固化/稳定化是重金属污染场地的主要处理方式之一。水泥是常用的固化剂,但其对高浓度重金属离子及重金属阴离子的固化/稳定化效果不理想,甚至难达到规范要求。为了解决这一困境,本文依托国家自然科学基金项目（No.51578148）,以重金属污染场地典型污染物(Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺、CrO₄^2-)为研究对象,旨在研发基于钙矾石的重金属污染土固化/稳定化新型固化剂（型号ASC）。通过一系列物理力学试验、淋滤试验和微观试验,基于固化土的物理、力学与淋滤等特性,确定固化剂ASC的配比,结合固化土微观结构特征分析,揭示固化剂ASC固化/稳定化重金属污染物的固化机理及溶出机制。论文的主要研究成果有:（1）明确了新型固化剂ASC的配比。研究了不同固化剂组分配比时,固化土孔隙液pH值、Ca²⁺、Al³⁺、SO₄^2-等离子含量对钙矾石生成量及其稳定性的影响;在此基础上,得到了不同固化剂组分配比条件下,固化剂ASC对重金属污染土物理、力学与淋滤特性的影响;基于固化/稳定化效果提出了固化剂ASC的优化配比。结果表明,Ca/Al摩尔比大于2.7且S/Al摩尔比大于0.4时可生成大量钙矾石,固化/稳定化效果较好。钙矾石的填充作用和水化硅酸钙的胶结作用是提高固化土强度的主要机理。（2）对比分析了水泥和固化剂ASC对重金属污染土的固化/稳定化效果。研究了不同固化剂掺入量对固化土含水率、干密度、孔隙结构、pH值、应力-应变曲线、无侧限抗压强度、变形模量和重金属浸出浓度等的影响规律。结果表明,随固化剂掺入量的增加,ASC固化土与水泥固化土不同,强度和变形模量并非单调增大。由于钙矾石的填充膨胀作用,固化剂ASC存在临界掺入量10%。当固化剂掺入量大于10%时,ASC固化土重金属溶出小于水泥固化土。（3）研究了固化剂ASC对不同含量重金属Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺的固化效果。研究了不同重金属含量对ASC固化土含水率、干密度、孔隙率、pH值、应力-应变曲线、无侧限抗压强度、变形模量和重金属浸出浓度等的影响规律。结果表明,含Cr³⁺固化土的浸出浓度最低,强度最高,抗变形能力和稳定性最好,含Cd²⁺固化土次之,但固化率均在99.5%以上。（4）探讨了固化剂ASC固化/稳定化重金属污染土的机理。通过半动态淋滤试验计算得到有效扩散系数、淋滤指标,分析了重金属的溶出机理。利用压汞试验（MIP）、扫描电镜试验（SEM）、X射线衍射试验（XRD）等微观试验,从微观机理方面探讨了固化剂ASC的固化机理。固化剂ASC的固化机理以钙矾石的离子交换作用和负电吸附作用为主,形成碱性沉淀物作用次之。重金属的溶出机理主要为溶解,且随重金属含量增加,有效扩散系数减小,淋滤指标增大,有效扩散系数介于8.74E-11¹.83E-09 cm²/s之间,淋滤指标值在8.65¹0.13之间。当三价阳离子含量较高时,生成的钙矾石可有效均匀地填充土体孔隙,提高固化土强度,减少重金属溶出,因此固化剂ASC对Cr³⁺的固化效果优于对Pb²⁺的固化效果。