CN102251515A - 一种麦秸秆加筋盐渍土及其固化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种麦秸秆加筋盐渍土及其固化方法。本发明属于软土地基处理技术领域。一种麦秸秆加筋盐渍土，其特征是：盐渍土中掺加纤维加筋材料麦秸秆，同时掺加石灰，麦秸秆的质量加筋率为0.15-0.45%，石灰的质量含量为5-10%。一种麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其施工步骤：(1)麦秸秆的防腐处理：将收割的麦秸秆进行风干、截断，麦秸秆浸胶，浸胶时间为1-3天，麦秸秆浸胶后进行风干；(2)盐渍土加筋固化：将质量加筋率0.15-0.45%的浸胶麦秸秆和质量含量5-10%的石灰，与盐渍土搅拌均匀进行固化施工。本发明具有经济环保，无毒无污染，价格低廉，施工简单，固化效果好，可广泛应用于盐渍土固化工程等优点。

Description

一种麦秸秆加筋盐渍土及其固化方法

技术领域

本发明属于软土地基处理技术领域，特别是涉及一种麦秸秆加筋盐渍土及其固化方法。

背景技术

目前，滨海盐渍土是一种呈细颗粒状的特殊土，含有0.3%－3%的易溶盐，其中氯化钠占绝大部分，氯盐遇水溶解和蒸发结晶，易产生土的溶陷、盐胀和吸湿软化等不良工程问题，须经改性或固化处理才能在建设工程中使用。

通常采用水泥、石灰等无机材料固化滨海盐渍土，但采用这种化学方法固化盐渍土，将大量增加建设成本；还可在土中掺加土工布、土工格栅、合成纤维等土工合成材料，采用这种物理方法固化盐渍土，可提高土的强度和抗变形能力，但建设成本相对较高，而且这些土工材料埋入地下后，不易分解，造成对环境的不可逆污染等问题。  

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种麦秸秆加筋盐渍土及其固化方法。

本发明采用天然纤维材料－麦秸秆作加筋材料，在土中掺加少量石灰，加筋固化盐渍土，属于物理化学方法，可增强固化土的强度、水稳性和抗变形能力，降低建设成本，符合绿色环保工程建设模式。

麦秸秆是以纤维素、木素和多戊糖为主要成分的天然纤维材料，在温暖潮湿的环境中易受到软腐菌、霉菌等微生物的侵蚀，降低其力学性能，因此，工程利用时要进行麦秸秆的防腐处理。

利用高分子材料SH胶浸泡麦秸秆，在麦秸秆的内外表面形成胶膜，阻断或减缓水对麦秸秆的腐蚀，同时胶液渗入到麦秸秆的孔隙中，增强了麦秸秆的抗拉性能，对麦秸秆起到了防腐的作用。

SH胶为液体高分子材料－改性的聚乙烯醇，它的分子量在2万左右，其固含量为6%，其大分子链上有亲水基团：羟基、羧基等，其主链是疏水性C－C键相联的大分子链，遇水可无限稀释。

本发明的目的之一是提供一种经济环保，无毒无污染，价格低廉，施工简单，固化效果好等特点的麦秸秆加筋盐渍土。

本发明麦秸秆加筋盐渍土为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种麦秸秆加筋盐渍土，其特点是：盐渍土中掺加纤维加筋材料麦秸秆，同时掺加石灰，麦秸秆的质量加筋率为0.15-0.45%，石灰的质量含量为5-10%。

本发明麦秸秆加筋盐渍土还可以采取如下技术方案：

所述的麦秸秆加筋盐渍土，其特点是：麦秸秆内外表面各附着一层胶膜。

所述的麦秸秆加筋盐渍土，其特点是：胶膜为聚乙烯醇胶膜。

所述的麦秸秆加筋盐渍土，其特点是：麦秸秆的质量加筋率为0.2-0.4% 。

所述的麦秸秆加筋盐渍土，其特点是：麦秸秆的长度为5-15mm。

本发明的目的之二是提供一种施工简单，经济环保，固化效果好，可广泛应用于盐渍土固化工程等特点的麦秸秆加筋盐渍土固化方法。

本发明麦秸秆加筋盐渍土固化方法所采取的技术方案是：

一种麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其特点是：固化施工步骤为，

(1)麦秸秆的防腐处理：将收割的麦秸秆进行风干、截断，麦秸秆浸胶，浸胶时间为1-3天，麦秸秆浸胶后进行风干；

(2)盐渍土加筋固化：将质量加筋率0.15-0.45%的浸胶麦秸秆和质量含量5-10%的石灰，与盐渍土搅拌均匀进行固化施工。

本发明麦秸秆加筋盐渍土固化方法还可以采取如下技术方案：

所述的麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其特点是：盐渍土加筋固化时，采用5-15mm长的浸胶麦秸秆进行固化施工。

所述的麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其特点是：麦秸秆浸胶时，麦秸秆浸胶后风干时间为2～3天。

所述的麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其特点是：盐渍土加筋固化时，施工养护时间为20-30天。

本发明具有的优点和积极效果是：

麦秸秆加筋盐渍土及其固化方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明麦秸秆源于大地，又回归自然。麦秸秆作加筋材料既拓宽了现有加筋材料的种类，为麦秸秆寻找经济环保型的工程应用出路；又做到了工程应用上的经济环保性。在滨海软土地基上，以轻质的麦秸秆加筋土填筑路堤，还可减少地基的沉降量。本发明具有以下明显特点：

1、浸胶麦秸秆内外表面上附着一层胶膜，同时SH胶也渗入到麦秸秆内部孔隙中，阻断了麦秸秆与水的接触，提高了麦秸秆的抗水性能，同时使麦秸秆的力学性能增强，起到了防腐的作用。

2、麦秸秆加筋不仅提高了土体的抗压强度和抗剪强度，还增强了固化土的抗变形性能。

3、以农业废弃物麦秸秆为加筋材料用于路堤工程建设，拓宽了现有加筋材料的种类，降低了建设成本，减轻了环境污染。麦秸秆源于大地，又回归自然，符合绿色环保型的工程建设模式要求。

本发明具有经济环保，无毒无污染，价格低廉，施工简单，固化效果好，可广泛应用于盐渍土固化工程等优点。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1

一种麦秸秆加筋盐渍土，其特点是在盐渍土中掺加纤维加筋材料麦秸秆，麦秸秆表面附着了聚乙烯醇胶膜，麦秸秆的长度为5-15mm，麦秸秆的质量加筋率为0.25%；在盐渍土中掺加石灰，石灰的质量含量为8%。

实施例2

一种麦秸秆加筋盐渍土固化方法，施工步骤为：

1．麦秸秆的防腐处理：将收割的麦秸秆进行风干、截断，麦秸秆浸胶，浸胶时间为2天，麦秸秆浸胶后进行风干2天；

2．盐渍土加筋固化：将长度为5-15mm的浸胶麦秸秆质量加筋率0.25%的浸胶麦秸秆和质量含量8%的石灰，与盐渍土搅拌均匀固化施工，施工养护时间为28天。

本实施例的具体实施测试过程如下：

1．麦秸秆防腐的施工方法

将收割的麦秸秆进行风干，用铡刀将麦秸秆截断至20 cm左右。在正常的室内环境下，将SH胶装在塑料容器中，将麦秸秆完全浸没在SH胶中，浸胶时间为1-3天。将浸胶麦秸秆取出风干，风干时间为2-3天。

浸胶麦秸秆的内外表面各附着一层胶膜，同时SH胶也渗入到麦秸秆内部孔隙中，可阻断麦秸秆与水的接触，同时又增强了麦秸秆的强度和耐久性，起到防腐的作用。

2．麦秸秆加筋土的抗压强度测试

作为路堤填料使用的麦秸秆加筋土的强度主要为抗压强度和抗剪强度，因此，利用无侧限抗压试验和三轴压缩试验，比较石灰土和麦秸秆加筋石灰土的抗压强度和抗剪强度的区别。

无侧限抗压试验的试样直径50 mm、高50 mm。石灰掺量为8%。

分两个阶段进行：

第一阶段：麦秸秆与草根均属天然纤维筋材，可参考草根加筋土的草根含量百分比0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2%，选择麦秸秆的质量加筋率。加筋率初定为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6%，加筋长度为5、10、15、20、25 mm。研究不同的加筋长度和质量加筋率对加筋土抗压强度的影响，确定适宜的加筋长度和质量加筋率。结果显示：麦秸秆加筋土的适宜加筋长度为5 mm-15 mm，质量加筋率为0.2%-0.4%的麦秸秆加筋土的抗压强度较石灰土的有较大提高。

第二阶段：将加筋率调整为0.1、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4%，加筋长度调整为5、10、15 mm，再进行无侧限抗压试验，确定无侧限抗压强度达到最大值时的加筋率和加筋长度，同时研究麦秸秆加筋盐渍土的抗压强度变化规律。测试结果见表1。

表1  麦秸秆加筋土的无侧限抗压强度（养护时间为7 d）

 加筋率相同时，10 mm麦秸秆加筋土的无侧限抗压强度均高于5 mm和15 mm麦秸秆加筋土的。加筋长度相同时，质量加筋率为0.25%加筋土的抗压强度最大；加筋率大于0.25%，加筋率越高，土样表面的裂纹越多，抗压强度就越低。因此，无侧限抗压强度试验中，麦秸秆加筋土适宜的加筋长度为10 mm、质量加筋率为0.25%。

加筋长度10 mm，麦秸秆的质量加筋率为0.25%，石灰土与麦秸秆加筋石灰土的在不同龄期的抗压强度测试结果见表2。

表2  石灰土与麦秸秆加筋石灰土不同养护龄期的抗压强度

无侧限抗压强度试验结果显示，养护龄期为7、14、21、28 d时，麦秸秆加筋石灰土的无侧限抗压强度与石灰土相比，分别提高了45、30、49、46%。同时，麦秸秆加筋对土体的横向变形有较强的约束作用，限制了加筋土的变形。

3．麦秸秆加筋土的抗剪强度测试

采用不固结不排水(UU)实验方法，实验的围压为100 kPa、200 kPa，300 kPa和400 kPa。试样高125 mm，直径61.8 mm。加筋长度20 mm，麦秸秆的质量加筋率为0.25%，石灰掺量为8%。石灰土与麦秸秆加筋石灰土的抗剪强度的测试结果见表3～表5。

表3  石灰土与麦秸秆加筋石灰土的抗剪强度指标

表4  石灰土与麦秸秆加筋石灰土的最大主应力差

 表5  石灰土与麦秸秆加筋石灰土的破坏应变

 麦秸秆加筋石灰土的粘聚力较石灰土的增长较为明显，内摩擦角增幅较小。表明加筋效果主要体现为粘聚力的增大，对内摩擦角的影响较小。

养护龄期为7、14、21、28 d时，麦秸秆加筋石灰土的最大主应力差和破坏应变与石灰土的相比，均有大幅提高。养护龄期为21 d时，石灰土由塑性破坏转变为脆性破坏；而麦秸秆加筋石灰土仍为塑性破坏，表明加筋改变了土的破坏形式，延长了破坏时间。

4．麦秸秆加筋土的压实特性

采用重型击实实验和轻型击实实验，检验击实功对加筋土击实性能的影响程度。重型击实实验的麦秸秆加筋长度为30、40、50、60、70 mm，轻型击实实验的麦秸秆加筋长度为20、30、40 mm，麦秸秆的质量加筋率均为0.25%。测试结果见表6和表7。击实试验后，进行了无侧限抗压强度试验。

表6  不同加筋条件麦秸秆加筋土的重型击实实验结果

表7  不同加筋条件麦秸秆加筋土的轻型击实实验结果

在相同的质量加筋率下，随加筋长度的增加，加筋土的最大干密度下降，最优含水率的变化幅度较小。因此，加筋条件对加筋土的击实特性的影响主要体现在降低其最大干密度方面，对最优含水率的影响较小。

击实功对盐渍土和麦秸秆加筋土的最优含水率影响较小，盐渍土和加筋土的最大干密度随击实功的增大而增大，但增长幅度较小。总体上，击实功对加筋土的击实性能影响较小。

击实试样的无侧限抗压强度试验结果显示，麦秸秆加筋虽然在一定程度上降低了土体的密实度，但却大幅度提高了土体的强度和承载能力。

Claims (9)

1.一种麦秸秆加筋盐渍土，其特征是：盐渍土中掺加纤维加筋材料麦秸秆，同时掺加石灰，麦秸秆的质量加筋率为0.15-0.45%，石灰的质量含量为5-10%。

2.按照权利要求1所述的麦秸秆加筋盐渍土，其特征是：麦秸秆内外表面各附着一层胶膜。

3.按照权利要求2所述的麦秸秆加筋盐渍土，其特征是：胶膜为聚乙烯醇胶膜。

4.按照权利要求1所述的麦秸秆加筋盐渍土，其特征是：麦秸秆的质量加筋率为0.2-0.4% 。

5.按照权利要求1或4所述的麦秸秆加筋盐渍土，其特征是：麦秸秆的长度为5-15mm。

6.一种麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其特征是：固化施工步骤为

(1)麦秸秆的防腐处理：将收割的麦秸秆进行风干、截断，麦秸秆浸胶，浸胶时间为1-3天，麦秸秆浸胶后进行风干；

(2)盐渍土加筋固化：将质量加筋率0.15-0.45%的浸胶麦秸秆和质量含量5-10%的石灰，与盐渍土搅拌均匀进行固化施工。

7.按照权利要求6所述的麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其特征是：盐渍土加筋固化时，采用5-15mm长的浸胶麦秸秆进行固化施工。

8.按照权利要求6所述的麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其特征是：麦秸秆浸胶时，麦秸秆浸胶后风干时间为2～3天。

9.按照权利要求6所述的麦秸秆加筋盐渍土固化方法，其特征是：盐渍土加筋固化时，施工养护时间为20-30天。