PFCY沙土固结材料的结构与性能.pdfVIP

杨久俊 等：PFCY沙土固结材料 的结构与性能 PFCY沙土固结材料的结构与性能 杨久俊 ，严 亮 。 (1．郑州大学 材料科学与工程学院，河南 郑州 450052；2．天津城市建设学院材料工程系，天津 300384； 3．华北水利水电学院 土木与交通学院，河南 郑州 45001I) 摘 要： 以水溶性聚合物、农作物秸秆、工业 固体废 的缺点 叫]，致使其在水力 、风力及人为外力的破坏下 弃物和水泥为主要原料制备 PFCY 沙土 固结材料，研 易产生裂纹和损坏 ，从而限制了水泥基沙土 固结材料 究 了PFCY的微观结构特征和力学性能，以及各组分 的应用 。 之间的作用机理 ，并分析 了PFCY 强度体 系的形成过 PFCY沙土固结材料是由郑州大学和天津城建学 程。研 究结果表 明，在水灰 比为 0．4，聚丙烯酰胺掺量 院联合研制 ，以水溶性聚合物 、农作物秸秆 、工业固体 为 1％，麦秸纤维掺 量为 2 时，PFCY 的抗折强度提 废弃物和水泥为主要原料制备而成的，此产品具有较 高了24．7％，聚丙烯酰胺 、麦秸 纤维和无机胶凝材料 强的沙土固结性和耐冲刷性 ，并且还具有成本低廉、来 能够均匀分布在 PFCY体 系中，聚丙烯酰胺 以丝状和 源广泛 、生态环保等优点。为 了更好掌握 PFCY的性 网络状形态存在 ，材料 内部颗粒之间的粘结得到增强， 能特征 ，本文在试验的基础上 ，研究 了水溶性聚合物和 麦秸纤维与硬化水泥浆体界面结构有所改善 。 植物纤维的掺量对 PFCY微观结构和力学性能的影 关键词： 水溶性聚合物 ；秸秆；沙土固结材料 ；力学性 响，并讨论了水溶性聚合物、植物纤维以及硬化水泥浆 能 ；微观结构 体之间的相互作用机理。 中图分类号： TB332 文献标识码 ：A 2 实 验 文章编号 ：1001-9731(2010)05—088卜O5 2．1 原材料 1 引 言 水溶性聚合物 ：河南郑州正力公司生产的非离子 由于受到风力和水力 的双重侵蚀 ，陕北黄土高原 型聚丙烯酰胺 ，固体颗粒 ，粒径为 0．5～lmm，相对分 北部地 区的土壤流失极为严重 ，生态环境急剧恶化 。 子量为 400万 ，水解度 16 ；秸秆 ：河南荥阳一年生麦 为了改善地表侵蚀状况 ，常使用化学 固化剂来固结地 秸 ；工业 固体废弃物 ：山东寿光巨能公司生产的工级优 表土壤 ，传统的有机固沙剂 ，能够通过物理 吸附作用 ， 质粉煤灰；河南平顶山天瑞水泥厂生产的水泥熟料 ；河 改善土壤结构，具有 良好 的抗风蚀性和保水性 3『“]，但 南巩义铝酸盐水泥厂生产的 62．5铝酸盐水泥 (化学成 所形成的土壤固结层普遍较薄 ，强度较低，且耐水性较 分见表 1)；辅助原料 ：实验室 自制 ，用于激活粉煤灰活 差，极易被地表径流冲蚀。而对于水蚀较严重的地 区， 性 ；奈系高效减水剂 ，减水率 20 ；水 ：普通 自来水 。 多使用 以水泥为主要原料的固结材料 ，该类材料可以 试验用无机胶凝材料 的配 比为 m(粉煤灰)：m(水泥 通过其内部的活性组分与土壤 中的 SiO：发生化学反 熟料)： (高铝水泥)：m(辅助原料)一45：30：10： 应 ，在喷施早期就形成较高强度 的耐冲刷固结层[5]， 15 但是由于此类材料存在脆性大、易开裂和变形能力差 表 1 粉煤灰、水泥熟料和高铝水泥化学成分 Table1Chemicalcompositionsofflyash，cementclinkerandaluminatecement( )