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。     

土壤固化剂研究进展及其在温室修建中的应用前景

传统日光温室的墙体和地基在使用中存在土体黏合力差、承载能力弱、易坍塌等问题,使得温室使用性能降低、维护成本增加。因此,基于土壤固化技术的应用情况,对固化剂固化机理及实际应用情况等进行探究,为日光温室修复和加固提供必要的技术手段和方法,助力设施农业发展。     

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%。     

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。     

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...     

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。     

HEC固化土施工技术参数对其抗压强度的影响

为了获得固化土施工技术参数对其力学性能的影响规律,通过不同条件下的抗压强度试验和击实试验,研究了固化剂掺入比(固化剂与土体质量比)、压实系数、养护方式对固化土抗压强度的影响,测定了不同条件下固化土的最大干密度和最优含水量。结果表明,固化剂掺入比为1∶8时,固化土最大干密度最高,达1.78 g/cm3;固化土抗压强度随固化剂掺入比的增大而增加,固化剂掺入比超过1∶8后,压实系数为0.95时,固化土抗压强度增幅明显降低;压实系数是影响固化土抗压强度的主要因素,其取值宜为0.95~1.0;养护方式也是影响固化土抗压强度的重要因素,适合的养护方式为塑料薄膜覆盖28 d。     

固化剂对低摩尔比脲醛树脂固化特性的影响

为了解决低摩尔比脲醛树脂固化速度慢、胶接制品胶合强度低的问题,该文采用甲酸铵、乙酸铵与过硫酸铵组成复合固化剂,与传统氯化铵固化剂作比较,研究了不同固化体系对5种摩尔比脲醛树脂的固化性能及胶合板的胶接强度与甲醛释放量的影响。结果显示:以甲酸铵或乙酸铵与过硫酸铵混合作为脲醛树脂的固化剂,固化时间和适用期可以调控以满足胶合板生产需要,固化后体系的pH值高于以氯化铵为固化剂时体系的pH值,胶合板甲醛释放量明显低于以氯化铵作为固化剂的甲醛释放量。      

碳酸丙烯酯固化剂对酚醛树脂固化性能的影响

在自制的酚醛树脂（PF树脂）中加入不同固化剂,考察固化剂对酚醛树脂固化时间的影响,筛选出固化速度最快的固化剂碳酸丙烯酯,同时研究了碳酸丙烯酯用量与树脂固化时间、适用期、胶合强度之间的关系,并优化出添加最佳用量的碳酸丙烯酯优化树脂的热压工艺．结果表明,当碳酸丙烯酯用量为树脂胶液量的2％时,酚醛树脂的固化时间缩短了64．4％,适用期240min．利用添加2％碳酸丙烯酯的酚醛树脂,通过不同热压工艺生产胶合板,当热压时间为1．0min·mm-1时,热压温度从105℃降到95℃;当热压温度为105℃时,热压时间从1．0min·mm-1缩短至0．7min·mm-1,两者均可减少能耗,降低生产成本．差示扫描量热法分析结果表明,添加2％碳酸丙烯酯的酚醛树脂固化起始温度为49．6℃,峰顶温度为109．2℃,固化温度较低．     

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.     

Relationships of soil physical and microbial properties with nitrous oxide emission affected by freeze-thaw event

Freeze-thaw event often occurs in regions at mid-high latitude and high altitude. This event can affect soil physical and biological properties, such as soil water status, aggregate stability, and microbial biomass and community structure. Under its effects, the bio-indicators of soil microbes including the kinds and quantities of some specific amino sugars may vary, and the process and intensity of soil nitrogen transformation may change, which can result in an increase in nitrous oxide (N₂O) production and emission, making the soil as the major source of N₂O emission. This paper summarizes the research progress on the aspects mentioned above, and suggests further research directions on the theoretical problems of soil N₂O production and emission under the effects of freeze-thaw event. __________ Translated from Chinese Journal of Applied Ecology, 2007, 18(10): 2361–2366 [译自: 应用生态学报]     

淤泥水泥土和填筑黄土的物理力学特性试验研究

全过程采用水泥砂浆试验设备和方法,研究了水灰比、水泥掺量、养护龄期对水泥固化淤泥土和填筑黄土试块的物理力学特性影响。结果表明,随水灰比和水泥掺量的增加,淤泥水泥土密度变化不大,而填筑黄土密度降低;淤泥水泥土随水泥掺量的增大,其无侧限抗压强度和抗剪强度明显增大;填筑黄土水泥土随水泥掺量的增大,无侧限抗压强度和抗剪强度值出现波动现象。随龄期的增加,2种水泥土抗压强度都在增长,且规律比较接近。研究还表明,掺加水泥后,2种土渗透性能改善比较显著。     

土地整理对土壤性状的影响及其重建技术和工艺研究

调查和分析结果表明,土地整理前后土壤中速效磷、速效钾和活性有机质均发生明显变化;在已进行整理的农地中,从挖方到填方,土壤性状也有很大差别;采用不同的工程技术对农地进行整理后其土壤性状也有明显的差异.为保证整理前后土地的可持续利用,笔者较系统地探讨了整理区土壤重建的技术方法和工艺流程以及培肥管理措施.     

氯离子诱导的钢筋混凝土结构耐久性研究

从影响氯离子传输的因素、临界氯离子浓度、氯离子向混凝土内传输的机理、氯离子传输预测模型等方面对因氯离子诱导的钢筋腐蚀造成的钢筋混凝土（RC）结构耐久性能退化问题进行了评述,提出了需要进一步研究的问题.     

聚乙烯蜡物理改性木材耐久性研究

为提高木材在户外的应用性能,采用性质稳定的高熔点聚乙烯蜡对户外常用木材进行高压浸注物理改性,研究了改性木材的耐久性。结果表明：通过3个阶段高压浸注工艺可使木材全截面含蜡,改性木材含蜡量均可达24%以上,其中辐射松含蜡量可达58.5%;人工加速老化对改性木材抗弯性能影响较小,经过30 d的改性木材老化试样的显微观察发现,加速老化仅发生于试样木材表层;聚乙烯蜡对木材材色具有一定保护作用,但在光老化环境作用下略有褪色,聚乙烯蜡中添加紫外吸收剂和抗氧剂后改性木材的材色稳定性显著提高,总色差为4.139,相比未添加助剂减小45.3%;改性木材在天然耐久性野外测试中,改性木材表现出较强的耐腐性和抗白蚁蛀蚀性,辐射松与柳桉改性木材的耐久性分级由零级提高到九级,可应用于户外园林建筑工程中。     

季节性冻土区不同冻结状态对土壤水热变化特征研究

以南疆季节性冻土地区为研究背景,设置冻融期自然裸地土壤和温棚土壤两种处理,对比分析两处理下土壤水热的监测数据,结果发现：温棚具有保温作用能减少热量散失,季节性影响不明显,土壤水热空间分布变化小,表层土受蒸发作用以及土壤入渗影响水热较低。自然裸地中土壤水热迁移规律受冻融条件(土壤冻结状态、气温等)影响较大,土壤水热存在影响与制约关系。冻结前浅层水热较小随土深递增且变幅明显,深层土对太阳辐射影响明显滞后,水热波动小易保持温度且相对较高。冻结期水热均值为最低值,土壤水分高值区整体向下移动15cm左右,冻土层水分蒸发小可积蓄水量,土壤冻结锋面随地表负温的降低向下迁移,同时水分带动下层土壤盐分向冻结层迁移。消融期土壤温度随土深减小,土壤表层水分下渗同时受蒸发作用大量散失仅为8.2%,水分高值区集中于30～70 cm且为冻融期最大。土壤含水率的增加抑制了土壤温度的提升,土壤冻结速率慢时间长,融化速率快融化时间短。该文可为季节性冻土地区土壤冻融规律及春季保墒提供的理论依据。     

基于土壤学理论的土地整理研究

从耕地质量评价、"补充耕地的数量、质量实行按等级折算"、土壤形成和演变、土地的养育和涵养功能源于土壤以及实施土壤保护、培肥与改良工程等方面,阐述了土壤学作为土地整理最重要的支撑理论,指出了土壤学在土地整理过程中的应用首先是土壤保护,维护土壤肥力和自动协调功能,实现土地生产力在利用中提高和土地可持续利用;其次是改土培肥,即根除土壤障碍因子,改善土宜条件等,提高土地生产力.在上述研究的基础上,提出了基于土壤学理论的土地整理实践活动,即因区护土和因地改土培肥等.     

掺纤维固化土强度变化的研究

以杨凌黄土为供试对象,测定了不同固化剂用量和不同聚丙烯纤维掺量对固化土抗压强度的影响。结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著提高固化土的抗压强度,当固化剂掺量为1∶8、纤维掺量为0.9 kg/m3时,固化土的28 d抗压强度最高,较同条件下不掺纤维的固化土强度提高29%。经济性分析表明,该配比固化土较同配比水泥土具有更高的经济效益。     

冻融过程对土壤物理化学及生物学性质的影响研究及展望

冻融是我国北方地区常见的气候现象,其水热条件的反复变化会影响土壤等环境介质的物理化学及生物学性质。冻融过程产生的交替收缩与膨胀可改变土壤结构、水分分布特征,尤其会降低土壤团聚体的稳定性;由于温度、水分、氧化还原等条件的不断变化,冻融过程会促进土壤硝化作用和溶解性有机酸的释放,使土壤微生物量及其活性受到影响,导致土壤pH值、CEC和Ca CO_3含量等随之降低。在冻融过程中,土壤有机质的变化最为明显,反复冻融使有机碳不同程度地暴露和释放,加快了土壤有机碳矿化速率,使土壤可溶性有机碳量增加,最终加剧可溶性有机碳的流失。以往对冻融作用的研究主要集中在自然土壤介质,缺乏对其他环境介质如畜禽粪便等有机固体废弃物的相关报道。在综述冻融过程对土壤物理、化学及生物学性质影响的基础上,提出了未来在一定区域尺度上开展冻融过程对土壤理化性质影响研究,并结合探讨畜禽粪便等有机固体废弃物和土壤污染物的响应机制,为冻融气候条件下土壤污染控制和科学土地利用管理提供科学依据。