砒砂岩固结体防水抗蚀及紫外耐久性能研究.pdf

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1、第38卷第6期人民黄河Vo1．38．NO．62016年6月YELL0WRIVERJun．，2016【专题研究】砒砂岩固结体防水抗蚀及紫外耐久性能研究梁止水，吴智仁，杨才千，姚文艺，邓琳(1．东南大学土木工程学院，江苏南京210096；2．江苏大学环境与安全学院，江苏镇江212013；3．黄河水利科学研究院水利部黄土高原水土流失过程与控制重点实验室，河南郑州450003)摘要：采用W—OH对砒砂岩进行固结处理，通过水滴渗透、抗蚀性及紫外加速老化试验研究了固结体的防水性能、抗水蚀性能以及紫外耐久性能。结果表明：①将

2、不同浓度的W—OH溶液喷洒在砒砂岩颗粒表面时，可形成一层具有一定厚度的弹性固结层，防水性能提高83倍左右；②水稳性指数由原岩的0．2提高至H结体的0．8，抗水蚀性能大大提高；④固结层具有良好的抗紫外老化性能，加速老化32d后，质量损失在0．06g／m以内，在当地的辐射强度下，5a以内老化和分解可控；④采用W—OH处理后，砒砂岩坡面减沙比为99．78％。关键词：W—OH；防水性能；抗蚀性；紫外耐久性；减沙比；砒砂岩中图分类号：P584文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2016

3、．06．012黄河砒砂岩是由砂岩、砂页岩和泥质砂岩组成的种材质(土、沙等)上，并具有生态安全性。一种松散岩系，成岩程度低，石英的平均含量低于常规(3)稳定剂W—US。紫外线稳定剂W—US由日本岩石，蒙脱石、斜长石、伊利石等成分含量相对较高，导JCK株式会社提供。致其结构强度低，粒间黏结程度差，易受风力、水力、重(4)主要设备。主要设备包括DHG一9246A电热力及冻融的侵蚀，因此砒砂岩区水土流失极为严恒温鼓风干燥箱、紫外线耐候试验老化箱、OCA20视重，成为黄河粗泥沙的集中来源区。由于砒砂岩区频光学接触角测试仪

4、、分析天平等。土层薄，所含营养成分少、含水量低，因此在黄土高原1．2试验方法其他地区行之有效的水土流失生物治理措施在砒砂岩(1)固结体试样制作。对砒砂岩样品进行筛分，区却很难见效，植被恢复效果往往不明显，且坡面治理然后放入20mmX20[iln3．(直径×高度)的圆柱形亚克难度很大J。针对砒砂岩生态修复问题，国家“十二力管中，按照砒砂岩和W—OH溶液的质量比为100：五”科技支撑计划设立了砒砂岩区抗蚀促生技术研究3O把不同浓度的W—OH溶液滴到砒砂岩试样表面，待项目，研发了抗蚀促生新技术和基于W．OH的系列环溶

5、液完全均匀渗透后，放入干燥箱中进行养护，待完全保材料，并开展了相关的试验研究J。笔者基于研干燥(历时48h)后取出脱模进行试验。发的W—OH，开展了该材料与砒砂岩形成的固结体防(2)渗透性试验。由于砒砂岩遇水会迅速分解，水性能、抗水蚀性能及紫外耐久性能试验，以期为w．因此砒砂岩防水性能试验不能简单采用静水压强法，OH的现场施工及应用提供必要的理论依据和技术而采用水滴渗透法：首先取砒砂岩试样放在光学接触支撑角测试仪下，将水滴滴到砒砂岩表面，然后测定水滴完全渗透入砒砂岩试样所需的时问，并与采用W—OH处1材料及方法

6、理后的固结体的渗入时间进行对比，从而表征固结体的防水性能。1．1材料与设备(3)抗水蚀试验。参考《水土保持试验规程》(1)砒砂岩试样。在黄河一级支流皇甫川流域的(SIA19-2007)，抗水蚀性用水稳性指数表征。选择二老虎沟取样。二老虎沟所在地区多年平均降水量为4．75～9．50mm、9．50～13．20mlTl、13．20～16．00mill、350[Il1]3，属于盖沙砒砂岩区。取样时采用人工与机械16．o0～31．50mm4种粒径分布的砒砂岩颗粒作为研挖掘相结合的水平分层取样方法，所取土样基本在2m深度以

7、内，可分为紫红、灰白和红白三种，其中防水、收稿日期：2016—03—22抗水蚀性试验采用的是紫红色砒砂岩，干密度为基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目(2013BAC05B02)；1．36～1．58g／cm，含水率为7．9％～21．1％。江苏省普通高校学术学位研究生创新计划项目(KYLX15_g)83)。作者简介：梁止水(1988一)，男，河南商丘人，博士研究生，(2)W—OH。W—OH是一种亲水性聚氨酯树脂J，研究方向为水土保持和荒漠化治理。E—mail：seulightspace@hotamil．cor

8、n和水反应可迅速聚合形成弹性凝胶体，可以附着在多·46·人民黄河2016年第6期究对象，对比砒砂岩原岩颗粒和采用W．OH处理后固结体的抗蚀性。(4)紫外耐久性试验。将砒砂岩原岩及固结体放人到紫外线耐候试验老化箱进行加速老化试验，其中紫外线辐射强度为9W／m，uV—B紫外灯管的波长为275～320ilm，参照《通用软质聚醚型聚氨酯泡沫塑料》(GB／T10802-2006)进行测试，紫外线