以城市垃圾焚烧灰为主要研究对象,采用水、磷酸分别对其进行预处理,对预处理后的飞灰采用水泥进行固化,测定固化体系的凝结时间、净浆抗压强度、无侧限抗压强度等物理力学性能,并检测固化体系的重金属浸出毒性。试验结果表明,固化体系的凝结时间随着水泥掺量的增加而缩短,水泥掺量超过20%时,固化体系的终凝时间能控制在10h以内;体系的净浆抗压强度、无侧限抗压强度均随着水泥掺量的增加而增大,其中,各固化体系的无侧限抗压强度值均达到稳定土填埋强度值(1.5MPa),重金属浸出浓度满足国家毒性浓度危险标准值(5～100mg/L)。

将不同冷却方式(风冷、水冷)下得到的垃圾焚烧灰高温重构矿渣掺入水泥,研究了重构矿渣水泥复合体系在(冻融+干湿+硫酸盐侵蚀)循环条件下的重金属浸出性能、力学性能,并对固化体破坏机理进行分析。结果表明:(1)经过28次侵蚀循环后,固化体重金属浸出浓度均低于危险废物浸出毒性鉴别标准限值;(2)在本实验条件下制备的重构矿渣,当风冷重构渣掺量小于30%,水淬渣掺量小于50%时,固化体均能够保持结构的完整,无溃散现象,即风冷重构渣和水淬渣在建筑材料中的安全应用阈值分别为30%、50%;(3)在(冻融+干湿+硫酸盐侵蚀)循环条件下,固化体主要经受盐结晶压、渗透压、结冰压、钙矾石结晶破坏、石膏结晶型破坏等物理、化学破坏作用。