一 国外研究现状
以美、日等国家为代表,起步较早,对土壤固化技术进行了深层次研发,进行了对加固土壤的材料成分的改进,由原来单一的使用水泥、石灰、粉煤灰升级到多种材料配比混合,形成了改善和提高土壤工程技术性能的复合材料土壤固化剂;同时针对不同的土质条件研制了不同的土壤固化剂,研究的对象和思路进一步拓宽,不仅包括水泥和石灰的各种添加剂、废弃物的再利用研究,而且对菌类加固剂、昆虫加固技术也进行了较深入的研究现在土壤固化剂已大量应用于各种工程建设中,效益非常明显。
虽然国际上土壤固化剂的发展较快,但却有各自的缺点,仍然需要不断完善。比如奥特塞特固化剂对土体固化后具有一定的强度和水稳定性,但提高的程度不大;土壤固化剂对土体加固后强度、水稳性良好,其缺点是对于固化膨胀土时必须使用石灰,否则其产生的强度很低。
二 国内研究现状
我国从八十年daikai始引进国外土壤固化剂技术,在吸收国外经验的基础上,针对我国土壤的性质,开始了土壤固化剂的研究工作。迄今为止,先后有多家科研单位对土壤固化剂进行了研究,并先后取得了一些研究成果,并应用到了工程建设中。方向位等对型土壤固化剂改良土的工程特性进行了研究土壤固化剂是以高钙灰和脱硫石膏两种工业废料为主要原料,辅以生石灰、水泥、熟石膏、liusuan铝及明矾石等次要成分,采用生石灰消解法除去脱硫石膏中的自由水,按全粉料配料的方法配制而成。按一定掺量向土中掺入石灰和型土壤固化剂制成石灰改良土样和固化剂改良土样并进行养护、浸水,对土样进行击实试验、直剪试验、压缩试验和渗透试验。对比试验结果表明土壤固化剂改良土的击实效果、抗剪强度、压缩性、抗渗透性等工程特性明显优于石灰改良土。侯浩波等对土壤固化剂固化土料的特性进行了研究,通过室内试验和对工程应用的分析探讨,说明了土壤固化剂的适用性。使用这种固化剂后,发现土的无侧限抗压强度值大幅增加。在汤河水库库区道路中使用土壤固化剂替代水泥体现出了其巨大的优越性,取得了良好的经济、环保效益国内在有机类固化剂的研发方面与国外差距较大,但也有发展。刘瑾等选取丙烯酸等乙烯基单体为主体经高分子聚合反应合成了一种新型土壤固化剂。固化土的力学性能显示出该土壤固化剂有很好的固化效果。通过傅立叶变换红外光谱等分析测试手段对合成土壤固化剂的固化结构、固化性能及固化机理进行了初步探索,但产品的性能尚不稳定。此外,许多无机和有机材料结合的土壤固化剂也不断出现。但总的来说,我国研究固化剂和固化技术尚处于起步阶段。
三土壤固化剂的分类
土壤固化剂作为一种新型的建筑材料,其不同的物理和化学组成成分决定了不同的类别、特点和固化方法。固化材料从形态上看,可分为固态和液态两大类。从化学构成上看,可分为主固化剂和助固化剂两大部分。按照材料的物质组成特点可分为无机类、离子类、有机聚合类三大类。
四无机类固化剂
一般为粉末状,多采用工业废料作为主固剂,添加各种激发剂配制而成。主固剂包括粉煤灰、各类矿渣、煤矸石或水泥、沸石、石灰等,激发剂主要包括各种liusuan盐类、各种酸类和其他无机盐,也包含少量的表面活性剂等其他有机材料。添加无机类土壤固化剂的固化土性能比较稳定,在正常条件下,其性能可保持30~50年基本不变。由于添加了一些工业废料和较易取得的建筑材料,而且施工简便,因而不仅可以降低工程造价,而且还具有环保和节能意义,更由于其历史遗传,被广泛使用于工程建设中。此类固化剂发展至今主要包括水玻璃类(水玻璃铝酸钠或氯化钙或氢氧化钠)、水泥类(高铝水泥,普通硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥,钢渣水泥等)、石灰类(生、熟石灰,电石渣,贝壳类,漂白粉渣)、liusuan盐类(石膏,liusuan铁,liusuan铝)、氯化物类(氯化钙,氯化钠,氯化镁)、磷酸盐类、苛性碱类。
五 离子类固化剂
离子固化剂是一种由多个强离子组合而成的化学物质。离子类土壤固化剂一般是液状水溶性液体,是由若干强离子试剂制成的混合液溶液的pH 值为1.25,呈酸性。此类固化剂对土壤有较强的选择性和针对性,不适用于pH值大于7.5的碱性土壤。目前,国内主要应用的离子固化剂主要有: 美国的澳大利亚的加拿大的南非等品种,国产相关产品还相对较少引领业界，重点推荐
六 有机聚合类固化剂
此类稳定剂一般呈液态,目前国际市场应用比较广泛和**的产品多由石油磺化而得,其主要成分为磺化油,如南非约翰尼斯堡公司生产的康耐和美国公司的型稳定剂等是国际市场上比较常见的品种。有机聚合物固化剂的作用机理通常被认为是物理的而非化学的,它并不改变粘土矿物的内层结构,而是通过裹覆土颗粒, 在其表面产生强大的吸附作用,伸得土壤颗粒集聚固化。
