土壤固化剂的发展现状及其前景展望(2)

　　
1.2　国内研究现状
我国从八十年代开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 祥位等[4]对GT型土壤固化剂改良土的工程特性进 行了研究,GT型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、硫酸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GT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GT型土壤固化 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[5]对 HAS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HAS土 壤固化剂的适用性。徐渊博等[6]研制出的PAM- CATS土壤固化剂具备良好的固结强度,水稳定性, 具备良好的推广价值。使用这种固化剂后,发现土 的无侧限抗压强度和CBR值大幅增加。在汤河水 库库区道路中使用ASC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[7]。
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[8]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(FTIR) 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。
2　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。
2.1　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 各种硫酸盐类、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[9]。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)、硫酸盐类(石膏,硫酸铁,硫酸铝)、氯化物类 (氯化钙,氯化钠,氯化镁)、磷酸盐类、苛性碱类。
2.2　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[9]。目前,国内主要应用的离子固化剂主要有: 美国的EN-1;澳大利亚的Roadband;加拿大的 Roadpacker;南非ISS2500等品种,国产相关产品还 相对较少。