土壤固化劑作用

土壤固化劑是一種由多種無(wú)機(jī)、有機(jī)材料合成的用于固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料。它與土壤混合后通過(guò)一系列物理化學(xué)反應(yīng)來(lái)改變土壤的工程性質(zhì)，能將土壤中大量的自由水以結(jié)晶水的形式固定下來(lái)，使得土壤膠團(tuán)表面電流降低，膠團(tuán)所吸附的雙電層減薄，電解質(zhì)濃度增強(qiáng)，顆粒趨于凝聚，體積膨脹而進(jìn)一步填充土壤孔隙，在壓實(shí)功的作用下，使固化土易于壓實(shí)和穩(wěn)定, 從而形成整體結(jié)構(gòu)，并達(dá)到常規(guī)所不能達(dá)到的壓密度。經(jīng)過(guò)土壤固化劑處理過(guò)的土壤，其強(qiáng)度、密實(shí)度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強(qiáng)度等性能都得到了很大的提高，從而延長(zhǎng)了道路的使用壽命，節(jié)省了工程維修成本，是當(dāng)前理想的筑路材料選擇。

國(guó)內(nèi)土壤固化劑應(yīng)用可參照住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤固化外加劑》 、《土壤固化劑應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 的公告。

其特點(diǎn)是路用技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良、工程造價(jià)低、施工方便、縮短工期，尤其是有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。采用土壤固化劑可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、礫石等傳統(tǒng)筑路材料，節(jié)省資源、能源，節(jié)約土地，保護(hù)植被，大幅度減少二氧化碳等溫室氣體的排放量，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益特別明顯，是公路工程可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新型交通技術(shù)之一。由于它比傳統(tǒng)的水泥、石灰等土壤固化材料具有好的性能和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠凝材料在土壤加固時(shí)難以解決的一些特殊問(wèn)題，具有獨(dú)特的土壤固化效果和廣泛的實(shí)用性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公路的基層及底基層、水利護(hù)坡等工程建設(shè)當(dāng)中。被美國(guó)《工程新聞》稱為20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一。日本稱之為21世紀(jì)的新型材料。

路橋建設(shè)中土壤的實(shí)驗(yàn)性能測(cè)試對(duì)路面防水性等有著重要作用。本人結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)分析貝賽爾土壤固化劑加固土的間接抗拉性能試驗(yàn)。

按性質(zhì)分為：

1、A類土壤固化劑即土壤固化外加劑，不可直接用于土壤固化，需與水泥等膠凝材料配合使用。

2、B類土壤固化劑，可直接用于土壤固化，如水泥與粉體土壤固化劑混合料。

按形態(tài)分為：

1、 液體土壤固化劑

2、 粉體土壤固化劑

按成分分為：

1、 石灰水泥類無(wú)機(jī)固化劑

2、 礦渣類干粉土壤固化劑

3、 高聚類離子土壤固化劑

4、 有機(jī)酶蛋白土壤固化劑

5、 有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)合的固化劑

“土壤固化劑”技術(shù)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始蓬勃發(fā)展，至今已經(jīng)形成一門(mén)綜合性的交叉學(xué)科。它涉及建筑基礎(chǔ)、公路建設(shè)、堤壩工事、井下作業(yè)、石油開(kāi)采、垃圾填埋、防塵固沙等多種領(lǐng)域，包括機(jī)械方法、物理作用、土工織物、化學(xué)膠結(jié)等多種手段，綜合了力學(xué)、結(jié)構(gòu)理論、膠體化學(xué)、表面化學(xué)等眾多理論，它的處理對(duì)象也擴(kuò)充到砂土、淤泥、工業(yè)污水、生活垃圾等多種固體、半固體，處理的目的也不僅僅是單一的加固，還包括增加滲透性、提高抗凍能力、防止污染物質(zhì)泄漏等諸多方面。

美國(guó)和加拿大在利用土壤固化技術(shù)建設(shè)道路上有很多成功的例子，還有像德國(guó)、澳大利亞、等國(guó)也處在研究的前列。我國(guó)雖然起步較晚，但是掀起了一陣研究高潮，研制了多種土壤固化劑，并且實(shí)現(xiàn)了成果轉(zhuǎn)化，應(yīng)用到了公路交通、環(huán)境治理、湖渠防滲等生產(chǎn)第一線，對(duì)國(guó)家建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。我國(guó)在從市場(chǎng)和技術(shù)上相對(duì)較優(yōu)勢(shì)的品牌有，美國(guó)路邦、愛(ài)普路德、派爾嗎酶、耕保土壤固化劑、億路TG、天津天環(huán)、土固精Toodoog、臺(tái)灣第一綠能、昌圣環(huán)保、云南綠筑、吉林中路等。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

筑路成本低# 節(jié)能環(huán)保良# 抗壓強(qiáng)度高# 水穩(wěn)定性好# 施工易掌握

路用性能好# 使用壽命長(zhǎng)# 適用范圍廣# 承載能力高# 能源消耗少

1、節(jié)約筑路成本，縮短工期。與使用傳統(tǒng)的路面基層材料筑路相比可節(jié)約筑路成本的30%～50%，可縮短工期約50%。

2、抗壓強(qiáng)度高。在不改變施工條件的情況下，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可提高40%～100%。

3、水穩(wěn)定性好。土壤固化劑復(fù)合固結(jié)土試件常溫下浸水不解散，水穩(wěn)定性好，耐久性好。

4、凍穩(wěn)定性好。經(jīng)交通部專家鑒定，本產(chǎn)品在結(jié)合季節(jié)性冰凍地區(qū)特點(diǎn)的研究方面，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

5、節(jié)能環(huán)保。傳統(tǒng)筑路材料開(kāi)采破壞植被，污染環(huán)境。尤其是石灰，水泥生產(chǎn)中要消耗大量的煤炭資源并釋放大量的二氧化碳溫室氣體，加劇了全球溫室效應(yīng)。該技術(shù)減少了這些傳統(tǒng)膠結(jié)材料的使用量，有利于節(jié)省資源和能源，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。挖河采沙、炸山碎石會(huì)破壞自然，污染環(huán)境，采用本項(xiàng)技術(shù)以廣泛分布隨處可取的土壤替代砂石料，有利于公路的可持續(xù)發(fā)展，符合我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求。

另外，土壤固化劑生產(chǎn)和使用均無(wú)污染，稀釋后的固化劑水溶液無(wú)毒、無(wú)害，屬于環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的高科技新材料，可有效解決筑路材料污染問(wèn)題。

6、施工工藝簡(jiǎn)單。土壤固化劑 滲透性好，與土的和易性好，使土易于壓實(shí)，便于施工。所用的施工機(jī)械和傳統(tǒng)筑路所用機(jī)械設(shè)備基本相同，勞動(dòng)力需求量減少，施工工藝簡(jiǎn)單，工人只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可上崗。

7、可延長(zhǎng)道路使用壽命，降低了后期養(yǎng)護(hù)成本。經(jīng)過(guò)土壤固化劑處理過(guò)的土壤，其強(qiáng)度、密實(shí)度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強(qiáng)度等都得到很大提高，表層不受熱、霜凍或潮氣等自然條件的影響，從而延長(zhǎng)了道路的使用壽命，節(jié)省了工程維修成本。

8、具有廣泛的實(shí)用性。由于它比傳統(tǒng)的水泥、石灰等土壤膠結(jié)材料具有更好的性能和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠結(jié)材料在土壤加固時(shí)難以解決的一些特殊問(wèn)題，具有獨(dú)特的土壤固化效果和廣泛的實(shí)用性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公路的基層及底基層、建筑地基的處理等領(lǐng)域。

9、使用方便，易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。高濃縮、用量少、運(yùn)輸費(fèi)用低，供應(yīng)半徑大；不燃燒、不爆炸、室溫下可儲(chǔ)存一年以上

1. 各等級(jí)道路的基層及底基層的修筑。

2. 場(chǎng)地平整及固化。如停車場(chǎng)、堆貨場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等。

3. 土壤固化劑免燒磚。

4. 水利工程中的堤壩填筑固化。

5. 免做面層的原生態(tài)道路。適用于綠色生態(tài)園區(qū)、景區(qū)、農(nóng)林牧區(qū)、高爾夫球場(chǎng)區(qū)等一切需要原生態(tài)路面的場(chǎng)所。

6.土壤固化劑墻體。這種墻體有溫差小，散熱慢，不怕水汽浸泡等特點(diǎn)，適用于各種大棚中墻體的修筑。

土壤固化劑應(yīng)用范圍十分廣泛，除了用于加固道路基層、底層和面層以外，還可運(yùn)用于各種建筑物的地基處理、地質(zhì)災(zāi)害防治、水利水電工程防滲堵漏、油田灌漿、沼氣池等領(lǐng)域?，F(xiàn)結(jié)合某公司承建的高速公路使用土壤固化劑的情況，對(duì)土壤固化劑在道路施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討。該段軟土路基全長(zhǎng)305m，多為高山峽谷中的稻田及農(nóng)用耕地，不適合高速公路路基填筑土質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，必須全部進(jìn)行換填施工。按照高速公路軟土路基施工標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行換填的同時(shí)，摻入石灰粉及土壤固化劑，分層碾壓。

液體土壤固化劑固化機(jī)理一般如下，經(jīng)過(guò)一系列物理、化學(xué)和物理化學(xué)綜合作用,以促使在顆粒接觸帶從結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生不同性質(zhì)和能量的相互連結(jié)作用。