水泥等胶凝材料用于膨胀土的原位处置方法因成本高、碳排放大等问题而受限。生物炭是由生物质在缺氧条件下通过高温热解而形成的多孔碳,生成过程中无碳排放,在碳封存和高性能建筑材料等方面具有重要的应用价值,有利于减轻温室气体效应和对水泥生产原料的依赖。选取广西地区常见废弃生物质为原料制备生物炭,按不同掺量(0、3%、5%、10%)部分替代水泥,测试了生物炭-水泥复合固化南宁地区膨胀土的物理力学等宏观特性,并通过扫描电镜(SEM-EDS)和X衍射射线(XRD)分析固化土细观特性。试验结果表明:生物炭的掺入能有效降低膨胀土的自由膨胀率、无荷载膨胀率以及线缩率;3%生物炭掺量下,固化土的7 d和28 d龄期无侧限抗压强度分别提高了26.85%和19.31%;生物炭能够填补水泥土中的微孔,并通过提供成核位点、优化微观结构,促进C-S-H凝胶的形成。此举可为建材行业的绿色发展和膨胀土地区的原位改良和就地利用提供新思路。
