基于纳米氧化镁的分散体对人工风化砂岩的固结效果的初步评估

2022年10月10日16:34:12 佛学 1953

  千佛崖位于四川省广元市。崖上的石窟由北魏末年凿成,盛于唐代,止于清代。全长近388米,高45米,形成了由950多个佛龛和7000多尊佛像组成的石窟长廊,因此被称为 "千佛崖畔"。它是四川省最大的佛教石窟,气势恢宏。一方面,广元处于亚热带湿润季风气候区,年降雨量大。另一方面,砂岩表面的可溶性盐类的反复溶解-结晶是另一个重要原因。固化处理是恢复晶间凝聚力所必要的。无机加固剂是风化砂岩修复的首选。

氧氯化镁水泥(MOC)是一种空气硬化水泥。这种水泥材料是由MgOMgCl2和H2O以特定的摩尔比混合而成,并在室温下基于水反应而固化。它有高机械强度、良好的热稳定性和出色的粘结能力。然而,使用MOC砂浆的过程遇到了一些困难。首先,由于其高粘度,MOC砂浆很难渗透到砂岩孔隙中。乙醇可以分散氧化镁颗粒,减少团聚,并提高渗透深度。其次,当用普通氧化镁作为原料制备固化剂时,氧化镁颗粒可能会堵塞砂岩的孔隙。与普通氧化镁相比,纳米氧化镁具有更小的颗粒尺寸、更高的比表面积和更强的活性。

基于纳米氧化镁的分散体对人工风化砂岩的固结效果的初步评估 - 天天要闻

  本文研究了用乙醇作为分散剂,用纳米氧化镁替代普通氧化镁制备的固结剂对风化砂岩试样进行固结的可行性,并探索最佳的处理方法(即固化剂浓度和使用次数),并初步评估固结性能。固化剂(MMH分散体)的制备过程如下:将纳米氧化镁、MgCl2·6H2O和H2O在玻璃烧杯中混合,按照n(MgO):n(MgCl2·6H2O):n(H2O)=5:1:16的摩尔制备MMH砂浆。接下来,用乙醇分散、超声。应用方法如下:使用一次性滴管从AWSS的上表面加入MMH分散体,速度为40滴/分钟。处理后,试样在温度为25℃、相对湿度为60%的条件下保持7天。在固结处理前后,对所有试样进行称重以记录吸收的固相。

粘度和XRD分析显示,乙醇是一种可行的溶剂,不会抑制固结产物的形成。形成的5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O在砂粒之间产生了强大的粘附力,这是机械强度的主要来源。SEM-EDS表征表明,固结处理能够提高风化试样的密实度,并最终形成一个连贯的结构。此外,固结性能受固化剂浓度和使用次数的影响很大。随着渗透到试样中的固结剂数量的增加,固化后的试样在机械强度和抗盐结晶方面表现出显著的改善,并且由于固结产物部分地填充在砂粒空隙中,吸水率下降。然而,固结物的过度堆积会导致试样表面出现明显的颜色变化,因此会引起不相容的风险。本研究结果表明,为了达到最佳固结性能,应选择MMH分散体的中间浓度(30wt.%),并对风化的试样进行五次重复处理。

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