随着我国经济的迅猛发展,环境污染问题日渐严重,给社会带来了很大压力,重金属废弃物的处置也越来越受到重视。目前水泥固化法是处理重金属废弃物的重要方法之一。传统硅酸盐水泥基材料固化重金属废弃物存在固化体增容比大、重金属浸出浓度高、耐久性欠佳、抗酸和抗硫酸盐性能差等明显的缺陷。碱矿渣水泥的水化产物主要是低钙硅比的C-S-H凝胶,能更有效固封有毒重金属离子,是一种环境效益和经济效益显著的新型低碳型胶凝材料。研究重金属离子对碱矿渣水泥水化及结构形成的影响,为深入认识碱矿渣水泥石固结重金属离子的机理提供技术基础,对促进其应用具有重要社会意义。本文采用水胶比0.3,碱当量5%(以Na2O当量计)的配比来研究Cr6+/Pb2+/Zn2+/Cd2+四种重金属离子对碱矿渣水泥水化放热特性、凝结、硬化及强度等性能影响,结合孔结构测试、XRD、FT-IR、SEM等微观测试手段,分析了重金属离子的加入对其水化产物结构的影响。研究结果表明:1)Cr6+掺量低于2%条件下,水玻璃为碱组分时,随着掺量的增加,碱矿渣水泥的水化进程延迟,水化热降低,凝结时间延长,抗压强度先增加后降低。微观测试表明水玻璃为碱组分时,Cr6+的掺入使得碱矿渣水泥石中没有发现新的晶体生成,其小孔径孔增多,孔隙增加,孔结构细化,且水化产物结构部分区域松散不够致密,对水化产物的结构有一定的影响。2)Pb2+掺量低于2%条件下,同Cr6+一样,水玻璃为碱组分时,随着掺量的增加,碱矿渣水泥的水化进程延迟,水化热降低,凝结时间延长,抗压强度先增加后降低。微观测试表明水玻璃作为碱组分时Pb2+的掺入对碱矿渣水泥的孔隙影响不大,水化产物结构裂缝增多变宽,对水化产物的结构有一定的影响。3)Zn2+掺量低于1%条件下,不同碱组分时,随着掺量的增加,碱矿渣水泥的水化进程延迟,水化热降低,凝结时间明显延长,抗压强度逐渐降低。但是当水玻璃模数为2.48时,掺量过高会使碱矿渣水泥出现速凝现象。微观测试表明水玻璃为碱组分时掺入Zn2+的碱矿渣水泥没有发现新的晶体生成,但其孔隙减少,且其水化产物结构部分区域松散不够致密。4)Cd2+掺量低于2%条件下,Na OH为碱组分时,随着掺量的增加,碱矿渣水泥的水化进程延迟,水化热降低,凝结时间延长。模数1.5的水玻璃为碱组分时,Cd2+具有促凝作用,模数2.48的水玻璃为碱组分时,掺量越大,碱矿渣水泥的初凝时间先略微增加后减少,终凝时间越长。Cd2+对碱矿渣水泥石的抗压强度的影响不大;水玻璃作为碱组分时掺入Cd2+的碱矿渣水泥没有发现新的晶体生成,其孔隙减少,水化产物结构疏松不够致密。