金属离子络合物对盾构渣土固化过程中ζ电位的影响

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.S2.015

隧道建设（中英文） ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (S2): 144-151.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.S2.015

金属离子络合物对盾构渣土固化过程中ζ电位的影响

廖云洋¹，张恒¹，廖如鹏¹，雷命成¹，丁泊淞²，汪优^{2， *}

(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)

出版日期:2024-12-20 发布日期:2024-12-20
作者简介:廖云洋（1976—），男，四川蓬溪人，2002年毕业于重庆交通学院，载运工具运用工程专业，本科，高级工程师，现从事隧道工程的施工与管理工作。E-mail： 906894026@qq.com。 *通信作者：汪优， E-mail： ywang1920@csu.edu.cn。

Influence of Metal Ion Complex on ζ Potential in Shield Muck During Solidification

LIAO Yunyang¹, ZHANG Heng¹, LIAO Rupeng¹, LEI Mingcheng¹, DING Bosong², WANG You^{2, *}

(1. Fifth Engineering Company CREGC, Chengdu 610031, Sichuan, China; 2. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, Hunan, China)

Online:2024-12-20 Published:2024-12-20

摘要/Abstract

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。

关键词: 金属离子络合物, 盾构渣土, 资源化利用, ζ电位

Abstract: 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 on ζ potential 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 reduces ζ potential on various particle surfaces, diminishing the outer electric layer thickness, narrowing particle spacing, and enhancing consolidation. (2) ZY-1 shows the most significant reduction in ζ potential on cement particle surfaces; at a concentration increase from 0 to 100 mmol/L, cement particle ζ potential decreases by 61.61%. (3) The sequence of metal ion complex impact on ζ potential across different particle surfaces is as follows: cement > shield muck > calcium carbonate > calcium sulfate.

Key words: metal ion complex, shield muck, resource utilization, ζ , potential

廖云洋, 张恒, 廖如鹏, 雷命成, 丁泊淞, 汪优. 金属离子络合物对盾构渣土固化过程中ζ电位的影响[J]. 隧道建设, 2024, 44(S2): 144-151.

LIAO Yunyang, ZHANG Heng, LIAO Rupeng, LEI Mingcheng, DING Bosong, WANG You. Influence of Metal Ion Complex on ζ Potential in Shield Muck During Solidification[J]. Tunnel Construction, 2024, 44(S2): 144-151.

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Influence of Metal Ion Complex on ζ Potential in Shield Muck During Solidification

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