用于土壤稳定的碳纳米管分散表面活性剂研究-社会百科-快科普 168开奖现场安卓版下载

用于土壤稳定的碳纳米管分散表面活性剂研究

?更新时间: 2017-01-04 11:23:48 ? 来源: 科技头条

随着现代社会的经济发展以及城市的扩张,一些力学性质较差的土壤也逐渐被利用,这些土壤通常强度低、压缩性高。为了强化土壤性能,通常采用强化或稳定化技术对土壤进行改性...

随着现代社会的经济发展以及城市的扩张,一些力学性质较差的土壤也逐渐被利用,这些土壤通常强度低、压缩性高。为了强化土壤性能,通常采用强化或稳定化技术对土壤进行改性,其中化学稳定法是一种较成功的土壤强化方法,即在现场将土壤与胶凝材料混合以提升其力学性能。

碳纳米管(CNT)的超高比表面、极高的屈服强度和弹性模量等特征使其成为理想的强化材料。2015年,来自葡萄牙科英布拉大学的研究人员对此进行了相关研究。

在对土壤进行强化改性的过程中,碳纳米管易于聚集的自然特性同时容易导致其有益特性的损失。为了解决这一问题,科英布拉大学研究人员使用表面活性剂和/或超声能量来促进它们在悬浮液中的分散。通过将分子量和电荷不同的两种表面活性剂进行充分表征,研究人员分析了表面活性剂的性质对碳纳米管分散的影响以及分散质量对稳定土壤力学性能的影响,从而确定哪种表面活性剂浓度对碳纳米管的分散更为有效。

研究人员采用的表征方法基于光散射技术,即用于测量流体动力学直径的动态光散射(DLS)和用于测量分子量的静态光散射(SLS)。先在不同浓度的表面活性剂溶液中制备碳纳米管悬浮液,然后使用超声进一步促进分散。此后再用动态光散射来表征碳纳米管在这两种表面活性剂中的分散。最后,将碳纳米管的分散体加入到稳定土壤的主要试剂——粘合剂中,并通过无侧限抗压强度试验(UCS)来测试新复合材料的力学性能。依据UCS测试结果可以得出结论:在粘合剂中加入碳纳米管将会对稳定土壤的力学性能产生巨大的影响。与不添加碳纳米管和表面活性剂的参考实验相比可以发现,在粘合剂中加入碳纳米管能够使材料的抗压强度提升77%,杨氏模量提升155%。