生物炭热解温度、原料类型和添加量对土体裂隙的影响OA

【目的】气候变化会造成土体失水收缩形成裂缝网络,显著增加土体渗透性并降低强度,引发各类工程问题。考察生物炭热解温度、原料类型和添加量对土体裂隙的影响,为生物炭在土体抗裂化改良中的应用提供依据。【方法】利用不同热解温度(200、500℃)下不同类型原料(玉米秸秆、桃木)的生物炭,通过在黏土中设置不同添加量(0%、3%、6%、9%)开展蒸发开裂试验,采用裂隙图像分析及生物炭的红外光谱分析和X射线多晶衍射分析的方法揭示不同生物炭控制土体开裂的机理。【结果】200℃热解温度的生物炭在抑制土体开裂方面效果更佳,最高可使土体裂隙率降低58.1%。玉米秸秆生物炭较桃木生物炭具有更优的抗裂效果,最高可使土体裂隙率降低17.3%。生物炭对土体开裂的抑制作用随添加量的增大呈先增强后减弱的趋势,以6%的添加量为最佳,过量添加反而可能因结构弱化导致开裂加剧。【结论】200℃热解温度的玉米秸秆生物炭富含亲水官能团和高价矿物成分,最有助于增强土体保水性并减小因干缩造成的土体开裂。