水泥-BPSF改良尾矿型植生基材强度与微观机理

为解决矿山边坡生态修复所需天然土壤匮乏的问题,采用低碱水泥和甘蔗渣-聚丙烯酰胺-吸水树脂-酸性肥料(Bagasse-PAM-SAP-Fertilizer,BPSF)作为改良剂对尾矿性质进行改良,制成了可用于矿山边坡生态修复的植生基材。通过L9(34)正交试验,对不同配比植生基材初期的试样进行剪切试验,以初期(3 d)抗剪强度为考核指标,通过极差分析确定基材的最优配比;对最优配比基材不同龄期的试样进行剪切试验,研究了养护龄期对基材抗剪强度的影响;通过薄片鉴定、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)试验,分析了水泥-BPSF协同改良尾矿型植生基材的抗剪强度特征与微观机理。结果表明,水泥和甘蔗渣掺量是影响基材强度最为显著的因素,基材初期的抗剪强度随着水泥和甘蔗渣掺量的增加而增大;随着龄期的增长,基材的内摩擦角达到峰值后开始降低,基材的破坏模式从初期的韧性破坏转变为脆性破坏;水泥-BPSF协同改良的尾矿型植生基材具备植物生长所需的类土壤结构和强度。最优的基材配比为水泥12%、甘蔗渣4%、聚丙烯酰胺0.6%、吸水树脂0.15%、酸性化肥1.2%。