ACQ防腐处理对沙柳沙障防腐性的相关分析

　沙柳沙障是防风阻沙效果明显的治沙措施之一，沙柳沙障在防风固沙、促进植被恢复等方面具有很好的效果，是从根本上改善生态环境的一项关键措施[1-4]。随着沙柳沙障铺设年限的增加，沙柳沙障会发生不同程度的倒伏，进而影响了沙柳沙障的防沙治沙生态环境效益，沙柳沙障地下部分腐烂是沙柳沙障倒伏的主要原因。
　　采用氨溶烷基铵铜（ACQ）对沙柳沙障进行处理，以抑制腐朽菌对沙柳沙障的腐蚀作用，延长沙柳沙障的使用年限。本文通过ACQ处理的沙柳沙障试样和未经处理的沙柳沙障试样抗折强度损失率的对比研究，进而分析ACQ防腐剂对沙柳沙障的防腐性能影响[5-7]。
　　1 研究区概况
　　试验地位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗宝勒高水库附近，地理中心坐标为110°03′E， 39°31′N。年均温度6.7°C，年均降水量373.2mm，主风向为西北风，年均风速3.5m/s。
　　2 试验材料与试验方法
　　2.1 试验材料
　　在试验地附近选取沙柳灌丛3-4年生枝条，采伐后将沙柳枝条截为42cm长的试样；防腐剂选取ACQ-D，ACQ-D防腐剂的主要活性成分是铜和季铵盐，将ACQ-D配制成活性成分浓度为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的溶液。
　　2.2 试验方法
　　将沙柳试样经浓度为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的ACQ浸泡处理6h、12h、24h、48h后，按ACQ的不同处理浓度和处理时间将沙柳沙障分组埋入试验地沙土中，沙柳沙障埋深24.5cm，以未经防腐处理的沙柳沙障作为对照样，同一条件的试样重复数均为3根，并做标记牌。
　　经6个月后取出沙柳沙障试样，用刷子清理掉沙柳沙障表面的沙子，将42cm长的沙柳沙障截为7cm长的试样6段，从地面上顶端向下依次标记为A、B、C、D、E、F。本文以沙柳沙障地下部分D、E、F段的抗折强度损失率平均值为研究对象，分析ACQ防腐处理对沙柳沙障防腐性能的影响。
　　将沙柳沙障试样编号后置于恒温干燥箱中烘至恒重，用数显卡尺测其直径；用织物强力机测试样的最大抗折力，织物强力机两支座间跨距为50mm。试样被顶破时数据系统自动记录试样断裂的最大抗折力值。
　　2.3 抗折强度损失率的计算
　　试样抗折强度R计算公式：
　　R=3FL/2SD
　　式中：R-抗折强度，MPa；F-试样断裂最大载荷，N；L-两支座间跨距，mm；
　　S-试样截面积，mm2；D-试样直径，mm。
　　试样抗折强度损失率计算公式：
　　抗折强度损失率（%）= （R1-R2）/R1×100%
　　式中：R1 -试样腐蚀前抗折强度，MPa；R2 -试样腐蚀后抗折强度，MPa。
　　由于不能直接测得沙柳沙障试样腐蚀前的最大抗折力，试样腐蚀前的最大抗折力根据铺设沙柳沙障时采集相同的试样进行模拟试验，模拟试验得出试样腐蚀前的最大抗折力与直径的关系满足y=15.122x2-71.076x+65.045，拟合曲线的R2=0.9887。（式中：x为试样的直径，y为试样的最大抗折力）。
　　3 结果与分析
　　抗折强度损失率是反映沙柳沙障腐蚀情况的重要指标之一，通过抗折强度损失率的变化进而分析ACQ防腐处理对沙柳沙障的防腐性能。图1所示为经不同浓度ACQ处理后沙柳沙障的抗折强度损失率变化，图1中a、b、c、d分别为沙柳沙障铺设前防腐处理6h、12h、24h、48h后不同浓度防腐处理对抗折强度损失率的影响。图1 不同浓度ACQ防腐剂处理对沙柳沙障抗折强度损失率的影响Fig. 1 Influence of different concentration of ACQ preservative on the flexural strength loss rate of Salix psammophila checkerboard
　　图1a是经不同浓度ACQ处理6h的沙柳沙障抗折强度损失率的变化，从图1a中可以看出经ACQ处理6h后，除2.0%浓度处理外沙柳沙障的抗折强度损失率随ACQ处理浓度的增大呈降低趋势，各浓度处理试样的抗折强度损失率均低于CK，1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%浓度处理试样的抗折强度损失率较CK分别降低0.21%、0.29%、0.24%、1.14%、1.37%。图1b是经不同浓度ACQ处理12h的抗折强度损失率变化，除1.5%浓度处理的试样外，沙柳沙障抗折强度损失率随处理浓度的增大而减小。经1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%浓度处理试样的抗折强度损失率较CK分别降低0.35%、0.27%、1.01%、1.38%、1.53%。图1c是经不同浓度ACQ处理24h的沙柳沙障抗折强度损失率的变化，图1c表明试样经ACQ处理24h后各浓度处理的沙柳沙障抗折强度损失率均低于CK，试样抗折强度损失率随ACQ处理浓度的增大呈降低趋势。各浓度处理试样的抗折强度损失率较CK分别降低0.59%、0.64%、1.35%、1.69%、1.86%。图1d是经不同浓度ACQ处理48h的沙柳沙障抗折强度损失率变化，经ACQ处理48h试样抗折强度损失率明显低于CK，抗折强度损失率与处理浓度的变化关系为随ACQ处理浓度的增大抗折强度损失率明显降低。经1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%浓度处理试样的抗折强度损失率较CK分别降低0.61%、0.65%、1.37%、1.72%、1.91%。
　　不同ACQ浓度处理试样的抗折强度损失率方差分析表明：各浓度处理的沙柳沙障试样抗折强度损失率存在显著差异，多重均值检验表明试样抗折强度损失率随浓度的变化规律为3.0%<2.5%<2.0%<1.5%<1.0%　　4 结论
　　采用ACQ防腐剂对沙柳沙障进行防腐处理，比较ACQ不同处理浓度对沙柳沙障抗折强度损失率的影响，进而分析ACQ对沙柳沙障防腐性能的影响，结果表明：沙柳沙障经浓度为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的ACQ处理6h、12h、24h、48h后，各浓度处理沙柳沙障试样的抗折强度损失率存在显著差异，试样抗折强度损失率随浓度的变化规律为3.0%<2.5%<2.0%<1.5%<1.0%　　参考文献
　　[1]高永，邱国玉，丁国栋，等.沙柳沙障的防风固沙效益研究[J].中国沙漠， 2004，24（3）：365-370.
　　[2] 董智，李红丽，胡春元，等.沙漠公路不同固沙措施防风固沙效益和成本比较研究[J].水土保持研究，2006，13（2）：128-130.
　　[3] 贾丽娜，丁国栋，吴斌，等.几种不同材料类型带状沙障防风阻沙效益对比研究[J].水土保持学报，2010，24（1）：41-44.
　　[4] 任余艳，胡春元，贺晓，等.毛乌素沙地巴图塔沙柳沙障对植被恢复作用的研究[J].水土保持研究，2007，14（2）：13-15.
　　[5] 曹金珍.国外木材防腐技术和研究现状[J].林业科学.2006，42（7）：120-126.
　　[6] 王雅梅，刘君良，王喜明，蒋明亮.ACQ和CuAz防腐剂处理对竹材力学性能的影响[J].内蒙古农业大学学报.2007，28（1）：87-89.