利用贝壳灰和回收PET纤维稳定处理的粘土砂的力学性能评估及基于紫外光固化（UPV）的强度估算

《Scientific Reports》：Assessment of mechanical properties and UPV based strength estimation of clayey sand stabilized with seashell ash and recycled PET fibers

　　

摘要

本研究探讨了一种可持续、低碳的方法，通过添加贝壳灰（SSA）和回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维来改善粘土砂的力学性能。主要目的是阐明富含CaO的SSA与PET纤维之间的相互作用机制，并确定它们共同作用如何增强材料的强度和抗剪切性能。为此，对含有不同比例SSA和PET的样品进行了无约束压缩强度（UCS）、间接抗拉强度（ITS）和直接剪切试验，并对这些样品进行了不同的固化处理。实验结果表明，最佳配方为：30%的粘土、7%的SSA和1%的PET。此外，还采用了超声波脉冲速度（UPV）作为一种无损检测方法来评估材料的胶结性能和结构发展情况。基于UPV建立的预测模型能够准确预测UCS和ITS，显示出较高的相关性。扫描电子显微镜（SEM）分析进一步表明，火山灰凝胶的形成以及PET纤维之间的相互嵌合在提高材料的刚性、密度和内部凝聚力方面发挥了重要作用。总体而言，本研究为SSA与PET协同作用的力学机制提供了新的见解，并介绍了基于UPV的预测模型，这些模型可作为评估和设计粘土砂可持续稳定化策略的有效工具。