土壤固化剂研究现状与展望

阐述了土壤固化剂国内外研究的现状、种类、特点和应用,分析了土壤固化剂的固化机理和固化性能,指出了土壤固化剂研究和应用领域中存在的若干问题及研究方向,最后对其应用前景做了展望。     

BCS土壤固化剂固化土的耐久性研究

【目的】确定BCS土壤固化剂的最佳掺量,分析BCS土壤固化剂对土壤的加固机理,探讨增强固化土耐久性的方法。【方法】选用陕西杨凌的黄土,按黄土质量加入12%的水泥及不同掺量的BCS核心材料,并按0.6%的BCS核心材料掺量,在黄土中加入不同质量比的水泥基BCS固化剂,通过抗压试验分析确定最佳的BCS核心材料掺量和最佳的BCS固化剂掺量。采用无侧限抗压试验、渗透试验、水稳性试验、干湿循环试验、冻融循环试验等研究固化土的耐久性,采用扫描电子显微镜(SEM)观测BCS固化土的微观结构和水化产物,分析BCS固化剂的作用机理。【结果】BCS土壤固化剂核心材料的最佳掺量为水泥质量的0.6%;固化剂水化产物中主要有纤维状和网状的水化硅酸钙凝胶(C-S-H)、六方棱柱型的三硫型水化硫铝酸钙晶体(Aft)以及片状或叠片状的氢氧化钙晶体(CH);固化土的渗透系数较水泥土略低,最低可达3.8×10-8 cm/s;固化土的水稳系数随着固化剂掺量的增加而降低,随着龄期的延长而升高;干湿循环后固化土的强度有所下降,强度损失率最高可达19.8%,但其强度随着固化剂掺量的增加而增大;采用硅酸钠、氢氧化钠或饱和石灰水进行养护,可有效提高固化土的抗冻融循环次数。【结论】与水泥土相比,BCS固化土的工程性能有所提高,采用饱和石灰水养护可显著增强固化土的抗冻性能。     

新型土壤固化剂Q2在路基建设中的应用

分析了土壤固化剂的特点,阐述了土壤固化剂的固化机理,并用新型土壤固化剂Q2在北京农业职业学院实训基地,修建了一条250（长）×4（宽）×0.25m（厚）的固化道路,用农业载货车通行,并检验在寒冷地区土壤固化路基的耐冻融效果。用新型土壤固化技术建造路基,能降低路基施工成本,保护环境,缩短施工工期,路面坚固结实,具有良好的推广应用价值。     

固化剂对土壤中重金属的稳定作用及其在河岸固化护坡中的应用研究

为评估一种自主开发的固化剂(GSS-02)对土壤中重金属的稳定作用,探讨该固化剂用于河岸固化护坡工程的可行性,在实验室内分别采用普通硅酸盐水泥(OPC)和GSS-02对土壤实施固化处理.用US EPA的TCLP方法测定浸出毒性,评估添加剂对土壤Cu、Zn、Cr和Ni的稳定效果,测定固化体的无侧限抗压强度,初步评估土壤固化体的物理性能.结果表明,加入OPC或GSS-02在一定程度上提高了土壤浸出液的pH值,固化剂添加量与浸出液pH值存在显著的正相关关系;OPC和GSS-02对Cu、Zn和Ni有较好的稳定作用,能使浸出液中重金属浓度降低为对照样品的1/3～1/7,但能够活化Cr;加入OPC或GSS-02能提高固化体的无侧限抗压强度,与OPC相比,低剂量时GSS-02能显著提高无侧限抗压强度,而高剂量时则相反,这有利于土壤生物工程的实施.上海市南汇区某河岸固化工程应用表明,GSS-02能满足土壤重金属稳定和土壤生物生长恢复的需要,与OPC相比是一种良好的生态型同化剂.     

土壤固化酶在中国的应用及研究进展

土壤固化酶于二十世纪八十年代逐渐应用于筑路、筑堤、筑坝、垃圾填埋处理、基础加固等领域,中国自1995年将土壤固化酶应用于道路建设以来,取得了一些经验和成效,但也存在一些问题。该文概述了土壤固化酶在中国的应用及研究进展;分析了其所具有的环保价值、可产生经济效益,以及土壤固化酶在中国推广应用过程中出现的一些问题;通过土壤固化酶与石灰、水泥等传统固化材料对土的无侧限抗压强度影响的试验研究,说明土壤固化酶有利于土体稳定的特性;为进一步研究和发展该技术提供依据。     

土壤固化剂对湿陷性黄土物理特性的影响

为湿陷性黄土EFS土壤固化剂适宜用量的确定以及生态环境防护提供科学依据,以湿陷性黄土为研究对象,在土壤含水率分别为5.51%、10.00%、15.00%、20.00%和25.00%条件下,研究EFS土壤固化剂含量为0(CK)、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.30%对湿陷性黄土物理特性的影响。结果表明:黄土强度,不同含水率黄土内摩擦角和黏聚力均随着固化剂含量的增加呈先升后降趋势,当固化剂含量为0.15%时,湿陷性黄土抗压强度最大,固化剂含量0.15%后,黄土抗压强度随固化剂含量增加呈下降趋势;当含水率为15.00%,固化剂含量为0.15%时黄土强度最大;水分特征曲线,不同固化剂含量拟合方程中土壤持水曲线拟合参数A均低于CK,随着固化剂含量增加,CK的土壤持水曲线拟合参数A呈先减小后增大的变化趋势,添加固化剂湿陷性黄土的持水力减弱,且随固化剂含量的增加呈先增强后减弱趋势,土壤供水能力随固化剂含量的增加呈先减弱后增强趋势,当含水率为15.00%和固化剂含量为0.15%时,土壤持水力达最大,供水力最小,即黄土强度最大;比水容量,相同含水率时湿陷性黄土比水容量随固化剂含量的增加呈逐渐减小趋势,不同处理间均差异显著,当含水率为15.00%时,比水容量达最大,固化剂含量为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.30%时,其比水容量较CK分别下降0.68%、0.94%、2.10%、2.74%和3.26%。     

土壤固化剂对湿陷性黄土物理特性的影响

为湿陷性黄土EFS土壤固化剂适宜用量的确定以及生态环境防护提供科学依据,以湿陷性黄土为研究对象,在土壤含水率分别为5.51%、10.00%、15.00%、20.00%和25.00%条件下,研究EFS土壤固化剂含量为0(CK)、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.30%对湿陷性黄土物理特性的影响。结果表明：黄土强度,不同含水率黄土内摩擦角和黏聚力均随着固化剂含量的增加呈先升后降趋势,当固化剂含量为0.15％时,湿陷性黄土抗压强度最大,固化剂含量＞0.15%后,黄土抗压强度随固化剂含量增加呈下降趋势,当含水率为15.00%,固化剂含量为0.15%时黄土强度最大;水分特征曲线,不同固化剂含量拟合方程中A均低于CK,随着固化剂含量增加,CK的A呈先减小后增大的变化趋势,添加固化剂湿陷性黄土的持水力减弱,且随固化剂含量的增加呈先增强后减弱趋势,土壤供水能力随固化剂含量的增加呈先减弱后增强趋势,当含水率为15.00%和固化剂含量为0.15%时,土壤持水力达最大,供水力最小,即黄土强度最大;比水容量,相同含水率时湿陷性黄土比水容量随固化剂含量的增加呈逐渐减小趋势,不同处理间均显著差异,当含水率为15.00%时,比水容量达最大,固化剂含量为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.30%时较对照分别下降0.68%、0.94%、2.10%、2.74%和3.26%。     

HEC固化剂对日光温室戈壁土墙体固化性能试验

【目的】测试新疆三种典型日光温室戈壁土墙体土样进行固化性能,分析戈壁土固化前后的力学性能和硫酸盐侵蚀后的强度的变化规律,为新疆非耕地墙体固化方案提供理论依据。【方法】依据《土工试验方法标准》GB 50123-1999、《土力学实验》和《土工试验规程》SL 237-1999的测试要求^[1-3],采用颗粒分析试验、击实试验测定土体的颗粒级配、类别和击实性能,研究戈壁土固化前的物理性能,测定固化土的抗压强度、硫酸盐侵蚀后的强度。【结果】(1)三种戈壁土土样均为圆砾,根据特征粒径得出土样的不均匀系数Cu和曲率系数Cc表明2号土样的级配最好,其次为3号土样,1号土样的级配最差。(2)掺入15%的土壤固化料,与原状土相比,1号土样的最大干密度ρ_d和最优含水率w_op增加最为显著,分别为0.046%、0.017%。(3)戈壁土随固化剂掺量的增加,胶凝材料越多,固化土越密实,抗压强度越大。(4)90 d侵蚀试验中,固化土随侵蚀周期的增长,抗压强度越大。【结论】HEC固化剂对新疆常用的日光温室墙体建材具有显著的固化效果,其抗压强度和抗硫酸盐效果满足土墙温室墙体建造要求,固化后的墙体坚固耐腐蚀,降低了温室的维护成本,有效延长了温室的使用寿命。     

松香松节油在环氧树脂及固化剂中的应用进展

综述了国内外在利用松香、松节油合成与改性环氧树脂、固化剂方面的研究现状,以及其应用方面的进展。     

土壤重金属固化稳定化材料研发及其应用基础研究进展

固化稳定化是土壤重金属污染治理的主要技术之一,加强对固化稳定化材料的环境功能研发尤为重要。土壤重金属固化稳定化材料作用机理包括沉淀作用、吸附作用、配位作用、有机络合作用和氧化还原作用等。本文重点围绕土壤重金属固化稳定化材料研究的系统化,提出土壤重金属固化稳定化材料的研发方法,如材料筛选对比方法、优化复配方法、表面改性方法、表面负载和桥连复合等,固化稳定化材料应用基础研究框架包括固化稳定化材料-重金属-水体、固化稳定化材料-土壤-重金属、固化稳定化材料-土壤-植物-重金属、固化稳定化材料-田间-作物-重金属,以及重金属治理的环境安全和应用效果评价等5个层次,针对每个层次研究主要内容及其关键环节进行要点说明,旨在为促进土壤重金属固化稳定化材料的规范化和系统化研究、强化土壤重金属固化稳定化的应用基础研究提供科学参考。     

不同结构土壤固化剂集流面的力学与集流性能研究

【目的】研究不同结构对土壤固化剂集流面的抗压强度、吸水性和集流效率的影响,为土壤固化剂在雨水集蓄工程中的推广应用提供指导。【方法】在雨水集蓄工程示范的基础上,针对土壤固化剂集流面的不同施工工艺,采用抗压强度、吸水率和集流效率试验,对不同结构土壤固化剂集流面的力学与集流性能进行研究。【结果】结构3(10cm 6%固化土基层+5cm土壤固化剂混凝土)集流面的吸水率和集流效率与结构8(15cm水泥混凝土)集流面的相近,但其抗压强度最高;结构1(15cm 12%干性固化土+固化剂浆液罩面)与结构2(15cm 18%塑性纤维固化土+固化剂浆液罩面)集流面的表面处理一样,故其集流效率也相近,但是前者的抗压强度高于后者,吸水率低于后者;结构6(15cm 12%干性水泥土+固化剂浆液罩面)集流面表面由于采用固化剂浆液进行收光处理,所以表面抗压强度和集流效率均高于结构7(15cm 12%干性水泥土)集流面;结构5(表层掺粒径4～8mm碎石+15cm 12%干性固化土)集流面的抗压强度比仅由单纯的固化土构成的集流面高,但是集流效率却有所降低;结构4(40cm×40cm×5cm 12%砌块固化土)集流面抗压强度较高,但是由于砌块之间有施工缝隙,集流效率最低。【结论】干性固化土的抗压强度高于塑性固化土;土壤固化剂集流面表面采用固化剂浆液进行收光处理,或在固化土基础上铺设一定厚度的土壤固化剂混凝土面层,不仅可增强抗压强度,提高集流效率,而且能够延长集流面的使用寿命。     

6种固化剂对土壤Pb Cd Cu Zn的固化效果

通过在重金属污染土壤中分别施加沸石、石灰石、硅藻土、羟基磷灰石、膨润土和海泡石6种固化剂,研究了这6种固化剂对土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的固化效果,筛选出几种效果较好的固化剂。实验结果表明:沸石、石灰石和羟基磷灰石均能够有效地降低土壤中交换态Pb、Cd的含量,并且明显减少了土壤中Pb、Cd的毒性浸出量,其中沸石最多降低土壤中交换态Pb、Cd含量分别达到48.7%和56.2%,减少土壤中Pb、Cd的毒性浸出量达到37.1%和30.1%;沸石、石灰石均能够有效降低土壤中交换态Cu的含量,降低量分别高达68.1%和85.2%,膨润土能有效减少土壤中Cu的毒性浸出量,减少量最高达到66.51%;石灰石对土壤中Zn有着良好的固化效果。     

钙基固化剂对钒矿污染土壤固化效果的研究

针对国内外对钒矿污染土壤修复研究少的现状,选择氧化钙、氯化钙、羟基磷灰石三种钙基固化剂对钒矿污染土壤进行固化效果研究。结果表明:在中性环境下,三种钙基固化剂分别在0.5%、1%、2%添加量时,对钒(V)的固化率由高到低依次为氧化钙氯化钙羟基磷灰石,对铬(Cr)的固化效果为氧化钙优于氯化钙和羟基磷灰石;除添加2%氯化钙外,其他固化剂的不同添加量均降低了V的伴生重金属Cd、Cu、Pb、Zn的浸出量;在添加量2%、固化3h时,氧化钙对V和Cr的固化率分别达到99.0%和38.6%;氧化钙固化污染土壤后,V的残渣态比例为22.9%,比固化前提高了76.2%。     

不同龄温室土壤微形态结构与特征

从微观角度研究了泰安市岱岳区不同龄日光温室(冬暖大棚)的土壤微形态特征。结果表明,温室土壤微形态结构随种植时间长短、耕作管理措施不同而产生较大变化。土壤微形态结构以种植4年为较佳,超过4年温室土壤结构体、孔性逐渐变差,良好的耕作施肥方式有利于温室土壤结构的发育。     

不同固化剂组配对固化成型肥料浸水稳定性的影响

为研究固化剂不同组配对固化成型肥料浸水稳定性的影响,本试验设置不施加固化剂(CK1)、施加优选固化剂组配(C K2)及施加不同固化剂组配的4个处理(分别为T 1、T2、T3和T4),测定其抗压强度并对其浸水稳定性进行分析.结果表明:各处理肥料颗粒的抗压强度大小顺序为CK1>CK2>T4>T3>T1>T2,加入固化剂降低...     

温室土壤的改良方法

由于在固定地块连续多年种植有限的作物品种,使得连作障碍日益严重,成为制约日光温室可持续发展的关键技术问题。从目前生产状况来看,连作障碍问题表现在以下两个方面。一、土壤传染性病虫害的积累常见的有番茄的青枯病、茄子的黄萎病、黄瓜的枯萎病、韭菜的根蛆、多种蔬     

长期温室栽培对玉米生长生理和土壤酶活性及养分平衡的影响

采用开顶式生长室(open-top chamber,简称OTC)小尺度的模拟控制试验,设置对照(CK),连续5年(2016—2020年)同步监测模拟增温处理对玉米生长特性及土壤酶活性和养分平衡的影响,为实现全球气候变化背景下玉米的优质高产提供科学依据和理论基础.结果表明,随着生长期的发展,OTC和CK处理下玉米茎粗、株...     

遥感在土壤有机质含量估算中的应用及其研究进展

土壤作为农业生产最基本的载体,快速和准确地获取土壤信息是现代农业最基本的保证。成像和非成像高光谱技术也因其光谱分辨率高的优势而逐渐成为获取土壤理化数据的一种有效手段。本文综合前人研究成果,一方面阐述常用的三种土壤有机质含量估算的遥感方法,即:遥感影像直接估算、植被指数间接估测和非成像光谱仪估测土壤有机质含量;另一方面,简要归纳了土壤有机质含量估算的遥感方法的发展趋势。     

"数字土壤"及其在测土配方施肥中的应用前景

"数字土壤"是土壤学融合到现代地学和信息科学的必然趋势,是我国国情所必需,也是我国农业、国土和环保部门的迫切要求.目前,"数字土壤"已经在"精细农业"、地理空间数据管理、土壤养分综合分析评价与模拟预测、地图制图中得到了充分应用.测土配方施肥是一个关系农民增收、农业增效和国计民生并确保粮食安全的战略性措施,但是,如何利用现代地学和信息科学技术知识开展土壤养分状况、养分管理和施肥技术方面的研究很少,因此,应在充分了解"数字土壤"发展的理论基础、技术原则和应用状况上,结合测土配方施肥的具体情况,从养分管理和施肥技术入手,研究发展适合测土配方施肥工作的"数字土壤"技术体系.     

我国日光温室墙体结构及性能研究进展

日光温室系我国自主研发,采用北、东、西三面保温蓄热墙体结构,利用其可实现蔬菜、水果等农作物的反季节生产。综述了我国日光温室近80 a的发展历程,详细介绍了温室墙体在保温性能和结构2个方面的研究进展以及取得的一系列成果,并提出了今后日光温室墙体研究的趋势是提高温室光能利用率、降低能耗、增加保温蓄热性能等功能性研究以及需要进一步研究的有关墙体传热性能和墙体结构设计等关键技术问题。