在淤泥清理及堤防加固工程中的应用土壤经过固化剂处理后,能够形成具有一定强度的固化体,并且具有良好的水稳性,在长时间浸水后仍能保持稳定。这有利于岸堤稳定、减少水土流失, 因此在河道护岸工程方面具有广泛的应用前景。长期以来,河道由于枯水季节河水流量流速减少,会沉积大量淤泥,而致使河床抬高,在雨季来临时会导致水流不顺畅,严重的甚至造成洪涝灾害的发生。淤泥清理工作会产生大量的淤泥,如果这些淤泥不经过适当处理利用,会占用大量土地并对环境造成污染。为了将其充分利用,在淤泥中掺入一定比例的土壤固化剂制作成工程填土,其在堤坝的建设加固中得到成功的应用,其施工简单适宜推广。此外,土壤固化剂还在石油工程及防尘固沙工程中得到了成功应用。但是,其在国内采矿行业应用的还比较少,还需要进一步推广。生产建设项目造成的裸露地表还会带来严重的粉尘危害。梅州国产泥浆固化剂处理
基于APAM在防治水土流失方面的效能,研究者利用分子设计的原理以丙烯酸与其酯类共聚,制备出含有类似阴离子与非离子基团的聚丙烯酸类共聚物(PAA),通过其高分子链中酰胺和羧酸基电离后与土壤颗粒间的静电引力起到固土作用。Sun等发现丙烯酸及其衍生物的聚合物可有效保持土壤中的水分,防止水分渗漏,减少土壤流失,进而促进植物生长,减小荒漠化。丙烯酸类材料成本一般比聚丙烯酰胺类材料低,但其耐水解能力稍差。研究者为了解决这个问题也做了很多工作,如Ma等将黄原胶、丙烯酸与红土接枝得到一种XG-g-PAA/laterite有机-无机复合高分子材料,该材料提升了PAA耐水解的能力,且耐热、耐紫外线,具有良好的保水性,能用于极端环境下。梅州国产泥浆固化剂处理无机类土壤固化剂资源较丰富,固土性能较好,成本也比较低。
1.2有机类土壤固化剂对于有机类土壤固化剂,其成分多以高分子材料为主,高分子材料的大分子结构使其在提升土壤强度方面具有特有的优势。按作用机理分类可将有机高分子类土壤固化剂分为离子类和非离子类。离子类高分子土壤固化剂可通过水解、电离等反应产生带电基团,进而利用这些基团与土壤中带电粒子间的静电引力连接土壤颗粒,起到固土作用。有机类土壤固化剂具有掺入量较少、运输方便、施工简单等优点,但其部分产品易分解、固土效果不稳定,需进一步提升其性能。
应用于防治水土流失的APAM多选用线性水溶性PAM,它们能有效吸附于土壤,且吸附后很难解吸。施用APAM后,土壤容重降低,团聚体稳定性增强,水动力学参数得到改善,对水分的蓄渗能力得到提高。近年来,研究者以APAM为基体得到更多类型的固化剂配方,以进一步提升其性能。如:Wu等把APAM与氯化钙、硅酸钠等共混,发现通过共混改性形成协同效应,提升了APAM在增强土壤稳定性和改良土壤渗透性方面的能力。苏洋利用磷石膏、硅藻土和APAM复配得到一种固化剂配方,并将其用于矿区土壤的治理,该配方在提升土壤保水性能、减少水土流失的同时,还能吸附土壤中重金属离子,减少矿区土壤中重金属离子的扩散。土壤固化剂还在石油工程及防尘固沙工程中得到了成功应用。
在矿山工程中的应用在矿山充填中,由于砂石资源的紧缺,迫切需要新型充填材料和工艺创新。砂石料的紧缺,使得矿山充填所用的原料面临着枯竭的威胁,尽可能多的利用尾砂作为充填材料已成为大势所趋。1)在矿山充填中,土壤固化剂的使用,可以实现尾砂的零排放,减少占地费用和堆放污染。2)可以使全尾砂代替分级尾砂使用,减少了充填工艺流程, 降低了充填成本。3)对于已经存在的矿山尾矿坝,土壤固化剂可以用来加固尾矿坝,有效减少尾矿坝的垮塌事故。4)土壤固化剂的存在,使得井下各种污泥可以快速胶凝固化,减少了巷道中大量污泥的存在,为人员设备的安全以及生产的顺利进行创造了有利条件。5)土壤固化剂还可代替水泥作胶结材料制成的胶结体,具有更好的抗压性和抗剪性。此外,将土壤固化剂作为喷涂材料在薄喷层支护中,可以起到更好地支护效果。将其喷涂在露天矿边坡的表面,可以有效地加固边坡,提高边坡坡面的强度。同时形成一个密封性很好的隔水层,防止雨水等的浸入,增加了露天矿边坡的安全系数。6)在塌陷坑的复垦中,土壤固化胶结料还可用作人工湖底的隔绝层,防止湖水的过度下渗。有机高分子类土壤固化剂因其掺入量较少、运输方便、施工简单等优点,是目前研究的热点。污泥泥浆固化剂处理
国内在土壤固化材料方面的研究则较晚,大体上于20世纪80年代起步。梅州国产泥浆固化剂处理
3.3荒漠化防治长期的风蚀水蚀作用使土壤结构松散、营养物质大量流失,造成土壤肥力下降,植物根系裸露,成活率低,并导致土地荒漠化和生态环境恶化,土壤固化剂对其治理具有积极作用。刘军等将白沙蒿种子表皮提取物沙蒿胶应用于荒漠化治理,其喷洒在沙土表面后能迅速形成固结层,经浓度大于0.10%的沙蒿胶处理后,沙土的抗风蚀性能提升,大团聚体质量百分数增加,能起到良好的固沙效果,且能促进植物微生物的增长,改善土壤环境,促进植被恢复。李元元等也研究了固化材料对土壤抗风蚀性能的影响,他以罗地亚公司生产的JagC162、HP-120、CMC材料为研究对象,展开了荒漠化防治试验,研究发现这些材料对于裸土均具减蚀效应,施用剂量越大,风蚀率越低,减蚀效应越好。且随着施用剂量增加,土壤结皮硬度、厚度均增大,可有效抵抗风蚀,减少荒漠化面积。梅州国产泥浆固化剂处理
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