宋南京 陈新中 赵洪义
（山东宏艺科技有限公司，山东临沂276034）
摘要：土壤固化剂是一种优良的土工复合材料。本文阐述了土壤固化剂国内外研究进展、分类及其应用，详细分析了不同的固化剂对土壤固化的机理。并对高性能土壤固化剂的研发提出了意见和建议。
关键词：土壤固化剂；固化机理；应用
中图分类号：U214.2文献标识码：A文章编号：1003-8965（2009）01-0055-07
土壤固化剂是指能够改善和提高土壤工程技术性能的土工复合 材料[1]。土壤固化技术至今已形成一门综合了结构力学、胶体化学、土壤化学等理论的综合性交叉学科。作为一种新型的建筑材料，由于利用土壤固化剂能将量多、地广的当地土壤加固后作为重要的建筑材料，且土壤的开采和加工都比较容易，因而在国民经济发展与基本建 设中具有重要的现实意义。国外已有的工程实践证明，土壤固化剂可大量应用于水利、交通、环境、港口、机场等基础设施的建设[2]，与传统建筑材料相比，有着明显的优点，主要表现在：适用于各类地基、路基的土壤加固，并适用于多种土质条件的表层及深层土壤的改良和加固；固化强度可以根据需要进行调整，能满足不同工程的要求；固化土早期强度高，有利于加快施工进度，提高施工效率；采用固化剂加固土壤可以利用天然土壤，就地取材，能减少砂石运量，降低环境污染等；土壤固化剂用在水利行业的渠道衬砌防渗、软弱地基及堤坝处理等方面对防洪消险、节水灌溉等均有显著作用[3]。
1.研究进展
1.1国外研究进展
20世纪70年代，由于工程建设的需要，国外开始对土壤固化剂进行了深入的研究。早期的研究工作，主要集中在利用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料、混合物对土体进行加固的研究，并积累了十 分丰富的经验。Shirazi[4]认为，石灰和粉煤灰的混合物可以消除由于水泥干缩而引起的开裂；Bell[5]在 水泥和石灰中分别加入一种名为PFA的添加剂， 对其加固效果进行了研究；Zalihe[6]等用粉煤灰和石 灰来加固含有石灰质的膨胀性粘土。Miller等[7]对 水泥窑粉尘(CKD)加固土进行的研究表明，加入CKD后固化土的无侧限抗压强度有所提高，其提 高幅度与土的塑性指数成反比。Kamon等[8]的研究表明用Fe2O3工业废渣和熟石灰加固土壤时，掺入适量的含铝煤泥可以提高固化土的早期强度。
Sivapullaiah等[9]认为在粉煤灰中加入活性硅粉可 以提高固化土的无侧限抗压强度。
在长期的土壤固化研究过程中人们逐渐认识到传统的水泥、石灰、粉煤灰等固化材料存在某些明显的不足，满足不了部分建设发展的需要，主要表现在：固化土的强度形成缓慢，早期强度低，施工进度受到影响；水泥固化土干缩大、易开裂、水稳性差，且受土壤类别限制较大，对塑性指数高的粘土、有机土和盐渍土固化效果差，甚至没有固化作用。为满足实际应用的需求，随着研究的深入，加固土壤的材料由原来的水泥、石灰、粉煤灰等无机材料发展到有机材料，以及无机与有机材料复合而成的 新型材料，并且由粉体固化剂发展到对液体固化剂 的研究。美国专利公开了一种由硫酸和柑橘植物油通过化学反应合成的液体固化剂[10]，其掺量为干土重的0.01%时，28天抗压强度达3.65MPa。Katz[11] 等对液体离子固化剂加固土机理和应用评价进行 了研究和分析。
1.2 国内研究现状