干燥-湿润循环条件下垃圾焚烧飞灰固化沉积物作为填埋场中间覆盖材料的耐久性研究

这篇研究通过无侧限抗压强度(UCS)、直接剪切(DS)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等实验，系统评估了MSWI飞灰固化沉积物在干湿循环条件下的耐久性。研究发现，随着干湿循环次数增加，内摩擦角(φ)和粘聚力(c)的提升增强了填埋场稳定性，5次循环后耐久性指数(Δf)>1。微观分析揭示了水化反应和碳化反应共同作用机制，证实该材料可作为绿色可持续的中间覆盖材料。

　　

Highlight亮点
• 干湿循环提升UCS强度、φ和c值
• 5次循环后Δ_f>1显示优异耐久性
• 微观孔隙增加伴随碳酸钙沉淀
• 水化与碳化反应协同增强稳定性

Durability and evolution mechanism under drying-wetting cycle干湿循环下的耐久性与演化机制
耐久性指数Δ_f定义为经历干湿循环后的UCS强度与初始强度的比值。研究发现，随着循环次数增加，Δ_f呈现上升趋势，表明材料具有"越挫越强"的特性。微观分析显示，干湿循环会引发"呼吸效应"——材料孔隙先扩张后收缩，同时生成新的碳酸钙"骨架"结构。这种独特的自修复能力源于双重反应机制：水泥水化反应(C-S-H凝胶形成)与环境碳化反应(CaCO₃沉淀)的协同作用。

Conclusion结论

1. UCS强度和Δ_f随养护龄期和干湿循环次数增加而提升
2. 飞灰替代率增加会降低力学性能但提升环境友好性
3. 微观机制揭示水化-碳化双重反应路径
4. 证实该材料满足填埋场中间覆盖层50kPa强度要求
5. 为废弃物资源化利用提供创新解决方案