用于建筑施工扬尘的抑尘剂配方研究

用于建筑施工扬尘的抑尘剂配方研究

中国城市水污染日益严重，污染日益严重。污染已成为中国城市污染的主要因素。考虑到成本和来源,选用NaCl、CaCl1实验部分1.1试验材料1.1.1模拟灰尘用蛇形采样法采集云南昆明某建筑施工场地表层红土,取混合样,经75℃干燥后过200目的标准分样筛。1.1.2离子型提出本构模型蔗糖、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺(阴离子型)、无水氯化钙、六水合氯化镁、氯化钠、CAPB、CTAB,分析纯;吐温-20,化学纯;SDS,电泳专用。1.1.3标准检验筛机AL204型电子分析天平,PK/XPM型三头研磨机,DHG-9070型电热鼓风干燥箱,SV-200型标准检验筛机,Mastersizer2000型马尔文激光粒度仪,TeledyneLeeman2064型电感耦合等离子体发射光谱仪,CD-BJ-730J型智能风速仪。其他仪器:玻璃培养皿、比重瓶、标准分样筛、毛细管、吹风机、实验室专用超纯水机等。1.2实验方法1.2.1单因素实验(1)土壤尘固结率的测定干燥土壤尘后过200目的标准分样筛,取30mL的超纯水及不同浓度的吸湿剂加入到等量的土壤尘中,置于75℃恒温干燥箱中干燥。每隔1h称重,计算失水率。土壤尘失水率的计算如式(1)所示。式中:η为土壤尘的失水率(%);w(2)土壤尘细度的测定配制浓度为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%的凝并剂溶液,分别取30mL不同浓度的溶液均匀喷洒到30g的土壤尘上,置于105℃恒温烘箱中烘干,取出,采用三头研磨机研磨5min,然后用200目的标准分样筛进行筛分,称量筛上土壤尘和筛下土壤尘的质量,并计算比例。(3)毛细管反渗透实验配制浓度为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%的表面活性剂溶液,分别做毛细管反渗透实验。玻璃管长120mm,内径8mm,下端装有直径10mm的玻璃过滤纤维膜,用不溶于水的动物胶或普通橡胶粘住式中:V为土壤尘吸收溶液的重量变化的速率(g·s1.2.2正交实验的设计根据单因素实验结果,选择吸湿剂、凝并剂、表面活性剂中性能最好的进行3因素3水平的正交实验,3因素分别记作A、B、C,如表1所示。按照表1配制9种溶液,分别进行高温抗蒸发性实验、抗研磨性实验和渗透性实验。1.3测试指标和方法1.3.1土壤灰尘的表现采用马尔文激光粒度仪测定土壤尘的粒径分布;用电感耦合等离子体发射光谱仪测定土壤尘的元素含量;用比重瓶法测定土壤尘的真密度。1.3.2土壤尘含湿量的测定将30mL的超纯水和抑尘剂溶液各自均匀喷洒到30g的土壤尘上,置于105℃恒温干燥箱中干燥2h。取出,称重。然后将土壤尘置于室温条件下,每隔一段时间称重。实验室的温度为14~28℃,相对湿度为31%~65%。土壤尘含湿量的计算如(3)所示。式中:θ为土壤尘的含湿量(%);w1.3.3抑尘剂溶液配制取30g土壤尘样品置于直径为90mm的培养皿中,均匀喷洒抑尘剂溶液,于105℃下恒温干燥。将吹风机调至2000W,置于土壤尘5cm处,风和土壤尘的夹角为30°,每隔1h,称重,并计算质量损失率。2结果与讨论2.1土壤尘的粒径分布通常将Si、Al、Fe、K、Na、Ca、Mg、Ti、Mn和P称为主量元素或常量元素,通常以氧化物形式表示。土壤尘的常量元素组成如表2所示。土壤尘的粒径分布如图1所示。从图1中可以看出,土壤尘的粒径分布在0.3~100μm之间,其中,表面积平均粒径D(3,2)为6.855μm,体积平均粒径D(4,3)为36.246μm,D(0.1)为3.307μm,D(0.5)为27.648μm,D(0.9)为81.952μm。表明分布窄,粒度均一。用比重瓶法测得土壤尘的真密度为2.61g·cm2.2不同吸湿剂对土壤尘水分析的影响土壤尘在75℃恒温下的失水率如图2所示。在其他条件相同情况下,对于失水率而言,不同吸湿剂的喷洒,其土壤尘的失水率稳定时间不一样。当喷洒过超纯水时土壤尘的失水率在3h后稳定,而喷洒NaCl、CaCl2.3凝并剂溶液浓度对分离的影响喷洒不同浓度凝并剂溶液后留在筛上筛下的样品的质量比如图3所示。由图3可知,在其他条件相同情况下,随着凝并剂溶液浓度的增加,比例(筛上土壤尘的质量/筛下土壤尘的质量)的总体趋势是增加的。凝并剂溶液浓度在0.15%之前,蔗糖的比例大于羧甲基纤维素钠;在0.15%之后,羧甲基纤维素钠的比例大于蔗糖;在相同浓度下,聚丙烯酰胺的比例始终是最大的。该结果远远高于杜翠凤等2.4表面活性剂浓度对渗透率的影响由于实际中抑尘剂溶液和粉尘的作用时间远比实验中的作用时间短由表3可知,在其他条件相同情况下,同种表面活性剂在不同浓度下的渗透速率没有明显的区别。杜翠凤等2.5最佳配方的确定正交实验的结果如表4所示,方差分析如表5所示。由表4可知,对于常温抗蒸发性,最优配方是A3B3C1;对于抗研磨性,最优配方是A3B3C3;对于渗透性,最优配方是A2B3C1。由表5可知,A对常温抗蒸发性、抗研磨性有着显著影响,应优先考虑;B对渗透性有显著影响,应次之;C对这3个都没有显著影响,应最后考虑。从整体及经济适用的角度考虑,确定了用于建筑施工扬尘的抑尘剂的最优组成为A3B3C1,即25%的CaCl2.6抗污染剂的性能2.6.1过抑尘剂对土壤尘含湿量的影响土壤尘的含湿量随时间的变化如图4所示。由图4可见,在相同的实验条件下,喷洒过抑尘剂溶液的土壤尘的含湿量远远高于喷洒了超纯水的。14h后,前者的含湿量最大达到15%,基本上在9%以上,远远大于4%,而后者的含湿量在2%以下。相关文献表明,当含湿量为4%时,风速要达到12m·s2.6.2抗风蚀性能风速为12m·s3基于表面活性剂的抑尘剂溶液配方本研究以表面活性剂为基础,由吸湿剂、凝并剂和表面活性剂构建抑尘剂是可行的,可用做建筑施工扬尘的抑尘剂。通过高温抗蒸发性、抗研磨性、渗透性实验以及正交实验,筛选出最优的抑尘剂配方为25%的氯化钙、0.25%的聚丙烯酰胺和0.05%的椰油酰