土壤固化剂的研究进展和应用(2)

　　
    20世纪90年代，我国开始引进国外土壤固化剂技术，并在吸收国外经验的基础上，针对我国土壤性质，开始土壤固化剂国产化的研究。研究成果主要包括：水泥、石灰、工业废渣等无机类土壤固化剂、有机类土壤固化剂和新型复合类土壤固化剂。
    汪稔等[12]对石灰桩加固机理进行了详细的分析，认为生石灰和粉煤灰拌合夯实成桩后，生石灰通过吸水膨胀、放热及水化反应等作用生成Ca (OH)2，再与含有较高SiO2、Fe2O3、Al2O3成分的粉煤灰发生水化反应，生成具有较高强度、水硬性、水稳定性的水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化铁酸钙，从而有效提高桩体强度。黄殿瑛[13]选用硅粉作为外掺剂对水泥土性能影响进行了研究，认为硅粉的火 山灰效应与微粒充填效应，使水泥水化、硬化向有利方向发展，提高了固化土的强度。张明[14]对水泥土中粉煤灰外掺剂配方及粉煤灰加固土原理进行 了研究，认为掺和了粉煤灰的固化土试样，在水泥水硬性胶结作用下，加强了试样的结构，使强度增大，尤其是后期强度明显增强；固化土中粉煤灰可取代水泥15%～20%，充分利用了电厂排放的粉煤灰，降低了成本。Wu Chao[15]对水玻璃和CaCl2现 场加固软基土体进行了研究。这些成果为我们研究新型固化剂加固土提供了有益的参考和借鉴作用。王振军[16]研究表明，对于粉土而言，在相同掺量条件下，矿渣粉加固土的抗压强度、水稳定性、冻稳定性、常温收缩及干燥收缩等性能都优于石灰加固土。
    国内在有机类固化剂的研发方面与国外还有很大差距，目前还只是停留在实验室阶段。如：刘瑾 等[17]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水溶性高分子土壤固化剂，但对其固化机理尚不明确。王银梅等[18]采用兰州大学开发的高分子类固化剂SH对黄土进行了试验研究，固化剂SH可充分利用胶体间的电性吸引力和高分子长链的搭接、缠绕作用增强土体强度，SH 固化黄土的韧性较好，抗水性能好。邹斌[19]在脲醛 树脂中加入其它高分子材料，使其浆液具有快速胶凝、高强度和抗水性，掺入土体后形成的网络状框 架结构，提高了固化土的强度，改善了其抗水性。彭波[20]采用一种以高分子表面活性剂为主的液体固化剂对粉质粘土进行了固化试验，并分析了其利用双电层理论固化土的强度形成机理，该液体固化剂 固化土的效果要优于石灰固化土。
    在新型复合类土壤固化剂方面的研究中，黄晓明[21]等以石灰、矿渣、水泥等一种或几种互配物作主固化剂，选用马来酸、胡马酸、碳酸钠、氟化钠、氢 氧化钠、硫酸铝钾、三乙醇胺和胺基磺酸盐等为助 固化剂，配制了一种TR型土壤固化剂，具有良好的路用性能。李迎春[22]采用复合固化剂，分别对粉 土和粘土进行了对比试验研究，粉土和粘土存在着活性物质被激发的现象，有CSH凝胶生成，由于粘土中富含可被激活的活性Si02，效果更加明显。黄新[23]用普通硅酸盐水泥、石膏和一种含铝膨胀组分构成的复合固化剂对两种有代表性的软土试样进行了固化土试验研究。
    2 土壤固化剂的种类
    土壤固化剂按其外观形态分为两种：粉体土壤 固化剂和液体土壤固化剂，按照主要化学成份可以 分为4种：无机类、有机类、有机无机复合类和生物 酶类。
    2.1无机类土壤固化剂
    无机类土壤固化剂一般为粉末状，以水泥、石灰、粉煤灰以及矿渣等作为主固剂，硫酸盐类、各种酸类、其它无机盐及少量的表面活性剂等作为激发剂复合配制而成。这类固化剂加固土，主要是靠其自身的水解、水化及其水化产物与土壤颗粒之间的化学反应产物一起增加土的强度。