典型重金屬離子對堿礦渣水泥水化及結構形成的影響.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染問題日漸嚴重，給社會帶來了很大壓力，重金屬廢棄物的處置也越來越受到重視。目前水泥固化法是處理重金屬廢棄物的重要方法之一。傳統(tǒng)硅酸鹽水泥基材料固化重金屬廢棄物存在固化體增容比大、重金屬浸出濃度高、耐久性欠佳、抗酸和抗硫酸鹽性能差等明顯的缺陷。堿礦渣水泥的水化產(chǎn)物主要是低鈣硅比的 C-S-H凝膠，能更有效固封有毒重金屬離子，是一種環(huán)境效益和經(jīng)濟效益顯著的新型低碳型膠凝材料。研究重金屬離子對堿礦渣水泥水化及結構

2、形成的影響，為深入認識堿礦渣水泥石固結重金屬離子的機理提供技術基礎，對促進其應用具有重要社會意義。
　　本文采用水膠比0.3，堿當量5％（以 Na2O當量計）的配比來研究Cr6+/Pb2+/Zn2+/Cd2+四種重金屬離子對堿礦渣水泥水化放熱特性、凝結、硬化及強度等性能影響，結合孔結構測試、XRD、FT-IR、SEM等微觀測試手段，分析了重金屬離子的加入對其水化產(chǎn)物結構的影響。研究結果表明：
　　1）Cr6+摻量低于2%條件

3、下，水玻璃為堿組分時，隨著摻量的增加，堿礦渣水泥的水化進程延遲，水化熱降低，凝結時間延長，抗壓強度先增加后降低。微觀測試表明水玻璃為堿組分時，Cr6+的摻入使得堿礦渣水泥石中沒有發(fā)現(xiàn)新的晶體生成，其小孔徑孔增多，孔隙增加，孔結構細化，且水化產(chǎn)物結構部分區(qū)域松散不夠致密，對水化產(chǎn)物的結構有一定的影響。
　　2）Pb2+摻量低于2%條件下，同Cr6+一樣，水玻璃為堿組分時，隨著摻量的增加，堿礦渣水泥的水化進程延遲，水化熱降低，凝結時間

4、延長，抗壓強度先增加后降低。微觀測試表明水玻璃作為堿組分時 Pb2+的摻入對堿礦渣水泥的孔隙影響不大，水化產(chǎn)物結構裂縫增多變寬，對水化產(chǎn)物的結構有一定的影響。
　　3）Zn2+摻量低于1%條件下，不同堿組分時，隨著摻量的增加，堿礦渣水泥的水化進程延遲，水化熱降低，凝結時間明顯延長，抗壓強度逐漸降低。但是當水玻璃模數(shù)為2.48時，摻量過高會使堿礦渣水泥出現(xiàn)速凝現(xiàn)象。微觀測試表明水玻璃為堿組分時摻入 Zn2+的堿礦渣水泥沒有發(fā)現(xiàn)新的晶

5、體生成，但其孔隙減少，且其水化產(chǎn)物結構部分區(qū)域松散不夠致密。
　　4）Cd2+摻量低于2%條件下，NaOH為堿組分時，隨著摻量的增加，堿礦渣水泥的水化進程延遲，水化熱降低，凝結時間延長。模數(shù)1.5的水玻璃為堿組分時，Cd2+具有促凝作用，模數(shù)2.48的水玻璃為堿組分時，摻量越大，堿礦渣水泥的初凝時間先略微增加后減少，終凝時間越長。Cd2+對堿礦渣水泥石的抗壓強度的影響不大；水玻璃作為堿組分時摻入 Cd2+的堿礦渣水泥沒有發(fā)現(xiàn)新的晶