0（下面层）
浸水马歇尔残留稳定度%不小于 75
劈裂试验（15°） 劈裂强度（Mpa）不小于 ≧0.4（基层，底基层）0.5下面层
干湿劈裂强度比%不小于 75
冻融劈裂强度比TSR%不小于 70
注：任选马歇尔稳定度试验和劈裂试验之一作为设计要求，推荐使用劈裂试验。
2.2乳化沥青冷再生技术
乳化沥青冷再生技术的原理是用铣刨后废旧沥青混合料，按照一定的级配，以改性沥青作为在再生剂，重新拌和，在使用到路面的基层或面层中，从而实现对铣刨后的就沥青混合料的再生利用。
沥青混合料冷再生施工工法具备特点如下：对原路面铣刨的沥青混合料，可全部回收利用，既降低了公路维修成本，又不至于对环境造成污染；用改性乳化沥青和水泥作为再生剂，对废旧沥青混合料的再生，无需加热，施工简便，易于控制；对原有拌和设备的改造简单，不需要太大的投入；施工工艺易于控制，能够保证工程质量；对路面的维修周期大大降低，确保车辆的通行；大大改善了施工条件，延长了可施工季节。
可适用于沥青混合料经再生后，用于高速公路的中下面层、基层或低一级的沥青混凝土路面的面层。
工程实例：乳化沥青冷再生在首都机场东路大修工程中的应用
首都机场东路，位于顺义区西部，为顺义区西部规划南北主要干线公路。道路设计等级为平原一级公路，它北起顺平路，跨越六环路，终于李天路。机场东路年平均日交通量达到11922辆，托挂轴载比例54%。道路行车道出现轻微车辙现象，占病害面积的59.16%。路面状况指数PCI=73.86,道路破损评价为中。从取芯结构分析，路面病害原因主要是重载交通造成，路基整体强度较好。设计标准轴载为BZZ-100，设计年限为8年。K0+357- K2+882.813路段刨旧路面层8cm，面层结构为：5厘米中粒式橡胶沥青混凝土AC-16C+11厘米厂拌乳化沥青冷再生混合料（一层摊铺）
厂拌乳化沥青冷再生技术要求如下：
①乳化沥青技术要求
试验项目 单位 技术要求
破乳速度 - 快裂或中裂
粒子电荷 - 阳离子（+）
筛上剩余量（1.18mm），不大于 % 0.1
沥青标准粘度C25，3 s 10～60
蒸发残留物 含量，不小于 % 55
针入度（100g，25℃，5s） 0.1mm 45～150
延度（15℃），不小于 cm 40
溶解度（三氯乙烯），不小于 % 97.5
贮存稳定性 1d, 不大于 % 1
5d, 不大于 % 5
②水泥: 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可以使用，禁止使用外界影响而变质的水泥。宜采用强度等级为32.5以上的水泥；水泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标要求；要求水泥初凝时间3小时以上、终凝时间不小于6个小时。
③再生混合料技术指标
试验项目 单位 技术要求
孔隙率 % 9~14
劈裂试验（15℃） 劈裂强度不小于 MPa 0.40（基层、底基层）、0.50（下面层）
干湿劈裂强度比不小于 % 75
马歇尔稳定度试验（40℃） 马歇尔稳定度不小于 kN 5.0（基层、底基层）、6.0（下面层）
浸水马歇尔残留稳定度不小于 % 75
冻融劈裂强度比TSR 不小于 % 70
3.结束语
沥青冷再生技术不仅可以节约资源（土地、石料、沥青），较采用新料降低1/3以上成本，并且可以以类似方式再次进行再生。实践证明，沥青冷再生技术的工艺特点能带来显著的经济、社会、环保效益，值得推广应用。
参考文献：
中华人民共和国交通运输部 《公路养护技术规范》北京:人民交通出版社,2009. JTG H10-2009
水泥基生态修复技术范文5
建筑材料作为我国国民经济的支柱产业在建国后得到了巨大的发展,为了满足不断增长的社会需求,其品种数量日益增多,质量和配套水平不断提高,一些主要的建材产品已跃居世界第一,但长期以来,我国建材工业的发展在很大程度上是以能源、资源的过度消耗和环境的严重污染为代价的,直接影响到21世纪中国经济和社会的可持续发展。建筑材料要实现可持续发展,就必须寻求新的发展道路,从产品设计、原材料替代、工艺改造入手,通过提高技术水平、提高资源和能源的综合利用率,保护环境、减少污染来获得可持续发展。也就是说建筑材料要实现可持续发展,关键是开发和应用绿色建材技术,研究开发和使用具有节能、利废、环保、健康、安全等特点的绿色建材产品。
2绿色建材是可持续发展的必然选择
2.1绿色建材的概念
“绿色建材”的概念是1988年“第一届国际材料研究会”上首次提出的。由于第二次世界大战后工业国家的经济飞速发展造成臭氧层破坏严重,温室效应、酸雨,生态环境恶化等一系列全球环境问题的日益突出,特别是二次石油危机,使人们认识到保护人类生存环境的重要性,以及通过我们每一个人的参与,在经济可持续发展的条件下,保障人类生存空间的重要意义。绿色材料、绿色产业、绿色产品中的“绿色”是指以绿色表明其对环境的贡献程度,并指出可持续发展的可能性和可行性,绿色已成为人类环保愿望的标志。所谓绿色建材,又称生态建材、环保建材和健康建材,是指在原料采用、产品制造、工程应用、废料处理和废料的再生循环等方面对地球负荷为最小和人类健康最为有利的材料。
2.2绿色建材和传统建材
所谓绿色建材,实质上就是赋予传统建材以优异的环境协调性的材料,它直接具有净化和修复环境等功能的建筑材料,与传统建材相比,绿色建材具有以下5个方面的基本特征:1)低能耗。其生产所用原材料尽可能少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物。2)低能耗。采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。3)无污染。在产品配制或生产过程中,不使用有害化合物和添加剂。4)多功能。产品的设计是以改善生态环境,提高生活质量为目标,即产品不仅不损害人体健康,还应有益人体健康,产品应具有多功能化,如:抗菌、防腐、防臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。5)可循环再生利用。产品可循环或回收再利用,无污染环境的废弃物,绿色建材满足可持续发展的需要,做到发展与环境的统一,当今与长远的结合。
2.3绿色建材和可持续发展
首先,绿色建材不仅可以充分利用传统建材较少利用的低品位矿石,有效地节约宝贵的矿产资源,而且还可以大量利用工业废渣与副产品,以及生活中的废弃物及其他可再生资源为原料,从而既解决了可持续性生产中资源不足的问题,又减少了因煅烧天然矿物所消耗的能源及其过程中所产生的大量CO2,SO2对环境造成新的污染。为可持续性发展创造了充分的物质财富和环境条件,从而构成了可持续发展的支撑点。其次,从技术角度看,绿色建材是基于高新技术的新型材料,是在传统建材基础之上应用现代科学技术发展起来的高科技产品。采用高新技术和我国发明的第三系列水泥技术,研究开发节能环保型的高性能贝利特水泥(C2S占60%以上),其烧成温度仅为1200℃~1250℃,预计每年可节省1000万t标准煤,可减少CO2总排放量25%以上,每年利用工业废渣在1亿t以上。这种水泥不仅具有良好的强度、耐久性和抗化学侵蚀性,而且所产生的经济和社会效益也十分显著。此外近年来工程界普遍关注的高性能砖,也是大量使用矿渣、粉煤灰等废渣的超细粉体以部分取代水泥并有效改善混凝土性能的高技术材料,生产这些材料不仅对降低资源、能源和环境负荷做出了重要贡献,而且在技术上具有先进性和可行性并可以继续得到其他高新技术的支持,从而构成了可持续发展的技术保障和动力支持。再次,从经济角度来看,绿色建筑材料采用大量的工业副产品及废弃物,生产和制造成本比采用天然资源可能会有所降低,因而会取得比生产传统建材更好的经济效益,这是在市场经济条件下可持续发展的源动力。最后,从人类的生存与发展条件看,良好的人居环境、洁净的水源、无污染的食品是人体健康的基本条件,而人体健康是对社会资源的最大节约,也是人类社会可持续发展的根本保证。绿色建材避免使用了对人体十分有害的甲醛、卤化物、芳香族碳氢化合物及含有汞、铅、铬化合物的物质,可有效减少居室环境中致癌物出现的可能,使用绿色建材减少了CO2,SO2的排放量,可有效减轻大气环境的恶化,减少大范围酸雨发生的可能、全球温室化效应的加剧以及由此产生的气候异常。
3绿色建材的技术途径
3.1传统建材的绿色化
3.1.1水泥的绿色化
1)研究开发新型水泥生产技术。20世纪80年代以来,国际水泥工业以悬浮预热和预分解技术为核心,形成了一套具有现代高科技特征和符合优质高效节能环保的新型干法水泥生产方法。发达国家的部分水泥厂已变成零污染的绿色工厂。而我国的新型干法窑产能还不到总生产能力的10%。2)研究和开发特种和新品种水泥,扩大和改进水泥的应用范围与使用功能。日本研制的陶瓷石可在常温下固化,是一种节能免烧水泥。还可开发对环境可感知和可响应的智能水泥,具有热电及压电作用的功能水泥。
3.1.2混凝土的绿色化
1)研发和推广高性能混凝土。高性能混凝土是以耐久性作为设计的主要指标,在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的,它应在100年~300年以至更长时间内不出现材质的劣化,既长寿也环保。它还掺加了更多的以工业废渣为主的细掺料,节约了熟料水泥,从而减少环境污染。此外利用超高性能混凝土突出的强度和耐久性的优势,能减少混凝土74%,减少水泥32%。2)大力推广商品混凝土。现场拌制混凝土,不仅耗用大量人力物力,难以进行质量控制,还占用施工用地,产生噪声、粉尘、污水等污染,采用商品混凝土则可改善上述现象。价格偏高是影响其推广的主要原因,所以必须加大技术创新,制度创新和经营创新的力度,切实降低生产成本,才能加快混凝土绿色化的步伐。3)加快废混凝土的再生循环,保护生态环境功能。再生混凝土的开发应用可从根本上解决天然骨料日益匮乏及大量混凝土废弃物造成生态环境恶化的问题。与天然骨料比,再生骨料空隙率高,吸水性大,强度低,所以必须加大技术研究力度,解决其强度、收缩等问题,才能扩大废混凝土的再生利用率和使用范围,为混凝土的可持续发展提供支持。4)使用和开发绿色混凝土外加剂,防止室内环境污染。外加剂的使用,促进了混凝土新技术的发展。然而人们往往只重视其对混凝土性能的影响,忽略了对环境和人体的危害。所以必须开发新型无毒高性能外加剂,随着建筑行业的技术进步,外加剂对工程建设的重要性更为明显,必将成为绿色混凝土必不可少的重要组分。
3.2采用高新技术研制与开发新型绿色建材
人类的能源危机日益加剧,如何节约能源和利用新能源,成为环境保护的重要课题。太阳能在实现建筑材料生态化的过程中潜能巨大。目前国内外对水泥混凝土制品实行太阳能养护。此外利用太阳能光电板制作屋顶材料和窗户也逐渐被广泛认可。太阳能是巨大的能源库,为人类提供方便而干净的能源,如何利用太阳能开发生态建材是需要继续研究的重要课题。
水泥基生态修复技术范文6
关键词：水泥就地冷再生；干线公路养护；应用
中图分类号：TV42 文献标识码： A
引言：
水泥就地冷再生主要解决的是沥青路面上基层损坏的问题，该技术早在20世纪在欧美等国家已经得到了广泛的应用。它主要就是指充分利用现有沥青道路旧铺层材料（必要时加如部分新骨料），并按比例加入一定量的水泥和水，在自然环境温度下，通过特定机械就地连续完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，从而重新修筑出具有所需性能质量的新基层（底基层）的作业过程。该工艺以成本低、效率高、质量好、高环保等优点受到了业内的关注和青睐。然而由于就地取材的原因不可避免带来部分缺陷。本人就根据在国道307公路大修工程施工过程中的经验谈几点体会。
一、水泥现场冷再生定义
水泥稳定就地冷再生，就是在冷再生机按规定的深度、行进速度铣刨后得到的具有一定级配的水稳混合料中，加入一定剂量的水泥，在最佳含水量状态下拌和形成再生混合料，通过整形、碾压、养生形成符合设计要求的道路基层或底基层的工艺技术。与其他传统再生技术过程是近似的，是需要经过回收、破碎，要有一定的级配，并加入适量的稳定剂（水泥），在常温情况下重新拌和，形成具有一定路用性能的再生混合料。但在施工工艺方面却有较大的区别，就地冷再生是基于特别的施工机械及组合，在旧路再生现场集铣刨、破碎、掺配、拌和、摊铺、整平、压实等工序于一体的工艺方式，工序上节约了时间，提高了再生效益。
二、水泥就地冷再生施工技术优点
1、成本低
由于水泥就地冷再生全部利用了旧的铺层材料，从而减少了公路维修时就铺层材料的挖除、运输、废置和部分新材料的购置费用，从而大大降低成本。采用道路水泥就地冷再生与传统方式相比，根据再生厚度的不同，一般可以降低成本20%～40%，厚度越深，降低成本越多。如国道307大修工程，原计划采用传统工艺，需20cm二灰碎石补强，造价为46.30元/m2。经经济技术互斥方案比较采用水泥就地冷再生施工工艺进行道路基层的再生利用，同厚度的费用为36.5元/m2，节约投资21.17%，因此可见水泥就地冷再生技术可使工程成本大大降低，与传统维修方式在造价上形成了鲜明的对比。
2、进度快、效率高
水泥就地冷再生机械施工一次性可以完成添加、铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，从而简化了施工程序，缩短了施工工期。使用水泥就地冷再生机械每天可完成6000m2～9000m2的工作量，与传统公路维修开挖、运输、废置和填补工艺（每天不到2000m2）相比，不可一日而语。我们在307大修工程中，一台冷再生仅用45d就完成了360000m2的施工任务，养生7天后取芯完整无缺。全线水泥就地冷再生施工总工期不到20d，其快速保质的特点受到了沿线市民及领导的好评。
此外，水泥就地冷再生施工的特点是区域内、大型机械、密集型施工。水泥就地冷再生只是集中在一定特定的区域施工，整个冷再生机械组合可以处于同一车道内。施工区域外不受施工的影响，未施工区域或其他车道车辆行人照常施工，可进行开放式施工，最大限度将因施工而造成的交通干扰降到了最低。特别适用于交通量较大或路宽较窄情况下的道路的施工。国道307大修工程沿线居民非常密集，但我们在进行水泥就地冷再生施工时基本没有给居民带来什么不便。
再之，在正常温度下，只要不是雨雪天气就可以施工，使用材料只有水泥等添加料，减少了外部拌和、运输的影响，对施工进度提供了更大的帮助。
3、质量好、易控制
水泥就地冷再生可以根据不同道路旧铺层材料的实际情况进行设计，选择不同的添加剂，配比准确，可以保证再生材料的优秀品质和施工质量，形成施工成型厚而均匀基层，从而保证了维修后道路的使用期限。我们在国道307公路大修工程（掺加水泥剂量为5%）所有再生路段的7d无侧限抗压强度均达到3.5MPa以上。
此外，由于水泥就地冷再生完全是就地铺加水泥添加剂，可以通过旧路厚度、密度和配比，计算出1m2水泥就地冷再生混合料所需要的水泥用量，并计算出每袋水泥的摊铺面积，然后划格按平方布水泥，控制方法简单，易于接受控制。
4、高环保
使用传统的公路维修方法，开挖的沥青路面、基层材料废弃量十分巨大，对环境造成污染，同时购置大量新材料的开采也会造成资源减少和环境破坏。采用水泥就地冷再生技术则可完全使用原有材料，避免上述问题。它不仅可以节约大量投资，更有利于环境保护，因此被人们称之为“绿色”施工技术。
三、水泥就地冷再生施工技术存在的问题
1、配比设计、结构设计的方法不够成熟
混合料配比设计、结构设计原材料只是就地取点试验，不能完全准确地代表整个路段的实际情况；水泥就地冷再生在铣刨、破碎、拌和施工过程中有可能对骨料造成破坏；原旧路厚度并不一定完全均匀（我们在国道307公路大修工程施工时，出现极少量路基土被破碎拌和到表面）等。这些原因使得混合料配比设计、结构设计多少会偏离实际方向。我们必须加强对旧路设计、施工的调查，增加设计的保证系数。
2、水泥就地冷再生的质量控制和质量保证不如集中厂拌再生可靠，旧路面的材料状况影响再生路面的性质
由于各种再生机械的性能不同，对旧路铣刨、破碎、拌和的厚度、均匀性、含水量控制容易造成人为不易被监管的偏差。建议采用再生机后跟传送带加摊铺机的方式施工，以减少混合料离析现象，增加拌和均匀性，同时有利于对施工厚度的监管。
3、对旧路原有状况应了解很清楚
一般来说，旧路在再生之前都有可能和当初设计发生很大变化，这对水泥就地冷再生施工的安全和机械损坏影响很大。我们在国道307公路大修工程施工时就发现旧路多处被铺设了过路电信镀锌管和农灌钢管，如不预先知道将对机械是巨大的磨损。
4、对路基损坏的情况不能修复到位，需要配合其他的维修措施才能更好的保证质量。由于水泥就地冷再生只是对基层进行改造，路基损坏的路段必须先进行路基修补，然后在施工水泥就地冷再生。
四、水泥稳定就地冷再生工艺应用结果分析
1、旧路状况调查
旧沥青路面的弯沉值对试验路段的冷再生设计影响至关重要，根据旧路实测值计算代表弯沉。对原路结构和材料进行调查，结果表明土基顶面结构层厚度约30cm，在长期交通荷载作用下已经松散，因此，在结构设计时近似认为该层为级配碎石。根据各路段的代表弯沉值反算土基顶面回弹模量。在结构设计过程中，认为30cm结构层的模量从上而下为线性变化，再生层设计厚度为20cm。
2、试验路施工工艺组织
（1）摆放和摊铺水泥
该示范路水泥就地冷再生基层采用人工摆放和撒布水泥，将粉状水泥撤布在再生机前的被再生路面上，再生机经过时可将水泥与被统刨下来的旧混合料进行拌和。①水泥剂量按5%添加，根据计算出的每袋水泥的纵横间距（2.5m×0.8m），在已铺筑好细砂的路面上做好安放标记。②用刮板将水泥均匀摊开，水泥摊铺完后，表面应没有空白位置，也没有水泥过分集中的地点。
（2）新集料的添加
若需要添加新集料，应根据室内设计结果和原道路再生深度范围内的平均密度，计算每平米新料的添加量。根据每车料的质量或体积，计算每车料的堆放距离，将新加料均匀地撤布在旧路面上，并检查新加料撤布是否均匀。
本项目在施工过程中，为增加铣刨料中细料的不足，利用摊铺机在原路面表面摊铺了一层5cm的碎石。
（3）冷再生机施工
首先，冷再生机推动水车在原路面上行进；其次，再生机后有专人跟随，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，并配合再生机操作员进行调整；最后，每刀再生结束后，检查铣刨毂的刀架、刀头，发现损坏立即更换。
就地在生机的铣刨深度为22cm～26cm，行驶速度为5m/min，铣刨毂的转速为150r/min，加水量为3.3%，但根据天气情况略有差别，在0.1%～0.2%之间。
（4）碾压成型
根据试验路得到的结果，确定碾压工艺组合为：静压1遍，振压8遍。
第一，在再生机后紧跟一台YZ12型单钢轮振动压路进行初压，先静压一遍后采用高幅低频进行压实，然后采用XSM220型单钢轮压路机再振压两遍。钢轮压路机的工作速度为2.36km/h。
第二，整形后，立即用22T单钢轮压路机先以高幅低频振动模式后以低频高幅模式进行压实。直线和不设超高的平曲线段，由路肩向路中心碾压时重叠1/2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处，后轮压完路面全宽时，即为一遍。
第三，碾压过程中，再生层的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，及时补洒少量的水分。
第四，碾压过程中，如有"弹簧"、松散、起皮等现象，及时翻开重新拌和。每一段碾压完成并经压实度检查合格后，立即开始养生。
五、水泥就地冷再生的意义
就地冷再生技术通过重复利用沥青混合料（主要为砂石料和沥青材料）达到节约资源、保护生态环境、降低工程造价的目的。首先，旧沥青混凝土路面冷再生技术能最大限度利用废旧混合料，节省大量的砂石料和沥青资源；同时有效节约因开采砂石料和废弃旧沥青混合料占用的大量土地资源。其次，旧沥青混凝土路面冷再生技术通过重复利用沥青混合料，防止沥青混凝土废料对弃置场所及其周边环境的污染；同时通过减少石料的开采，能有效保护林地，维护自然景观和生态环境。第三，与传统的施工方法比较，由于旧的道路材料得以全部利用，随着再生层的厚度不同，大致可以降低成本20%-40%，厚度越大，降低成本越多。第四，与传统的施工周期相比，就地再生技术施工缩短了施工周期，减少了对人民群众正常生活的影响，社会效益非常明显，真正做到了“和谐交通”。
结束语：
水泥冷再生技术具有对公共交通影响小、干扰少、施工工序简化、可精确控制铺层厚度、节约成本、能提高旧路面等级、节约时间、适用范围广、保护环境等特点，在干线公路养护工程中取得了良好的经济效益和社会效益。
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