1.李刚 2.孙永军 2.张洪贵 2.张振
(1·天津市水利基建管理处, 天津 300000; 2·天津市水利科学研究所, 天津 300000)
【摘要】文中介绍了土壤固化剂的固化机理和其主要优点,进行了掺量12%HAS、奥特塞特土壤固化剂和 普通硅酸盐水泥固化土的水稳性、干湿循环、冻融循环试验,试验表明土壤固化剂对土体有较好的改善作用。
【关键词】 土壤固化剂;堤防;道路
【中图分类号】 TU411·3 【文献标识码】 A【文章编号】 1001-6864(2009)02-0096-02
0 前言
土壤固化剂简称固化剂,是指在常温下能够直接胶结土粒表面或与土粒的粘土矿物成分反应生成胶结物质的改性剂,能改善和提高土壤技术性能的材料[1]。它能与各种土壤发生反应,形成具有一定承载 能力、抗渗能力和耐久性的固化土。利用固化剂加固 土壤具有以下主要优点:
(1) 利用天然土壤进行固化,就地取材,节省工程造价。
(2) 防渗效果良好,渗透系数可达到10-8cm/s。
(3) 固化土可承受一定压力,具有一定的耐久性,经水浸泡后不发生泥化。
(4) 固化剂施工简便快捷,环境污染小。
由于土壤固化剂具有以上优点,在日本、美国等国的土木工程界受到极大重视,并被广泛应用于水利、交通、建筑等领域的固化、防渗工程中[2]。堤顶道路、乡村公路和公路基层常年暴露于自然环境中,受气候影响很大。因此实际工程在选用固化材料时,除了力学性能指标外,一般还根据所处地理位置和自然环境的不同,对其水稳性、耐干湿循环能力、抗冻性等指标提出要求,以保证工程在设计使用年限内安全使用。
1 固化机理
土壤固化剂是一种类似水泥的无机材料,这种材料是以水泥为主体、掺入特殊的激发元素后得到的。按照一定的添加量,将固化剂与土壤经过机械或人工 搅拌,在一定的压力条件下,通过一系列复杂化学反 应和离子交换作用,使固化剂本身和土壤中的矿物成分在土微粒周围形成晶体结构的多种水化物。这种以土微粒和水化物组成的胶体粒子在分子力作用下, 凝聚成网状结构,在吸收化学反应过程中放出的热量、外界压力、温度的作用下而硬化,形成以化学键相结合的结晶体网状结构骨架而产生强度,生成密实而 坚硬的半刚性板体[3]。
2 室内试验
2·1 试验材料
(1) 试验用土。选取了堤防工程中常见的粉质 粘土。
(2) 试验用土壤固化剂。采用HAS土壤固化剂 和奥特赛特土壤固化剂。
(3) 水泥。采用“正通”牌PO·32·5普通硅酸盐 水泥。
2·2 试验方法
(1) 水稳性试验。水稳性试验是评价土壤固化 剂性能优劣的重要指标,同时由于干湿循环和抗冻性 试验中均有浸水的过程,通过水稳性试验一方面可粗 略比较出不同类型固化土水稳性的优劣,另一方面可 以初步判断干湿循环和抗冻性试验能否顺利进行。 水稳性系数就是试件浸水无侧限抗压强度与标准养 护无侧限抗压强度比值。
(2) 干湿循环试验。道路在实际运行过程中,由 于气候原因往往会产生干湿交替的情况,长期作用会对道路造成一定的疲劳损坏,影响路面的使用功能。 试件的干湿循环试验就是为了测定道路在水的反复 作用下强度的变化情况。干湿循环稳定系数就是试件经过干湿循环试验的无侧限抗压强度与同龄期浸 水抗压强度比值。