多源固废基土体固化剂研发及固化机理研究

为实现工业固体废弃物的再利用,本文通过正交试验,以水泥、碱激发剂、硅酸盐固废材料和硫酸盐固废材料为固化材料制备了多源固废基土体固化剂(MSSA)。针对MSSA固化粉土与固化黏土,开展了无侧限抗压强度(UCS)试验、水稳性试验、电镜扫描(SEM)试验和X射线衍射(XRD)试验,得到了MSSA固化土的力学性能、水稳性、微观结构和物相组成。采用孔隙识别与分析系统软件(PCAS)分析得到概率熵和面积概率分布指数。结果表明:MSSA中各组分的最优配比为水泥:碱激发剂:硅酸盐固废材料:硫酸盐固废材料=6:1:3:2。MSSA固化粉土与黏土的28d无侧限抗压强度分别为2.18MPa和2.45MPa,水稳性系数均大于80%。MSSA水化生成的C-S-H、C-A-H提高了固化土无侧限抗压强度,水滑石、硬柱石和钙矾石等改善土体的内部孔隙结构,提升固化土水稳性。MSSA可消纳大宗工业固体废弃物,减少水泥用量,符合国家双碳政策,且具有显著的经济和环保效益。