沈 晨 曹智国,2 章定文

(1东南大学交通学院，南京 211189)(2黄河勘测规划设计研究院有限公司，郑州 450003)

重金属(如Pb、Zn等)不可降解且持久存在于土壤中[1].水泥固化/稳定化修复技术通过水泥的胶结作用使土壤转变为密实、不可流动的固体，将重金属固定、密封在土壤介质中[2].在周围复杂环境侵蚀下(如酸雨、冻融和碳化作用等)，固化后土体的长期性状发生演变，其中二氧化碳(CO2)的碳化作用是导致非饱和水泥固化重金属污染土在实际服役过程中性状演变的核心外因之一[3].

水泥固化重金属污染土的碳化作用是长期、复杂的物理化学反应过程，大气中的CO2通过不同尺度的孔隙和裂纹等运移通道进入土体内部，与可碳化相物质(水泥水化产物氢氧化钙(CH)和水化硅酸钙(CSH)等)反应生成碳酸钙(CaCO3)，引起固化土体性状的演变[4].碳化反应改变了固化土的矿物成分、孔隙溶液pH值和微观孔隙结构等，使其重金属溶出特性发生变化[5-6].Fitch[7]将采用水泥进行固化处理后的电镀厂废弃物置于空气中，对比分析10 a后固化体物理化学性能变化，X射线衍射(XRD)结果表明距表面5、5～10及10～15 cm范围内的主要矿物成分分别为CaCO3、单水方解石(CaCO3·H2O)和Ca(Zn(OH)3)2·2H2O；试样不同位置处的酸中和能力与深度(0～50 cm)成正比，表面区域(5 cm以内)酸中和能力较低，碳化严重.Antemir等[8]综合采用X射线分析、光学和电子显微镜(SEM-EDS)和浸出试验等研究了多个污染场地水泥固化土的长期性状演变，结果表明随碳化作用进行，水泥水化产物CH与CO2发生碳化反应逐渐消……