铜离子含量对赤泥固化土渗透性的影响★

AKA K.H.-MIGUEL 田高源

(太原理工大学建筑与土木工程学院，山西 太原 030024)

0 引言

赤泥是氧化铝生产过程中排出的一种固体废渣，目前对其综合利用率很低，大部分只能露天堆置，与日俱增的赤泥给环境带来了巨大影响。在国内外，不少学者对赤泥进行了研究。KODAIRA等[1]在酸性和碱性条件下，对赤泥进行水热处理，提取其中的有用资源；KUMAR等[2]利用赤泥替代部分普通硅酸盐水泥，探究了赤泥的掺入对混凝土强度的影响；张虎元等[3]利用柔性壁渗透仪测定膨润土改性黄土的渗透系数，分析了渗透系数变化的原因；陈南等[4]发现赤泥本身具有一定的抗渗性，利用赤泥、石灰和人工防渗膜组成的复合材料。

作为赤泥综合利用的一部分，Song Z等阐述了赤泥固化铜离子污染土的强度和电阻率特性[5]，米栋云等[6]研究了不同赤泥含量水泥土渗透系数的影响规律，本文在上述研究基础上，通过室内试验测试了赤泥固化铜离子污染土的渗透性能，旨在揭示铜离子含量对固化土渗透系数的影响规律，对于实际污染场地的修复具有指导意义。

1 试验材料及方法

黄土取自太原地区，基本指标见表1。赤泥取自吕梁地区，其颜色呈红棕色，是利用拜耳法生产的赤泥，其主要成分见表2。二者的颗粒级配见图1。水泥使用的是太原狮头牌42.5号普通硅酸盐水泥。

表1 黄土基本物理指标

表2 赤泥主要化学成分

试验中所用的材料有赤泥、石灰、水泥、黄土和含铜离子的水，将材料混合后搅拌均匀，赤泥∶石灰∶水泥∶黄土=0.45∶0.15∶0.1∶1。试样为φ×H=50 mm×50 mm的圆柱形试样，将试样在养护箱中养护至28 d后进行渗透试验。渗透试验采用的是柔性壁渗透仪，见图2。渗透系数的计算公式为：

k=(Q×L×ρ)/(A×P×g)

(1)

渗透室的围压总是高于渗透压力50 kPa，设定五组不同渗透压差，分别为50 kPa，100 kPa，150 kPa，200 kPa和250 kPa。每次渗透速率稳定时，应每次记录数据，得到了不同铜离子含量下土样的渗透系数。

2 渗透系数随铜离子含量的变化

图3是渗透系数与铜离子含量的关系。结果表明，随着铜离子含量的增加，渗透系数减小。铜离子含量较低时(0

3 结语

赤泥固化土中铜离子含量对其渗透性能具有显著影响，总体来讲，渗透系数随铜离子含量的增大而减小。当铜离子含量小于0.75%时，渗透系数随铜离子含量的增加降幅很大，影响剧烈；当铜离子含量介于0.75%和2.5%之间时，渗透系数随铜离子含量的增加变化趋缓，影响很小。