Cross-linking of biopolymers for stabilizing earthen construction materials
Cross-linking of biopolymers for stabilizing earthen construction materials
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用于稳定土质建筑材料的生物聚合物交联
DOI：
10.1080/09613218.2021.2001304
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发表时间：
2021
影响因子：
3.9
通讯作者：
Muguda S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Muguda S
生物聚合物具有使用方便、稳定效果好等优点，是一种很有潜力的土壤稳定剂。生物聚合物是一种生物聚合物，在有水存在的情况下加入土壤中时会形成水凝胶。水凝胶是通过聚合物链与土壤颗粒和孔隙水相互作用而形成的三维聚合物网络。生物聚合物的化学性质和外部因素(如温度)会影响形成的水凝胶的物理特性。生物高聚物链与另一单体或生物聚合物的交联使水凝胶的开发具有更好的物理完整性和机械性能。最近的研究表明，生物聚合物瓜尔胶和黄原胶可以改善土壤的力学和耐久性。作为一种半乳甘露聚糖，瓜尔豆胶自然会与黄原胶形成交联剂，本研究评估了这种交联剂对可塑性、收缩、强度和耐久性的影响。瓜尔豆胶含量较高的交联试件具有较高的塑性指数和线收缩，但随着黄原胶用量的增加，这些值降低。强度测试表明，交联剂解决了每种生物聚合物的一些缺点，并改善了土壤的整体机械性能。研究发现，交联试件的耐久性能与单独使用生物聚合物稳定的试件相当。
Biopolymers are promising potential soil stabilizers due to their ease of application and stabilization efficacy. Biopolymers are biologically occurring polymers that form hydrogels when added to soil in the presence of water. Hydrogels are three-dimensional polymer networks formed through the interaction of polymer chains with soil particles and pore water. The chemical properties of the biopolymer and external factors (like temperature) affect the physical characteristics of the hydrogels formed. Cross-linking of biopolymer chains with another monomer or biopolymer enables the development of hydrogels with enhanced physical integrity and mechanical properties. Recent studies have shown that the biopolymers, guar and xanthan gums, improve the mechanical and durability properties of soil. As a galactomannan, guar gum naturally forms cross links with xanthan gum, and the study presented here evaluates the impact of this cross-linking on plasticity, shrinkage, strength and durability. Cross-linked specimens with higher guar gum have higher plasticity indices and linear shrinkage; however, when the amount of xanthan gum is increased, these values reduce. Strength tests suggest that cross-linking addresses some of the shortcomings of each biopolymer and improves the overall mechanical behaviour of the soil. The durability performance of cross-linked specimens was found to be comparable with specimens stabilized with individual biopolymers.
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