碳化对水泥固化重金属污染土渗透特性影响的试验研究文献综述

 2022-10-28 10:10

文献综述(或调研报告):

1.水泥固化/稳定化土的碳化及影响因素

1.1 水泥固化/稳定化的碳化

水泥与土搅拌后,水泥被强制注入土颗粒缝隙,水泥与土中的水分发生水化反应,另外还有少量矿物与土中具有活性的二氧化硅和氧化铝发生反应,生成水化硅酸钙、钙矾石、氢氧化钙等各种矿物,使其在短期内形成整体性强、稳定性好、具有较高承载力的改良材料。影响水泥土性能的主要因素有:土、水泥和水的种类与比例、压实度、拌和均匀度、养护条件和龄期等。

水泥土的碳化是指空气中的CO2溶于水中生成碳酸后电解成氢离子和碳酸根离子,碳酸根离子与固化/稳定化土中钙离子反应生成碳酸钙,使得水泥水化产物(如Ca(OH)2、CSH)等随之消耗,固化/稳定化土溶液的pH值也随之降低的过程。

参考混凝土碳化理论,水泥土碳化的主要过程是:水泥水化过程中,由于化学收缩、自由水蒸发等原因,在水泥土内部存在大小不同的毛细管、孔隙、气泡等,空气中的CO2气体不断地透过水泥土中孔隙通道、毛细孔、气泡甚至缺陷等,与孔隙溶液中溶解的氢氧化钙和水化硅酸钙等进行反应。主要的化学反应式如下。

CO2 H2O→H2CO3 (1-1)

Ca(OH)2 H2CO3→CaCO3darr; 2H2O (1-2)

3CaO·2SiO2·3H2O(硅酸三钙) 3H2CO3→3CaCO3darr; 2SiO2 6H2O (1-3)

2CaO·SiO2·4H2O(硅酸二钙) 2H2CO3→3CaCO3darr; SiO2 6H2O (1-4)

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