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材料科学与工程学报2025年第02期:基于膨胀土改良的植物脲酶诱导碳酸钙沉淀技术

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张永刚;李纪岩;李党刚;

单位:中铁建科检测有限公司;中建八局第二建设有限公司;长安大学教育部特殊地区公路工程重点实验室;

摘要:膨胀土的胀缩性是影响其能否用于路基填料的一项重要性能,本研究采用植物脲酶诱导碳酸钙沉淀技术(PUICP)改善膨胀土路基填料的胀缩性。作者先对植物脲酶活性和碳酸钙产量的影响因素进行探究,进而确定了具体的改良实验参数,然后对改良膨胀土的胀缩性能进行了测定,并与素膨胀土、水泥土及石灰土的胀缩性能进行了对比,最后通过扫描电镜和X射线衍射确定了其改良机理。结果表明:改良膨胀土所用的豆粉溶液浓度宜为120 g/L,胶结液浓度宜为2 mol/L,且无需调节胶结液的酸碱性;酶液与胶结液体积之比(简称酶胶比)宜为1∶1,PUICP改良试件的养护温度和养护时间分别为20℃和24 h。PUICP使得膨胀土的胀缩性有所下降,且随着酶液与胶结液掺量的增多而继续下降。经改良的膨胀土胀缩性虽已得到改善,但仍大于水泥土、石灰土的胀缩性。反应生成的碳酸钙沉淀填充了孔隙,黏结了相邻土颗粒,使得土体的密实度增大、整体性增强,进而使得膨胀土的胀缩性能得到改善。

关键词:膨胀土;;路基;;植物脲酶;;碳酸钙;;胀缩性

基金资助:“沥青路面施工期自愈合微胶囊破裂机理研究”项目资助项目(2023-JC-YB-418)