污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果，撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染；微生物修复；重金属污染；有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重，对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以，本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大，是土壤的活性有机胶体，比表面大、带电荷和代谢活动旺盛，在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的[3]。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定（如与S2-的共沉淀）、生物滤除（如细菌的淋滤作用）等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚
土壤固化法 1 定性语或定性叙述，包括应用对象 1.1定性叙述 土壤重金属固化是向土壤中加入固化剂，调节和改变土壤的理化性质，通过沉淀作用、吸附作用、配位作用、有机络合和氧化还原作用等改变重金属在土壤中的赋存形态和化学形态，降低其迁移性、浸出毒性和生物有效性，达到修复受污染载体的目的，从而减少由于雨水淋溶或渗滤对动植物造成危害（Environment Agency，2004）。同时美国环境保护署(EPA)也指出，固定化技术是将污染物囊封入惰性基材中，或在污染物外面加上低渗透性材料，通过减少污染物暴露的淋滤面积达到限制污染物迁移的目的（Mary，1990）。建国等也指出（2012）是指将污染物包裹起来，使之呈颗粒状或大块状存在，进而使污染物处于相对稳定的状态。在通常情况下，它主要是将污染土壤转化成固态形式，也就是将污染物封装在结构完整的固态物质中的过程。根据EPA的定义，固化和稳定化具有不同的含义。固化技术中污染土壤与黏结剂之间可以不发生化学反应，只是机械地将污染物固封在结构完整的固态产物(固化体)中，隔离污染土壤与外界环境的联系，从而达到控制污染物迁移的目的;稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式来实现其无害化，降低对生态系统危害性的风险。固化产物可以方便地进行运输，而无需任何辅助容器;而稳定化不一定改变污染土壤的物理性状（Mary，1990）。 1.1应用对象 固化修复是污染土壤治理过程中一种非常有效的方法，该技术能在原位固化重金属，不但大大减轻土壤重金属污染，而且其产物还可用于建筑、铺路等，从而大大降低成本。但固化方法并不是一个永久性的措施，只是改变了重金属在土壤中的存在形态，仍持留在土壤中，同时它需要大量的固化剂，还容易破坏土壤，如土壤中必需的营养元素也发生沉淀，导致微量元素缺乏，使土壤不能恢复其原始状态，一般不适宜于进一步的利用。因此，只适用于重金属污染严重但面积较小的污染土壤修复，尤其是对于重污染土壤填埋前的预处理，固化法作为一种关键方法得以广泛应用（炳睿，2012）。 2使用目的、适用围或条件 2.1使用目的 通过外源添加固化剂，改变重金属在土壤中的赋存形态和化学形态，降低其迁移性、浸出毒性和生物有效性。一方面较少植物对重金属的吸收积累，限制重金属通过食物链进入人体，危害人体健康。另一方面减少重金属迁移，降低重金属浸出毒性，减少其对地下水和地表水等水资源的污染。
常用的固化剂种类和性能 环氧树脂是线型的热塑性树脂，本身不会硬化，且不具有任何使用性能，只有加入固化剂，使它由线型结构交联成网状或体型结构，形成不溶不熔物，才具有优良的使用性能；并且固化产物的性能在很大程度上取决于固化剂，因此。固化剂是环氧树脂结合剂中的一个重要组成部分。 凡能和环氧树脂的环氧基及羟基作用，使树脂交联的物质，叫做固化剂，也叫硬化剂或交联剂。 根据固化所需的温度不同可分为加热固化剂和室温固化剂两类。如果根据化学结构类型的不同，可分为胺类固化剂，酸酐类固化剂，树脂类固化剂，咪唑类固化剂及潜伏性固化剂等。按固化剂的物态不同可分为液体固化剂和固体固化剂两类。 常用的固化剂种类和性能
固化后环氧树脂的性能，特别是耐热性和力学强度，主要是由固化剂来提供，不同固化制成制品的耐热性和力学强度相差较大。 环氧树脂常用固化剂材料特性及配方 环氧树脂本身是一个线性结构的化合物，性能很稳定，必须与固化剂一块使用才能具有实用价值。因此固化剂是环氧树脂在使用过程中必不
可少的重要组成部分。环氧树脂的固化剂种类很多，常见的有：脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类、酸酐、聚酰胺类、改性胺类、潜伏性类、树脂类、叔胺类。 由于固化剂的不同会直接影响制品的工艺过程及制品的物理化学性能，所以根据应用的场合来加以选择这些环氧树脂固化剂是十分重要的。如固化工艺是常温固化还是加温固化？制品要求是硬质的还是软质的？是要求耐高温的还是低温的？使用环境是潮湿的还是干燥的？不同的场合使用的固化剂有所不同。总之要根据实际情况选择合适的固化剂，以便发挥出所用环氧树脂体系的最好的性能 1、脂肪多元胺 乙二胺EDA H2NCH2CH2NH2 分子量60 活泼氢当量15 无色液体每100份标准树脂用6-8份性能：有毒、有剌激臭味，挥发性大、粘度低、可室温快速固化。用于粘接、浇注、涂料。该类胺随分子量增大，粘度增加，挥发性减小，毒性减小，性能提高。但它们放热量大、适用期短。一般而言它们分子量越大受配合量影响越小。长期接触脂肪多元胺会引起皮炎，它们的蒸汽毒性很强，操作时须十分注意。 二乙烯三胺DETA H2NC2H4NHC2H4NH2 分子量103 活泼氢当量20.6 无色液体每100份标准树脂用8-11份。固化：20℃2小时+100℃30分钟或20℃4天。性能：适用期50克25℃45分钟，热变形温度95-124℃，抗弯强度1000-1160kg/cm2，抗压强度1120kg/cm2，抗拉强度780kg/cm2，伸长率5.5%，冲击强度0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-108。介电常数（50赫、23℃）4.1 功率因数（50赫、23℃）0.009 体积电阻2x1016 Ω-cm 常温固化、毒性大、放热量大、适用期短。 三乙烯四胺TETA H2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2 分子量146 活泼氢当量24.3 无色粘稠液体每100份标准树脂用10-13份固化：20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。性能：适用期50克25℃45分钟，热变形温度98-124℃，抗弯强度950-1200kg/cm2，抗压强度1100kg/cm2，抗拉强度780kg/cm2，伸长率4.4%，冲击强度0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-106。常温固化、毒性比二乙烯三胺稍低、放热量大、适用期短。 四乙烯五胺TEPA H2NC2H4（NHC2H4）3NH2 分子量189 活泼氢当量27 棕色液体每100份标准树脂用11-15份性能同上。
安庆师范学院本科毕业（学位）论文 姓名：王婷婷 年级： 2 0 0 7级 专业：环境科学 论文题目：微生物多样性对植物 群落影响的研究进展 完成日期：2011年4月27日 指导老师：潘少兵 安庆师范学院资源环境学院 二O一一年四月二十七日
微生物多样性对植物群落影响的研究进展 作者：王婷婷指导老师：潘少兵 （安庆师范学院资源环境学院安徽安庆246011） 摘要：土壤是微生物的主要存在场所，它承载了大部分生命的基因多样性。微生物群落在各种生态进程中具有重要作用，但是对于微生物多样性与执行生态功能能力的联系却研究的很有限。这篇文章以微生物多样性在植物群落方面的作用为基础，探讨微生物群落在执行生态功能中的冗余现象。 关键词：微生物多样性；功能冗余；植物多样性 Advancement of Effect of Microbial Diversity on Plant Diversity Autor：Wang Tingting Instructor: Pan Shaobing （School of Resources and environmental science,Anqing Teachers’College,Anqing 246011,Anhui） Abstract: Microbes are abundant in soil and comprise a large portion of Life's genetic diversity. Soil microbes play key roles in a large number of important ecosystem process- es. But the relativity between soil microbial diversity and their ecological functions is still poorly understood. Here we approach the functional redundances during soil microb- es influencing the ecological functions based on the various roles that they play in plant diversity. Key words：microbial diversity, functional redundances, plant diversity 引言： 土壤是微生物的主要存在场所，微生物在土壤养分转化与腐殖质形成过程中有着非常重要的作用。土壤生态系统是保证动植物生存、农业健康、持续发展的基础[1],对全球的生态环境变化有着深远的影响。土壤微生物群落是土壤中的活性组分, 包括细菌、真菌、放线菌和原生动物、病毒和小型藻类[2],每克土壤中栖息着大约100 亿个微生物[3]。土壤微生物群落对全球生态系统功能如养分转化、有机物的分解、土壤基本结构的维持、
土壤固化剂使用教程 --以土固精为例 一、原材料的试验 1.对于固化土混合料应用细粒土，应取代表性的试样，进行下列试验： （1）颗粒分析（2）液限和塑性指数（3）击实试验 2.对于水泥，应检验其标号和初、终凝时间及安定性的检测。 3.对于石灰，应检验其有效钙和氧化镁含量。 二、混合料的设计步骤 1.固化土混合料可按下列比例进行配制。 （1）做路面基层用 a水泥类固化土：水泥剂量为6-8%，固化剂用量为0.012-0.018%； b石灰类固化土：水泥剂量为4%，固化剂用量为0.012%-0.015% （2）做路面底基层用 a水泥类固化土：水泥剂量为4-6%，固化剂用量为0.012-0.018%； b石灰类固化土：水泥剂量为4%，固化剂用量为0.012%-0.015% 2.按规定的压实度，分别计算不同剂量的试件应有的干密度。 3.按最佳含水量和计算得出的干密度制备试件。进行强度试验时，作为平行试验的最少试件数量应不小于6个，偏差系数小于10%。若偏差系数不符合规定，则应重做试验，并找出原因，加以解决。如不能降低偏差系数，则应增加试件数量。 4.试件在规定温度下封闭养生6d，浸水24h后，按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）进行无侧限抗压强度试验。 5.计算试验结果的平均值和偏差系数。 6.根据表a、表b的强度标准，选定合适的胶结材料和固化剂剂量。此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度R应符合公式要求： R≥Rd/（1-ZaCv） 式中：Rd——设计抗压强度（表a、表b） Cv——试验结果的偏差系数（以小数计） Za——标准正态分布表中随保证率（或置信度α）而变的系数，高速公路和一级公路应取保证率95%，即Za=1.645；其它公路应取保证率90%，即Za=1.282。 7.施工实际采用的土固精溶液剂量应比室内试验确定的剂量略高。
半固化片的固化反应机理及常用固化剂概述 2009-8-6 15:14:10 资料来源:PCBcity 作者: 杨金爽 摘要：多层压合是多层电路板制作中一个必不可少的环节。多层压合是指将已完成图形制作的内层芯板和外层铜箔，通过半固化片在高温高压下发生聚合反应生成固体聚合物，从而使两者粘结在一起。半固化片中所含固化剂的种类将决定半固化片——环氧树脂发生固化反应的历程以及生成的固体聚合物的性能。本文介绍了几种常见的固化剂以及在这种固化剂作用下的固化反应机理。 关键词：固化反应；固化剂 1 引言 目前普遍使用的半固化片中所采用的树脂成分主要为环氧树脂。环氧树脂是泛指分子中有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，其环氧基团可以位于分子链的末端、中间或呈环状结构。正是由于活泼环氧基团的存在，才可使环氧树脂与固化剂在一定的条件下发生固化反应，生成立体网状结构的产物，从而显现出各种优良的性能。固化剂在环氧树脂的应用中是必不可少的，有些固化剂不同于催化剂，它在固化反应中既起到催化作用，又与树脂相互交联生成交联聚合物。因此固化剂在某种程度上对固化反应起着决定性作用，它决定了固化反应历程和所生成的交联聚合物的性质。半固化片中所添加的固化剂都是潜伏型固化剂，即在室温条件下可与环氧树脂较长期稳定地存在，而在高温高压或者光照等特殊条件下才具有反应活性，使环氧树脂固化。本文对于常用的潜伏型固化剂进行介绍，并以最常见的环氧树脂类型——二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A 型环氧树脂）为例，介绍了添加不同固化剂时，所发生固化反应的机理。 2 固化剂的种类 2.1 按照官能团分类 （1）胺类 胺类固化剂包括脂肪族胺类和芳香族二胺类。其中脂肪族胺类中最常用的是乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等，通常为了降低其固化活性，提高贮存运输的稳定性，可以将其进行化学改性，与有机酮类化合物进行亲核加成反应，生成酮亚胺类物质。 经过改性制得的芳香族二胺固化剂具有优良的性能，毒性低、吸水率低，从而使其贮存更加方便，而Tg 高则使板材的尺寸更加稳定。二氨基二苯砜（DDS ）是目前研究最成熟的芳香族固化剂，由于具有强吸电子的砜基，所以它
2013 年 0引言 随着社会的不断发展，各行业的工程建设需求也越来越大，而传统的工程建设需要大量的自然资源，炸山碎石、挖河采砂，不仅破坏了自然环境，而且原有的砂石材料已经远远不能满足日益增长的工程建设的需求。这造成了严重的自然环境破坏、资源大量投入且浪费严重、社会生存环境质量下降，工程建设的快速增长使整个社会付出了太多的代价。节约资源、 保护环境成为世界各国共同关心的重大课题。土壤固化剂是由多种无机材料或有机材料经过一定的生产工艺处理后，用以固化各类土壤的新型工程材料。对于需加固的土壤，根据不同土壤的物理和化学性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性能指标。２０世纪７０年代，美国等发达国家对土壤固化技术进行了深入的研究开发，逐步替代了单一的石灰、水泥、粉煤灰的固化材料，成为一种覆盖胶体化学、表面化学、力学结构理论等学科的高新技术产品，现在在国外已大量应用于公路、水利工程、机场跑道等领域。由于土壤固化剂固化土具有就地取材、施工工艺简单、工程造价低等方面优点，并且可以大幅度提高土壤的抗压强度，经济效益和环境效益显著，被美国《工程新闻》称为２０世纪的伟大发明创造之一。本文介绍了土壤固化剂的种类、作用机理，土壤固化剂的制备研究现状以及对土壤固化剂未来的展望，并提出几点建议，为今后土壤固化剂的研究推广提供参考。 1土壤固化剂的种类 土壤固化剂依据不同的作用机理可以分为：生物酶类和化学类。其中生物酶类土壤固化剂是一种由有机质发酵而成的高科技液态复合酶制品，可以通过生物酶素催化土壤固化、改变土壤结构，经压实后产生一定的强度。化学类土壤固化剂是目前使用较多的一类土壤固化剂，其中包括无机化学类、有机化学类和离子类。无机化学类固化剂是通过石灰、水泥、粉煤灰和矿渣等无机材料，加一些激发剂（各种酸碱类、硫酸盐类或其他无机盐）配制而成，固化土的性能比较稳定，由于使用了一些工业废料，还具有环保和节能意义。有机化学类固化剂多为液体，一般通过离子交换原理或材料本身聚合来加固土壤，如改性水玻璃类、环氧树脂和高分子材料类。离子 类固化剂是一种由多个强离子组合而成的化学物质，ｐＨ值为强酸性，此类固化剂对土壤有较强的选择性和针对性，不适用ｐＨ值大于７．５的碱性土壤。 2土壤固化剂的作用机理 2.1生物酶类土壤固化剂作用机理 通过生物霉素的催化作用，经外力挤压密实后，使土壤中有机和无机物质以较快的速度产生密实的、坚硬的结构层，土壤结构变得紧密从而产生屏蔽作用，防止水分的蒸发，降低土壤的膨胀系数，从而形成牢固的不渗透性结构。2.2化学类土壤固化剂作用机理２．２．１无机类土壤固化剂作用机理 （１）胶凝材料的水解与水化反应。固化剂中的凝胶材料在水作用下产生各种化学反应生成凝胶状的水化物，如水化硅酸钙、水化铝酸钙或氢氧化钙，包围土壤颗粒，在这些水化物中有的自行继续硬化形成骨架，有的与土颗粒作用生成络合物，最终相互连接形成稳定的空间网状结构，从而增强土粒间的粘结强度和稳定性。 （２）离子交换和中和反应。土壤中矿物的粒子表面带有负电子，粒子之间处在互相排斥的状态下，固化剂与水作用后产生的Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋或Ａｌ３＋能与土胶粒吸附层中的Ｎａ＋、Ｋ＋离子进行交换，并且中和土壤中的负电荷，从而降低土胶粒ξ电势，减薄土胶粒双电层的厚度，使土颗粒相互靠近产生凝聚，如图１。 （３）土壤固化剂的组分与土壤颗粒的火山灰反应。固化剂与土壤混合后，反应生成含３２个结晶水的钙矾石针状结晶体（３ＣａＯ·Ａｌ２Ｏ３·３ＣａＳＯ４·３２Ｈ２Ｏ），将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来。这种水化反应生成的结晶体使材料的体积增加，它有效地填充土团粒间的孔隙，使固化土变得致密起 土壤固化剂的作用机理及应用现状 李 兵 （福建省建筑科学研究院，福建福州３５０００２） 摘要本文介绍了土壤固化剂的种类，不同种类土壤固化剂的作用机理；概述了土壤固化剂的研究和应用现状；展望了土壤固化剂的未来发展趋势，并提出了几点建议，为今后国内土壤固化剂的研究和应用提供了依据。 关键词土壤固化剂；固化机理；制 备 图1土壤处理前(左)和土壤处理后(右)对比图 ■综合论述14··
第27卷增刊V ol 127,Sup 1广西农业生物科学Journal o f Guangx i A g ric 1and Biol 1Science 2008年6月June,2008 收稿日期:20080122。 基金项目:广西大学博士启动基金项目(X05119)。 作者简介:姚晓华(广西大学副教授,博士;E -mail:x hy ao@g xu 1edu 1cn 。文章编号:10083464(2008)增008405 土壤微生物群落多样性研究方法及进展 姚晓华 (广西大学农学院,广西南宁530005) 摘要:微生物多样性是指群落中的微生物种群类型和数量、种的丰度和均度以及种的分布情况。研究 土壤微生物群落多样性的方法包括传统的以生化技术为基础的方法(直接平板计数、单碳源利用模式等) 和以现代分子生物技术为基础的方法(从土壤中提取DN A ,进行G+C%含量的分析,或杂交分析,或进 行PCR,产物再进行D GGE/T GG E 等分析)。现代生物技术与传统微生物研究方法的结合使用,为更全面 地理解土壤微生物群落的多样性和生态功能提供了良好的前景。 关键词:微生物多样性;生化技术;分子生物学技术;DN A 中图分类号:.Q 938115 文献标识码:A Advancement of methods in studying soil microbial diversity YAO Xiao -hua (Co llege of Ag ricultur e,G uangx i U niv ersit y,N anning 530005,China) Abstract:Species div ersity consist o f species richness,the total number of species,species ev enness,and the distribution of species 1Methods to measure microbial diversity in so il can be categ orized into tw o g roups:biochemica-l based techniques and m olecular -based techniques 1The fo rmer techniques include plate counts,sole carbon so urce utilizatio n patterns,fatty acid methy l ester analysis,and et al 1The latter techniques include G +C%,DNA reassociation,DNA -DNA hy br idization,DGGE/TGGC,and et al 1Ov er all,the best w ay to study soil microbial diversity w o uld be to use a variety of tests w ith differ ent endpoints and degr ees o f r esolutio n to o btain the bro adest picture possible and the most inform ation r eg ar ding the microbial co mmunity 1 Key words:microbial diversity;biochem ica-l based techniques,mo lecular -based techniques,DNA 微生物多样性研究是微生物生态学最重要的研究内容之一。微生物在土壤中普遍存在,对环境条件的变化反应敏捷,它能较早地预测土壤养分及环境质量的变化过程,被认为是最有潜力的敏感性生物指标之一[1] 。但土壤微生物的种类庞大,使得有关微生物区系的分析工作十分耗时费力。因此,微生物群落结构的研究主要通过微生物生态学的方法来完成,即通过描述微生物群落的稳定性、微生物群落生态学机理以及自然或人为干扰对群落产生的影响,揭示土壤质量与微生物数量和活性之间的关系。利用分子生物学技术和研究策略,揭示自然界各种环境中(尤其是极端环境)微生物多样性的真实水平及其物种组成,是微生物生态学各项研究的基础和核心,是重新认识复杂的微生物世界的开端。
土壤固化剂的研究现状和前景展望 引言 土壤稳定(固化)技术从20世纪40年代开始蓬勃发展，至今已经形成一门综合性的交叉学科。它涉及建筑基础、公路建设、堤坝工事、井下作业、石油开采、垃圾填埋、防尘固沙等多种领域，包括机械方法、物理作用、土工织物、化学胶结等多种手段，综合了力学、结构理论、胶体化学、表面化学等众多理论，它的处理对象也扩充到砂土、淤泥、工业污水、生活垃圾等多种固体、半固体，处理的目的也不仅仅是单一的加固，还包括增加渗透性、提高抗冻能力、防止污染物质泄漏等诸多方面。在这里仅以化学加固为重点，对土壤固化剂的现状做一个阐述。 土壤固化剂是在常温下能够直接胶结土体中土壤颗粒表面或能够与粘土矿物反应生成胶凝物质的土壤硬化剂。国际上，欧洲建筑业最先提出土力学理论：日本由于地理因素限制，对土壤固化剂的研究投入很大，成果较多；美国和加拿大在利用土壤固化技术建设道路上有很多成功的例子；还有像德国、澳大利亚、南非等国也处在研究的前列。国内以国家“七五”项目为牵头，虽然起步较晚，但是掀起了一阵研究高潮，研制了多种固化剂，并且部分成果已经从实验室走到了应用第一线，对国家建设做出了贡献。但是土壤本身的反应活性很低，再加上道路施工对土壤固化剂的要求较高(不仅要在成本上有较大幅度降低，而且希望强度要高、防水抗冻性能要好、施工方式简单、道路保养费用降低等)．到目前为止，国际国内的各种固化剂都有各自的缺点．在实际应用上国内还处在起步阶段，而研究工作现在也处于低潮。正是由于上述因素，有必要对国际国内的土壤固化剂做一个小结，希望可以从中找出发展的方向。 1四类土壤固化剂 从固化剂发展的过程以及固结机理来看，现有的固化剂大体可以分成四大类。 1．1石灰水泥类固化剂 石灰和水泥在建筑施工上的广泛应用使得它们自然成为固化土壤的首选。利用石灰改良土壤可以追溯到很久以前，以石灰、粉煤灰为固化原料的二灰土经常作为道路施工的基层材料。石灰、粉煤灰和水泥固化土壤的机理类似．包括结合土壤中的水分、形成胶凝成分来胶结土壤．堵塞土壤的毛细结构，从而形成强度和稳定性。缺点是固化土壤的早期强度不高；由于固化剂加入量较大，形成胶凝的过程会产生较大的形变，固化土容易干缩，形成裂缝，破坏结构，影响水稳定性；而且这类固化剂的固化效果依赖于土壤的颗粒度和含水量．在施工上存在着限制。一直以来，许多研究者致力于通过添加辅助成分来提高这类固化剂的性能。例如，在此类固化剂中添加无机盐类，促进钙钒石的生成．可以有效减少形变量，并且增加早强性，从而给这一类固化剂带来新的活力。 1．2矿渣硅酸盐类固化剂 这一类固化剂的元素组成与土壤较为接近．主要是活性硅氧化物、铝氧化物等，与水泥相区别。它利用活性激发成分促进固化剂水化和产生胶结土壤颗粒的胶凝物质，并且在一定程度上激发土壤颗粒本身的活性，在固化剂和土壤颗粒之间进一步形成有效的作用力，并且保留部分活性成分．在较长的时间内稳定地增
环氧树脂是一类具有良好的粘接性、电绝缘性、化学稳定性的热固性高分子材料,作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体,广泛应用于建筑、机械、电子电气、航空航天等领域。环氧树脂使用时必须加入固化剂,并在一定条件下进行固化反应,生成立体网状结构的产物,才会显现出各种优良的性能,成为具有真正使用价值的环氧材料。因此固化剂在环氧树脂的应用中具有不可缺少的,甚至在某种程度上起着决定性的作用。环氧树脂潜伏性固化剂是近年来国内外环氧树脂固化剂研究的热点。所谓潜伏性固化剂,是指加入到环氧树脂中与其组成的单组分体系在室温下具有一定的贮存稳定性,而在加热、光照、湿气、加压等条件下能迅速进行固化反应的固化剂,与目前普遍采用的双组分环氧树脂体系相比,由潜伏性固化剂与环氧树脂混合配制而成的单组分环氧树脂体系具有简化生产操作工艺,防止环境污染,提高产品质量,适应现代大规模工业化生产等优点。 环氧树脂潜伏性固化剂的研究一般通过物理和化学的手段,对普通使用低温和高温固化剂的固化活性加以改进,主要采取以下两种改进方法:一是将一些反应活性高而贮存稳定性差的固化剂的反应活性进行封闭、钝化;二是将一些贮存稳定性好而反应活性低的固化剂的反应活性提高、激发。最终达到使固化剂在室温下加入到环氧树脂中时具有一定的贮存稳定性,而在使用时通过光、热等外界条件将固化剂的反应活性释放出来,从而达到使环氧树脂迅速固化的目的。本文就国内外环氧树脂潜伏性固化剂的研究进展作一基本概述。 1 环氧树脂潜伏性固化剂 1.1 改性脂肪族胺类 脂肪族胺类固化剂如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等是常用的双组分环氧树脂室温固化剂,通过化学改性的方法,将其与有机酮类化合物进行亲核加成反应,脱水生成亚胺是一种封闭、降低其固化活性,提高其贮存稳定性的有效途径。 这种酮亚胺型固化剂与环氧树脂组成的单组分体系通过湿气和水分的作用而使酮亚胺分解成胺因此在常温下即可使环氧树脂固化。但一般固化速度不快,使用期也较短,原因是亚胺氮原子上的孤对电子仍具有一定的开环活性。为解决这一问题,武田敏之用羰基两端具有立体阻碍基团的酮3-甲基-2 -丁酮与高活性的二胺1,3 二氨甲基环己烷反应得到的酮亚胺不仅具有较高的固化反应活性,而且贮存稳定性明显改善。另外日本专利报道采用聚醚改性的脂肪族胺类化合物与甲基异丁基酮反应得到的酮亚胺也是一种性能良好的环氧树脂潜伏性固化剂。脂肪族胺类固化剂通过与丙烯腈、有机膦化合物,过渡金属络合物的反应,也可使其固化反应活性降低,从而具有一定的潜伏性。 1.2 芳香族二胺类 芳香胺由于具有较高的Tg而受到重视,但由于其的剧毒性而限制了应用。经改性制得的芳香族二胺类固化剂则具有Tg高、毒性低、吸水率低、综合性能好的优点。近年来研究较多的芳香族二胺类固化剂有二胺基二苯砜(DDS)、二胺基二苯甲烷(DDM)、间苯二胺(m PDA)等,其中以DDS研究得最多最成熟,成为高性能环氧树脂中常用的固化剂。DDS用作环氧树脂潜伏性固化剂时,与MP DA、DDM等芳香二胺相比,由于其分子中有强吸电子的砜基,反应活性大大降低,其适用期也增长。在无促进剂时,100克环氧树脂配合物的适用期可达1年,固化温度一般要达到200℃。为了降低其固化温度,常加入促进剂以实现中温固化。近年来为了改善体系的湿热性能和韧性,对DDS进行了改性,开发出多种聚醚二胺型固化剂,使得它们在干燥时耐热性有所降低,这些二胺因两端胺基间的距离较长,造成吸水点氨基减少,并且具有优良的耐冲击性。 1.3 双氰胺类 双氰胺又称二氰二胺,很早就被用作潜伏性固化剂应用于粉末涂料、胶粘剂等领域。双氰胺与环氧树脂混合后室温下贮存期可达半年之久。双氰胺的固化机理较复杂,除双氰胺上的4个氢可参加反应外,氰基也具有一定的反应活性。双氰胺单独用作环氧树脂固化剂时固化温度很高,一般在150～170℃之间,在此温度下许多器件及材料由于不能承受这样的温度而不能使用,或因为生产工艺的要求而必须降低单组分环氧树脂的固化温度。解决这个问题的方法有两种,一种是加入促进剂,在不过分损害双氰胺的贮存期和使用性能的前提下,降低其固化温度。这类促进剂很多,主要有咪唑类化合物及其衍生物和盐、脲类衍生物、有机胍类衍生物、含磷化合物,过渡金属配合物及复合促进剂等,这些促进剂都可以使双氰胺的固化温度明显降低,理想的固化温度可降至120℃左右,但同时会使贮存期缩短,而且耐水性能也会受到一定的影响。 另一种降低单组分环氧树脂固化温度的有效方法是通过分子设计的方法对双氰胺进行化学改性。在双氰胺分子中引入胺类,特别是芳香族胺类结构,以制备双氰胺衍生物,如瑞士Ciba Geigy公司开发的HT 2833,HT 2844是一种用3,5 二取代苯胺改性的双氰胺衍生物,其化学结构式如下: 据报道,此类固化剂与环氧树脂相溶性较好,贮存期长,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切强度可达25MPa,150℃固化30min,剪切强度可达27MPa。日本旭化成工业公司研制的粉末涂料专用固化剂AEHD-610,AEHD-210也是一种改性双氰胺衍生物。另外,日本有采用芳香族二胺如4,4’ 二氨基二苯甲烷(DDM),4,4’ 二氨基二苯醚
目录 一、易孚森土体稳定剂 (3) 二、华夏一号土壤固化剂 (4) 三、路易酶、路王浆 (4) 四、贝塞尔固化剂 (5) 五、美国路邦（EN-1）土壤固化剂 (5) 六、中德建基固化土技术——环保型高强固化材料 (6) 七、福世蓝MB-148 CA离子型土壤稳定剂 (8) 八、土固精 (10) 九、青岛卓能达土壤固化剂 (10) 十、吉林中路新材料土壤固化剂 (11)
一、易孚森土体稳定剂（中科盛联） 产品简介 易孚森土体稳定剂将不同类型的就地土、城市建筑垃圾、尾矿、工业废渣等作为主要材料（占95%以上），构筑道路基层、底基层，制成各种规格用途的免烧砖等，可应用于新农村建设、生态旅游建设、筑路、水利、软基硬化、矿山地质环境防护等工程领域，易孚森土体稳定剂将不同类型的就地土、城市建筑垃圾、尾矿、工业废渣等作为主要材料（占95%以上），构筑道路基层、底基层，应用于新农村建设、生态旅游建设、筑路、水利、软基硬化、矿山地质环境防护等工程领域。 【产品基本信息说明】 类型：离子型土体稳定剂 状态：高浓缩液态（常温） 沸点：大于282℃ 比重：1.17/25℃（水的比重为1） 可溶性：完全溶于水 包装：桶 规格：33.33Kg/桶 储存时间：装在密封良好的容器中，放置于阴凉干燥的库房，可存放达五年以上。 中科盛联自主知识产权【易孚森土体稳定剂】是一种高浓缩的离子型化合物，是性能很强的氧化剂、溶解能力很强的溶剂和天然分散剂。在浓缩状态下无挥发性，不燃烧，液体呈酱黑色，稀释后无任何危害性，对生态无破坏，对环境无影响。 易孚森土体稳定剂将不同类型的土体、城市固废（建筑垃圾、污泥）、工业固废（尾矿、工业废渣）等作为主要材料（占95%以上），构筑道路基层、底基层，可应用到新农村建设、生态旅游建设、构筑道路基层底基层、水利工程、软基硬化、矿山地质环境防护和沙漠治理等工程领域，不仅具有十分广阔的应用前景，而且有效的使废弃资源再利用，保护生态环境、节约原生资源，延长工程寿命、节约工程建设成本等。抗渗系数可达到10E-8 m/d。 土体稳定剂将普通的土壤固化成坚实的整体板块，用作道路、广场的基础。与传统筑路方法相比，土体稳定筑路技术很好的解决了土壤的“亲水”问题，将土壤由“亲水”性转变成“厌水”性，从根本上克服了由“水浸”给道路基层带来的侵害。 不仅如此，土体稳定筑路技术的主体材料由传统的砂石材料变成就地取材的土，大大降低道路的建设成本。由于其独特的物理、化学特性，使基层（路基、广场基础）的水稳定性大幅提高，因而大大提高了道路及广场的使用寿命，减少后期维修费用?是“多、快、好、省”的道路广场基层材料。
〔收稿日期〕 2008-03-23 土壤固化剂的发展现状及其前景展望 沈 飞 曹 净 曹 慧 (昆明理工大学建筑工程学院云南) 摘 要 阐述了土壤固化剂的发展现状及分类,从土体的组成、结构角度,概括分析固化剂的固化机理,总 结了现阶段土壤固化剂研究和应用领域中存在的若干问题,以及影响固化剂性能发挥和使用的因素,并对土壤固化剂的发展提出几点建议。 关键词 土壤固化剂;固化机理 土壤固化技术发展至今,已经成为了一门综合性的交叉学科。它被广泛的应用于国家现代化建设的各个领域,应用手段越来越多,涉及到了多种理论,它的处理对象也不断得到扩充,处理的目的也不仅仅是单一的加固,还包括增加渗透性、提高抗冻能 力、防止污染物质泄漏等诸多方面[1] 。在这里仅以化学加固为重点,对土壤固化剂的现状做一个阐述。 土壤固化剂是在常温下能够直接胶结土体中土壤颗粒表面或能够与粘土矿物反应生成胶凝物质的 土壤硬化剂[1] 。土壤固化剂实际上是利用外掺剂对土体进行化学处理,来改变土壤的组成和土体的工程性质,从而提高土体强度,改善土质压实性。 在长期的工程实践活动中,人们逐渐认识到,石灰土、水泥土的早期强度低、干缩大、易开裂,并且其性能受土质影响较大,对塑性指数高的粘土、有机土和盐渍土固化效果较差,甚至有时无固化作用。本文从国内外土壤固化剂研究的现状着手,概括分析土壤固化剂的固化机理,总结土壤固化剂研究和应用领域中存在的若干问题,并对土壤固化剂的发展提出建议。 1 土壤固化剂的研究现状 土壤固化剂加固土体的研究已有几十年的历 史,取得了许多土壤固化的实践经验和理论成果。其研究方向大致有两个:一是固化土性质和本构模型的研究;二是加固各种类型土壤的固化剂的配比 研究[2] 。 1.1 国外研究现状 以美、日等国家为代表,起步较早,对土壤固化技术进行了深层次研发,进行了对加固土壤的材料成分的改进,由原来单一的使用水泥、石灰、粉煤灰 升级到多种材料配比混合,形成了改善和提高土壤工程技术性能的复合材料———土壤固化剂;同时针对不同的土质条件研制了不同的土壤固化剂,研究的对象和思路进一步拓宽,不仅包括水泥和石灰的各种添加剂、废弃物的再利用研究,而且对菌类加固剂、昆虫加固技术也进行了较深入的研究。 现在土壤固化剂已大量应用于各种工程建设中,效益非常明显。主要产品有美国生产的Soil 2r ock,EN -1,t op -seal 等土壤固化剂;澳大利亚开发 的Roadbond (r ),Roadpacker (r );日本生产的Aught 2set 系列土壤固化剂;南非生产的I SS 土壤固化剂,CON 一A I D 土壤固化剂 [3] 。 Medina 等针对红土的成分,利用磷酸加固红 土;T omohisa 等提出用混凝土粉末、纸浆渣、粉煤灰和火山灰土加固处理那些含水量高和有机质含量高的土壤;Zalihe 等用粉煤灰和石灰来加固含有石灰质的膨胀性粘土。 Munjed 等用一种沉积物燃烧后的物质作为一 种土壤固化剂;Robert 研究了一种高浓缩的液体土壤固化剂(C I S );Saboundjian 对一种有机土壤固化剂(E MC2)在路基加固中的应用做了报道;Thecann 研究了腐生物分解木质索中的担子菌类,认为其在土壤固化过程有着重要的作用;Nene 等研究了自然界白蚁用粘土固化筑巢的技术,提出了岩土昆虫学的概念。 虽然国际上土壤固化剂的发展较快,但却有各自的缺点,仍然需要不断完善。比如奥特塞特(ADGHTSET )固化剂对土体固化后具有一定的强度和水稳定性,但提高的程度不大;I SS 土壤固化剂对土体加固后强度、水稳性良好,其缺点是对于固化膨胀土时必须使用石灰,否则其产生的强度很低。 2 6
土壤固化剂国内专利申请及应用论文情况 土壤固化剂是以工业废渣为主要原材料与其它多组分复合而生成的一种高强耐水胶结材料，成功解决了常温固化土壤的水稳定性差的问题，成本高的问题和可持续发展问题。技术有如下特点： 应用范围：（1）基础处理工程：处理软地基、基础加固、作防渗漏、边坡加固、护砌工程等；（2）道路工程：高等级公路路基、路堤、护坡、二、三级公路路面；（3）水利工程、堤防加固、渠道衬砌；（4）其它：固化粉煤灰作墙体材料，耐油磨地面，喷射砼，城市垃圾无害化处理等。(土壤固化土壤固化剂)(土壤*固化) 1.[ 200510112715 ]- 一种路用土壤固化剂 2.[ 200510086545 ]- 一种适用于盐渍土的土壤固化剂 3.[ 200510051457 ]- 渠系土壤固化剂及其生产方法 4.[ 200420115305 ]- 一种免烧固化土壤多孔砖 5.[ 200410088657 ]- 一种土壤稳定固化剂 6.[ 200410073273 ]- 一种新型土壤固化剂 7.[ 200410089791]-土壤用固化剂、土壤铺设材料及土壤铺设方法 8.[ 200410020755]- 土壤固化剂 9.[ 200410026167 ]- 一种土壤固化剂及其制备方法 10.[ 200410008727]-一种用于道路施工的土壤固化剂 11.[ 200310118985]-一种固化黄土集流面增流减糙施工方法 12.[ 03130379 ]-强力聚合剂 13.[ 03140845 ]-泥土改质固化安定剂 14.[ 03131147 ]-提供一种土壤和建筑垃圾的固化剂 15.[ 02144612 ]-高效环保新型多功能固化剂 16.[ 200510072198]-一种筑路用固体固化剂 17.[ 02128770 ]-一种筑路方法 18.[ 200510072196]-一种筑路用液体固化剂及其制造方法 19.[ 02104284 ]-土壤固化剂 20.[ 02114829 ]-一种粘土矿物钝化剂及制备方法和用途 21.[ 01134040 ]-磺化脲醛多功能土壤改良剂及其制备方法 22.[ 01125667 ]-土壤固化剂及其制作方法 23.[ 01207637 ]-固化土壤成型机 24.[ 00132282 ]-土壤凝结固化剂组合物 25.[ 00121540 ]-土壤稳定水泥 26.[ 00109845 ]-瓷渣固化剂及其应用 27.[ 98113594 ]-一种土壤固化剂 28.[ 96120005 ]-一种固化酶建筑材料及其用途 29.[ 97197998 ]-用于模制可固化建筑材料的底座的预制模
土壤固化剂在公路路基工程中应用 延安汇海建筑工程公司 2012年11月
一、土壤固化剂技术的简单介绍 土壤稳定(固化)技术从20世纪40年代开始蓬勃发展，至今已经形成一门综合性的交叉学科。它涉及建筑基础、公路建设、堤坝工事、井下作业、石油开采、垃圾填埋、防尘固沙等多种领域，包括机械方法、物理作用、土工织物、化学胶结等多种手段，综合了力学、结构理论、胶体化学、表面化学等众多理论，它的处理对象也扩充到砂土、淤泥、工业污水、生活垃圾等多种固体、半固体，处理的目的也不仅仅是单一的加固，还包括增加渗透性、提高抗冻能力、防止污染物质泄漏等诸多方面。 土壤固化剂是在常温下能够直接胶结土体中土壤颗粒表面或能够与粘土矿物反应生成胶凝物质的土壤硬化剂。国际上，欧洲建筑业最先提出土力学理论：日本由于地理因素限制，对土壤固化剂的研究投入很大，成果较多；美国和加拿大在利用土壤固化技术建设道路上有很多成功的例子；还有像德国、澳大利亚、南非等国也处在研究的前列。国内以国家“七五”项目为牵头，虽然起步较晚，但是掀起了一阵研究高潮，研制了多种固化剂，并且部分成果已经从实验室走到了应用第一线，对国家建设做出了贡献。但是土壤本身的反应活性很低，再加上道路施工对土壤固化剂的要求较高(不仅要在成本上有较大幅度降低，而且希望强度要高、防水抗冻性能要好、施工方式简单、道路保养费用降低等)。到目前为止，国际国内的各种固化剂都有各自
的缺点。在实际应用上国内还处在起步阶段，而研究工作现在也处于低潮。 根据我公司在全国各地的试验获得成果；总结出一套行之有效施工方法。首先从外加剂入手，但外加剂必须根据土质的化学成分来确定。然后，在根据当地的建筑材料，选配适应本地的固化剂。固化剂适用各行业的施工工艺。在工程应用方面，解决固化土的耐久性、收缩、抗渗、冻融损失；通过对城市排污淤泥的处理，解决了二次污染；对泥浆还可以还原治理；凡是水系统的污染物（包括高分子材料）都可做固化治理。 二、土壤固化剂的标准（CJ\T3073-1998)