防腐后麦秸秆的吸水性能和拉伸性能

8.3.3　防腐后麦秸秆的吸水性能和拉伸性能

1．浸胶前后麦秸秆的质量变化

将无茎节和1茎节麦秸秆完全浸泡在SH胶中，浸胶时间为1 d、3 d、7 d、14 d、21 d、28 d。

把麦秸秆从胶液中取出，将麦秸秆内的胶液甩干净，然后风干48 h。称量浸胶前后麦秸秆的质量，得出麦秸秆的吸胶量，试验结果如表8.6、图8.7所示。

表8.6　麦秸秆浸胶后的质量增加率

从表8.6和图8.7可见，浸胶后麦秸秆的质量明显增加。浸胶1 d、3 d、7 d时，麦秸秆质量增加率呈上升趋势，由12.8%增至13.3%，但增幅较小，仅为0.5%;7 d后质量增加率变化更加平缓，表明麦秸秆在SH胶中浸泡7 d后吸胶量达到饱和。

通过扫描电镜观察麦秸秆浸胶前后的微结构，检验麦秸秆对SH胶的吸附情况。图8.8为麦秸秆在SH胶中浸泡3 d后干燥的横断面微结构。

图8.7　麦秸秆浸胶后的质量增加率

图8.8　在SH胶中浸泡3d后干燥麦秸秆横断面微结构

对比图8.6和图8.8发现，浸胶后麦秸秆的内、外表层吸附了一层胶膜，胶液渗入到内部孔隙中，有效地阻止或减弱了麦秸秆与水的接触，提高了麦秸秆的抗水性和抗拉伸性能。随后完成的浸胶麦秸秆吸水试验和拉伸试验分别验证了这一观点。

2．浸胶麦秸秆的极限拉力

对12组浸胶麦秸秆的极限拉力和极限延伸率进行测试，与天然麦秸秆极限拉力和极限延伸率的测试结果比较，检验SH胶对麦秸秆拉伸性能的影响。试验证实，SH胶渗入到麦秸秆内部，可提高麦秸秆的极限拉力和极限延伸率，如表8.7、图8.9所示。

表8.7　无茎节和1茎节麦秸秆浸胶后的极限拉力与极限延伸率

由表8.7和图8.9可见，麦秸秆浸胶14 d时，极限拉力达到最大值。无茎节麦秸秆极限拉力高于1茎节麦秸秆，但增高的趋势随着浸胶时间的增加而逐渐变缓。如浸胶1 d后，无茎节麦秸秆极限拉力是1茎节的1.7倍;浸胶7 d后减小为1.4倍;浸胶14 d后减小为1.3倍左右。

3．浸胶麦秸秆的极限延伸率

SH胶填充到麦秸秆的内部孔隙中，提高了麦秸秆抗拉能力，同时使麦秸秆的延伸率得到增强，如表8.7、图8.10所示。

图8.9　无茎节和1茎节麦秸秆浸胶后的极限拉力

由图8.10可见，麦秸秆浸胶14 d时，极限延伸率达到最大值。无茎节麦秸秆的极限延伸率高于1茎节麦秸秆，极限延伸率的变化趋势与极限拉力基本相同。浸胶1 d后，无茎节麦秸秆极限延伸率是1茎节的1.9倍;浸胶14 d后为1.8倍;浸胶28 d后为1.7倍。说明SH胶使麦秸秆的延展性得到显著的改善。

图8.10　无茎节和1茎节麦秸秆浸胶干燥后的极限延伸率

比较表8.2、表8.3和表8.7发现，浸胶干燥后麦秸秆的极限拉力和极限延伸率较天然麦秸秆有较大提高，提高幅度见表8.8。

表8.8　无茎节和1茎节浸胶麦秸秆与天然麦秸秆极限拉力和极限延伸率的对比

浸胶14 d后，无茎节和1茎节麦秸秆的极限拉力和极限延伸率开始下降，无茎节麦秸秆的降幅较大，而1茎节麦秸秆极限拉力和极限延伸率的降幅相对较小，1茎节麦秸秆的拉伸性能得到明显的改善。极限拉力和极限延伸率下降的主要原因是，SH胶的固形物含量为6%，SH胶中含有大量的水，麦秸秆吸胶达到饱和后，胶液中的水也将对麦秸秆发生腐蚀，影响其拉伸性能，因此，麦秸秆的浸胶时间不得超过14 d。

4．浸胶干燥后再浸水麦秸秆的吸水性能

将浸胶1 d、3 d、7 d、14 d、21 d、28 d干燥后的麦秸秆分别浸泡在地下水中，浸水时间为1周、2周、3周、4周、6周、8周、12周。称量浸胶后再浸水麦秸秆的质量，计算得出吸水率，与天然麦秸秆的吸水率进行对比，验证SH胶是否提高了麦秸秆的抗水性能。试验结果见表8.9和图8.11、图8.12。

表8.9　浸胶干燥后再浸水麦秸秆的吸水率

从表8.9和图8.11、图8.12看出，浸胶麦秸秆在浸水4周前，吸水率升幅较大;浸水4周后，吸水率基本保持稳定。浸胶1 d、3 d、7 d干燥后的麦秸秆再浸水1周至2周期间内，吸水率迅速增加，而浸胶7 d干燥后麦秸秆的吸水率变化相对平缓，说明麦秸秆浸胶7 d后，SH胶对麦秸秆的渗透封闭效果较好。浸胶干燥后再浸水，麦秸秆的吸水率与天然麦秸秆的吸水率相比，降幅较大，如表8.10所示。

麦秸秆浸胶后，减轻了地下水对麦秸秆的腐蚀，其抗水性能得到有效的改善。浸水4周时，麦秸秆的吸水率达到最大值;浸水4周后，吸水率呈平缓下降趋势。浸胶时间越长，在相同浸水时间内麦秸秆的抗水性越强。

浸胶3 d后麦秸秆的抗水性已经有了较大提高，与浸胶7 d、14 d相比，抗水性差距很小。因此，综合考虑施工条件与施工工艺，认为麦秸秆浸胶3 d后投入工程使用较为适宜。

图8.11　浸胶干燥后再浸水麦秸秆的吸水率

图8.12　天然麦秸秆的吸水率

表8.10　浸胶干燥后再浸水麦秸秆的吸水率与天然麦秸秆吸水率的对比

5．浸胶干燥后再浸水麦秸秆的极限拉力

测试无茎节和1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆的极限拉力，与浸水干燥后麦秸秆的极限拉力和极限延伸率对比，验证SH胶对麦秸秆浸水后抗拉性能的影响程度。试验结果见表8.11、图8.13～图8.16。

表8.11　无茎节和1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆的极限拉力

浸胶14 d干燥后再浸水麦秸秆的极限拉力最大，浸胶麦秸秆的极限拉力随着浸水时间的增加而减小，无茎节麦秸秆极限拉力高于1茎节麦秸秆。与无茎节和1茎节天然麦秸秆浸水

图8.13　无茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆极限拉力

图8.14　无茎节浸水后麦秸秆极限拉力

干燥后的极限拉力差值相比，浸胶干燥后再浸水无茎节和1茎节麦秸秆的极限拉力差值明显减小，而且浸水时间越长，降幅越大，再一次证明了SH胶对1茎节麦秸秆极限拉力的提高效果更明显。

图8.13和图8.14为无茎节浸胶和天然麦秸秆浸水干燥后极限拉力与浸水时间的关系曲线。在相同的浸水时间内，浸胶干燥后麦秸秆的极限拉力较天然麦秸秆有了大幅度的提高，比较结果见表8.12。

表8.12　无茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆的极限拉力与天然麦秸秆的极限拉力对比

图8.15和图8.16为1茎节浸胶和天然麦秸秆浸水干燥后极限拉力与浸水时间的关系曲线。在相同的浸水时间内，浸胶干燥后麦秸秆的极限拉力较天然麦秸秆有了大幅度的提高。具体比较结果见表8.13。

表8.13　1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆极限拉力与天然麦秸秆极限拉力对比

比较各浸水时间后麦秸秆的极限拉力发现，虽然无茎节麦秸秆的极限拉力明显高于1茎节麦秸秆，但与天然麦秸秆相比，1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆极限拉力提高的幅度较大;

图8.15　1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆的极限拉力

图8.16　1茎节天然麦秸秆浸水后极限拉力

而且与天然麦秸秆相比，浸水时间越长，极限拉力提高的幅度就越大。浸胶28 d时，无茎节麦秸秆的极限拉力与天然麦秸秆相比，提高幅度较小，原因在于浸胶时间过长，使浸胶过程中的水分与浸水过程中的水先后对麦秸秆发生腐蚀，降低了麦秸秆的抗拉性能。浸胶28 d的1茎节麦秸秆极限拉力比天然麦秸秆明显提高，这是由于胶液渗入麦秸秆的孔隙中，增强了麦秸秆茎节处的抗拉性能。

6．浸胶干燥后再浸水麦秸秆的极限延伸率

测试无茎节和1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆的极限延伸率。试验结果如表8.14、图8.17～图8.20所示。

表8.14　无茎节和1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆的极限延伸率

极限延伸率的变化规律与极限拉力基本一致。浸胶14 d干燥后再浸水麦秸秆的极限延伸率最大，浸胶麦秸秆的极限延伸率随着浸水时间的增加而减小，无茎节麦秸秆的极限延伸率高于1茎节麦秸秆。浸水1周时，无茎节浸胶麦秸秆的极限延伸率是1茎节麦秸秆的1.8倍;浸水4周时为2.0倍;浸水8周时增加到2.5倍，浸水12周时为3.0倍。无茎节和1茎节麦秸

图8.17　无茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆极限延伸率

图8.18　无茎节浸水后麦秸秆极限延伸率

秆极限延伸率的差值高于两者间的极限拉力差值，证明SH胶对提高无茎节麦秸秆极限延伸率的效果更为显著。

图8.17和图8.18为无茎节浸胶和天然麦秸秆浸水后极限延伸率与浸水时间的关系曲线。在相同的浸水时间内，浸胶干燥后麦秸秆的极限延伸率比天然麦秸秆有了较大的提高，提高幅度见表8.15。

表8.15　无茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆极限延伸率与天然麦秸秆极限延伸率对比

图8.19　和图8.20为1茎节浸胶干燥后再浸水和天然麦秸秆浸水后极限延伸率与浸水时间的关系曲线。在相同的浸水时间内，浸胶干燥后麦秸秆的极限延伸率比天然麦秸秆有了较大的提高，提高幅度见表8.16。

表8.16　1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆极限延伸率与天然麦秸秆极限延伸率对比

比较各浸水时间麦秸秆的极限延伸率，浸胶14 d干燥后麦秸秆的极限延伸率达到最大值。浸胶干燥后无茎节麦秸秆极限延伸率与天然麦秸秆相比，各浸水时间段均提高40%左右。浸胶干燥后1茎节麦秸秆极限延伸率与天然麦秸秆相比，各浸水时间段均提高60%左右。浸胶28 d干燥后再浸水6周的1茎节麦秸秆的极限延伸率与天然麦秸秆的极限延伸率基本相同。

图8.19　1茎节浸胶干燥后再浸水麦秸秆极限延伸率

图8.20　1茎节浸水后麦秸秆极限延伸率

上述分析表明，虽然无茎节麦秸秆的极限延伸率高于1茎节麦秸秆，但与天然麦秸秆相比，1茎节浸胶麦秸秆极限延伸率的增幅较大。试验结果证实，浸胶28 d时，无茎节天然麦秸秆与浸胶1 d麦秸秆相比，极限延伸率略有提高。1茎节天然麦秸秆与浸胶1 d麦秸秆相比，极限延伸率变化不大，甚至略有下降。