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水泥固化/稳定化重金属污染土技术研究是目前环境岩土工程领域的热点问题之一。国内外对水泥固化/稳定化重金属污染土的研究主要集中在固化/稳定化效果评价、固化/稳定化土的特性评价、有效固化剂的研发等方面。水泥固化/稳定化重金属污染土会受到周围环境长期的物理和化学侵蚀,如二氧化碳碳化、干湿循环、冻融循环以及外界化学物质侵蚀等而劣化,但国内外对此研究甚少。 本文以江苏省自然科学基金(BK2011618)和国家自然科学基金重点项目(41330641)为依托,以典型重金属污染土为研究对象,借鉴混凝土碳化的研究思路和方法,采用室内试验与理论分析相结合、宏观与微观相结合的方法,研究碳化对水泥固化/稳定化重金属土的物理力学性质、重金属溶出特性和微观结构的影响。论文取得以下主要成果: (1)回顾了国内外水泥基材料碳化效应的研究现状,总结了碳化深度测量方法,碳化对混凝土、水泥石、水泥砂浆以及水泥固化土等物理力学指标以及微观结构等的影响规律; (2)通过加速碳化试验,研究了水泥固化/稳定化重金属污染土的碳化深度变化规律,碳化作用和铅含量对固化土干密度、含水率、pH值、强度特性、应力应变特性及电阻率的影响规律; (3)通过半动态淋滤试验,研究了碳化对固化土淋滤浸出液的pH值、电导率、Pb2+和Ca2+溶出特性的影响;分析了碳化对Pb2+和Ca2+的有效扩散系数和淋滤指标的影响,揭示了Pb2+和Ca2+的溶出机理。另外,还通过萃取试验分析了环境pH值对混合重金属淋滤特性的影响规律; (4)通过压汞试验、扫描电镜试验、X射线衍射试验和热重试验等微观试验,研究碳化对水泥固化/稳定化重金属污染土孔隙分布特征、矿物成分、微观结构特征等的影响;并从微观机理方面揭示了碳化对水泥固化/稳定化重金属污染土宏观性能影响的内在机制。