銅離子含量對赤泥固化土滲透性的影響★

AKA K.H.-MIGUEL 田高源

(太原理工大學建筑與土木工程學院，山西 太原 030024)

0 引言

赤泥是氧化鋁生產過程中排出的一種固體廢渣，目前對其綜合利用率很低，大部分只能露天堆置，與日俱增的赤泥給環境帶來了巨大影響。在國內外，不少學者對赤泥進行了研究。KODAIRA等[1]在酸性和堿性條件下，對赤泥進行水熱處理，提取其中的有用資源；KUMAR等[2]利用赤泥替代部分普通硅酸鹽水泥，探究了赤泥的摻入對混凝土強度的影響；張虎元等[3]利用柔性壁滲透儀測定膨潤土改性黃土的滲透系數，分析了滲透系數變化的原因；陳南等[4]發現赤泥本身具有一定的抗滲性，利用赤泥、石灰和人工防滲膜組成的復合材料。

作為赤泥綜合利用的一部分，Song Z等闡述了赤泥固化銅離子污染土的強度和電阻率特性[5]，米棟云等[6]研究了不同赤泥含量水泥土滲透系數的影響規律，本文在上述研究基礎上，通過室內試驗測試了赤泥固化銅離子污染土的滲透性能，旨在揭示銅離子含量對固化土滲透系數的影響規律，對于實際污染場地的修復具有指導意義。

1 試驗材料及方法

黃土取自太原地區，基本指標見表1。赤泥取自呂梁地區，其顏色呈紅棕色，是利用拜耳法生產的赤泥，其主要成分見表2。二者的顆粒級配見圖1。水泥使用的是太原獅頭牌42.5號普通硅酸鹽水泥。

表1 黃土基本物理指標

表2 赤泥主要化學成分

試驗中所用的材料有赤泥、石灰、水泥、黃土和含銅離子的水，將材料混合后攪拌均勻，赤泥∶石灰∶水泥∶黃土=0.45∶0.15∶0.1∶1。試樣為φ×H=50 mm×50 mm的圓柱形試樣，將試樣在養護箱中養護至28 d后進行滲透試驗。滲透試驗采用的是柔性壁滲透儀，見圖2。滲透系數的計算公式為：

k=(Q×L×ρ)/(A×P×g)

(1)

滲透室的圍壓總是高于滲透壓力50 kPa，設定五組不同滲透壓差，分別為50 kPa，100 kPa，150 kPa，200 kPa和250 kPa。每次滲透速率穩定時，應每次記錄數據，得到了不同銅離子含量下土樣的滲透系數。

2 滲透系數隨銅離子含量的變化

圖3是滲透系數與銅離子含量的關系。結果表明，隨著銅離子含量的增加，滲透系數減小。銅離子含量較低時(0

3 結語

赤泥固化土中銅離子含量對其滲透性能具有顯著影響，總體來講，滲透系數隨銅離子含量的增大而減小。當銅離子含量小于0.75%時，滲透系數隨銅離子含量的增加降幅很大，影響劇烈；當銅離子含量介于0.75%和2.5%之間時，滲透系數隨銅離子含量的增加變化趨緩，影響很小。