CN103723940B - 淤泥质土复合固化剂及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种GX08淤泥质土复合固化剂，由生石灰：21.5~23.0％，碳酸钠：8.2~8.7％，水玻璃：29.0~30.0％，生石膏：28.0~29.0％，三乙醇胺：0.4~0.5％，高效减水剂FDN：11.3~11.6％组成。本发明的固化剂能根据不同的有机质含量，通过调整自身的添加量并配合不同的水泥掺量来达到最好的固化效果，能够应用于各类有机质软土地基的处理。本发明具有水稳性好、抗冻性能好、早期强度高、后期强度稳定等优点，可应用于各类有机质软土地基处理，达到最佳固化效果和经济效果。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，涉及一种用于淤泥质土固化剂，尤其涉及一种GX08淤泥质土复合固化剂，能适用于与不同有机质含量和高含水量的淤泥质土的固化处理。
背景技术
固化剂是一种添加了各种化学成分，在土体中与土发生一系列反应，使土体的物理化学性质得到明显的改善，同时还能使土的水敏感性减小，水稳定性提高。许多学者致力于固化剂的研究，使之能够应用于各类地基土的加固，也可以根据工程中的需要调整土体的强度。固化剂的应用能够使水泥和砂石掺量减少，节约造价，减少对环境的破坏，这对可持续性发展和生态环境的保护有积极的作用。
土固化剂的种类繁多，按其主要成分可分为无机化合物类、有机化合物类、生物酶类、复合型固化剂等。近几十年来，固化剂在国内外的应用越来越广泛，一方面追求工程应用及环境保护的要求，另一方面也达到了节约经济的效果。在民用工用基础如路基、房基施工中进行固化剂加固，能够提高地基承载力，也使对高成本材料的使用得到明显减少；其次，在对河流、湖泊等疏浚的淤泥进行固化处理，能够使其变废为宝，使之达到一定强度，应用于路基填料等其它方面。近年来，国内外已有许多研究者针对不同土质研制出了不同的土体固化剂，也取得了许多研究成果。我国学者采用各种固化材料对不同特性的土体进行了固化研究，也取得了一些研究成果，研究成果主要包括水泥固化土、石灰固化土、硅粉固化土、工业废料类固化土、水玻璃固化土、离子交换类固化土、高分子类固化土和新型复合类固化土方面的研究。目前，针对区域性淤泥质土高有机质含量的特性进行研究，从而开发成本低、性能优越且施工方便的固化剂，是迫切需要解决的科研难题。
早期固化剂研究主要沿用水泥、石灰、粉煤灰等材料进行单独或混合固化，这些固化剂具有早期强度低、不能根据龄期灵活调节土体强度且水稳性差等缺点。在高含水量和高有机质含量的土体中，固化剂的使用，效果欠佳。
发明内容
本发明的目的在于提供经济合理、性能优越的一种GX08淤泥质土复合固化剂，GX08能在根据不同的有机质含量，通过调整自身的添加量并配合不同的水泥掺量来达到最好的固化效果，能够应用于各类有机质软土地基的处理。
本发明提供的GX08淤泥质土复合固化剂的各组分按质量百分比组成为：
成分质量组成％
生石灰：21.5~23.0
碳酸钠：8.2~8.7
水玻璃：29.0~30.0
生石膏：28.0~29.0
三乙醇胺：0.4~0.5
高效减水剂FDN：11.3~11.6
各组分百分之和为100%。
本发明组分配合硅酸盐水泥一起作用增强土体强度，其中生石灰、水玻璃及碳酸钠为碱性激发组分，生石膏为膨胀组分，三乙醇胺、高效减水剂FDN为表面活性剂。
本发明的另一个目的是提供GX08淤泥质土复合固化剂在有机质软土地基固化处理中的应用。
GX08中的成分质量组成如上所示，由此确定了GX08的最佳配方，即生石膏：生石灰：碳酸钠：水玻璃：三乙醇胺：FDN减水剂=28~30：21.5~23：8.2~8.7：29~30：0.4~0.5：11.3~11.6。水泥掺量不包涵在GX08中，在实际工程中，通过调整水泥和GX08的掺入比，来固化不同有机质含量的软土，以达到最大的固化效果和经济效果。
本发明的固化剂的固化对策是根据淤泥质土特点，分别从增强早期强度、调节土壤双电层、改善和促进水泥水化及凝结硬化、调节水泥离子、提高土壤PH值和黏土颗粒的活性的角度选择固化材料，并应用响应面试验来确定各成分的组成，使各组成成分通过一系列反应达到最佳的固化效果和经济效果。本发明具有水稳性好、抗冻性能好、早期强度高、后期强度稳定等优点，可应用于各类有机质软土地基处理；GX08可根据有机质含量的不同，调节水泥及GX08的掺量，达到最佳固化效果和经济效果。
具体实施方式
本发明结合实施例作进一步的说明。
以下实施例土壤选用浙大紫金港校区内淤泥质土，其性能指标见表1和表2。GX08固化剂各组成成分及质量组成参见表3。
以下实例中水泥质量分数为水泥与土的质量比，GX08质量分数是相对于水泥的比值。
实施例1
取有机质含量为3.27%的淤泥质土样，在试验前，去除土样杂质，称取600g土样，按表3的配比添加GX08固化材料，GX08的质量比为17.43%，水泥质量比为17.62%，将混合物搅拌均匀制成3个φ39.1×80mm的圆柱体平行试样，标准养护。7天龄期平均强度可达0.808MPa，28天的平均强度可达891kPa;7天龄期时，当水泥掺量为7.93%，GX08掺量为17.43%，就能达到工程要求的150kPa强度；水泥掺量增加到9.21%，就能达到300kPa。
实施例2
取有机质含量为6%的淤泥质土样，在试验前，去除土样杂质，称取600g土样，按表3的配比添加GX08固化材料，GX08的质量比为17.58%，水泥质量比为18.52%，将混合物搅拌均匀制成3个φ39.1×80mm的圆柱体平行试样，标准养护。7天龄期平均强度可达807kPa，28天的平均强度可达905kPa;7天龄期时，当水泥掺量为8.37%，GX08掺量为17.58%，就能达到工程要求的150kPa强度；水泥掺量增加到9.66%，就能达到300kPa。
实施例3
取有机质含量为10%的淤泥质土样，在试验前，去除土样杂质，称取600g土样，按表3的配比添加GX08固化材料，GX08的质量比为19.12%，水泥质量比为19.72%，将混合物搅拌均匀制成3个φ39.1×80mm的圆柱体平行试样，标准养护。7天龄期平均强度可达734kPa，28天的平均强度可达868kPa;7天龄期时，当水泥掺量为9.77%，GX08掺量为19.12%，就能达到工程要求的150kPa强度；水泥掺量增加到11.14%，就能达到300kPa。
实施例4
取有机质含量为14%的淤泥质土样，在试验前，去除土样杂质，称取600g土样，按表3的配比添加GX08固化材料，GX08的质量比为19.90%，水泥质量比为20.04%，将混合物搅拌均匀制成3个φ39.1×80mm的圆柱体平行试样，标准养护。7天龄期平均强度可达569kPa，28天的平均强度可达740kPa;7天龄期时，当水泥掺量为11.96%，GX08掺量为19.90%，就能达到工程要求的150kPa强度；水泥掺量增加到13.63%，就能达到300kPa。
实施例5
取有机质含量为16.73%的淤泥质土样，在试验前，去除土样杂质，称取600g土样，按表3的配比添加GX08固化材料，GX08的质量比为20.25%，水泥质量比为19.52%，将混合物搅拌均匀制成3个φ39.1×80mm的圆柱体平行试样，标准养护。7天龄期平均强度可达398kPa，28天的平均强度可达590kPa;7天龄期时，当水泥掺量为14.22%，GX08掺量为20.25%，就能达到工程要求的150kPa强度；水泥掺量增加到16.56%，就能达到300kPa。
Claims (5)
1.一种淤泥质土复合固化剂在有机质软土地基固化处理中的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：由以下按质量百分比的组分组成固化材料：生石膏28.21%、生石灰22.05%、碳酸钠8.26%、FDN11.58%、水玻璃29.44%、三乙醇胺0.47%，取有机质含量为3.27%的淤泥质土样600g，添加上述固化材料，固化材料的质量比为17.43%，水泥质量比为17.62%，将混合物搅拌均匀，其中水泥质量分数为水泥与土的质量比，固化材料质量分数是相对于水泥的比值。
2.一种淤泥质土复合固化剂在有机质软土地基固化处理中的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：由以下按质量百分比的组分组成固化材料：生石膏28.21%、生石灰22.05%、碳酸钠8.26%、FDN11.58%、水玻璃29.44%、三乙醇胺0.47%，取有机质含量为6%的淤泥质土样600g，添加上述固化材料，固化材料的质量比为17.58%，水泥质量比为18.52%，将混合物搅拌均匀，其中水泥质量分数为水泥与土的质量比，固化材料质量分数是相对于水泥的比值。
3.一种淤泥质土复合固化剂在有机质软土地基固化处理中的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：由以下按质量百分比的组分组成固化材料：生石膏28.21%、生石灰22.05%、碳酸钠8.26%、FDN11.58%、水玻璃29.44%、三乙醇胺0.47%，取有机质含量为10%的淤泥质土样600g，添加上述固化材料，固化材料的质量比为19.12%，水泥质量比为19.72%，将混合物搅拌均匀，其中水泥质量分数为水泥与土的质量比，固化材料质量分数是相对于水泥的比值。
4.一种淤泥质土复合固化剂在有机质软土地基固化处理中的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：由以下按质量百分比的组分组成固化材料：生石膏28.21%、生石灰22.05%、碳酸钠8.26%、FDN11.58%、水玻璃29.44%、三乙醇胺0.47%，取有机质含量为14%的淤泥质土样600g，添加上述固化材料，固化材料的质量比为19.90%，水泥质量比为20.04%，将混合物搅拌均匀，其中水泥质量分数为水泥与土的质量比，固化材料质量分数是相对于水泥的比值。
5.一种淤泥质土复合固化剂在有机质软土地基固化处理中的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：由以下按质量百分比的组分组成固化材料：生石膏28.21%、生石灰22.05%、碳酸钠8.26%、FDN11.58%、水玻璃29.44%、三乙醇胺0.47%，取有机质含量为16.73%的淤泥质土样600g，添加上述固化材料，固化材料的质量比为20.25%，水泥质量比为19.52%，将混合物搅拌均匀，其中水泥质量分数为水泥与土的质量比，固化材料质量分数是相对于水泥的比值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160330 Termination date: 20191121 |