4 / 2025-01-14 21:21:32

纳米硅基复合材料加固沙土的抗蚀性

纳米硅基复合材料；抗风蚀性能；抗水蚀性能；沙土加固；加固机理

为解决我国特别是西藏雅鲁藏布江流域严重的土地沙化问题，本文研究并开发了一种生物可降解的环保型固沙材料——纳米硅基高分子复合材料（Nano-Silicon/Polymer Composites，NSPC）。通过风蚀试验、循环崩解试验及扫描电镜分析，探讨该材料对沙土抗蚀性能的改良效果及加固机理。研究结果表明，NSPC可在沙土表面形成厚0.5-1cm的固结层（图1），养护1d的喷洒试样在风速20m/s吹蚀5min风蚀率最大仅为0.61%（图2），具有优异的抗风蚀性能。在多次循环崩解试验后，尽管试样在崩解过程中出现不同程度的破坏，其主体结构仍保持完整，且破损部位主要集中于圆周和表面区域（图3），崩解率最大为16.21%（图4）。扫描电镜分析显示（图5），NSPC通过润湿作用及高分子链的交联与架桥作用将沙粒胶结为致密的整体结构，孔隙率由22.11%降至9.68%（图6）。其抗蚀机理包括形成三维网状结构限制沙粒位移，以及通过多点吸附和静电作用增强沙粒间的粘附力（图7）。本研究提供了一种高效、环保的沙土固化技术，为土地沙化治理及生态保护提供了理论与实践依据。