CN1743563A - 一种适用于盐渍土的土壤固化剂 - Google Patents

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Abstract

一种适用于盐渍土的土壤固化剂，可用于高含盐量盐渍土的固化。本发明采用普通硅酸盐水泥、水淬高炉矿渣、粉煤灰、活性矿物掺和料、石灰、碱金属或碱土金属的氢氧化物以及化学分散剂，依一定的比例制成，按照一定的使用方法以保证固化剂效能的充分发挥。该土壤固化剂能够以8％～12％的掺量有效固化硫酸盐－氯盐类型的中、强盐渍土。用于易溶盐含量不超过6％的盐渍土，只要养生得当，可以获得较高的强度、水稳性能和良好的抗冻性能。该固化剂具有早期强度高、后期强度发展潜力大、施工方便、耐久性优良等特点，而且配料方便，还能够消纳工业废渣，不仅降低了成本，也有利于保护环境。

Description

一种适用于盐渍土的土壤固化剂
技术领域
本发明涉及一种适用于盐渍土的高效土壤固化剂，对高含盐量的盐渍土也具有优良的固化效果。
背景技术
目前在国内外用于非盐渍土的土壤固化剂种类繁多，但是针对盐渍土，特别是含盐量较高的盐渍土(如分布于我国西北内陆盐湖地区的盐渍土)的固化剂并不多见。某些用于非盐渍土的土壤固化剂，对含盐量较低的盐渍土，也能产生一定的固化效果。有的固化剂则对含盐量十分敏感，例如在非盐渍土中应用效果很好的离子型土壤固化剂，用于盐渍土的效果就大打折扣，在含盐量较高的情况下甚至几乎不能发挥固化作用。水泥常用于土壤固化，是使用最为广泛的土壤固化剂。但是单纯使用水泥，效果往往不及组合型的固化剂好，土壤颗粒越细，水泥的这种缺陷就越明显。普通硅酸盐水泥即使以10％～20％的高掺量固化盐渍土，在强度发展和水稳定性上也难以令人满意，高铝水泥的表现也并不比普通硅酸盐水泥好；当盐渍土中硫酸盐含量较高时，硫铝酸盐水泥不但不能固化土壤，反而会生成膨胀性钙矾石造成危害。
由于我国西北内陆地区环境条件严酷，固化后的土壤会遭受严重的冻融循环和干湿循环作用。因此，除了使用强度指标外，还应采用抗冻融循环和抗干湿循环的耐久性指标对固化盐渍土进行评价，以确定固化剂的固化效果。
发明内容
本发明提供一种适用于盐渍土的土壤固化剂，它含有下列组分：
            普通硅酸盐水泥：          1重量份
                    粉煤灰：          1.5～2重量份
              水淬高炉矿渣：          2～3重量份
            活性矿物掺和料：          1～1.5重量份
                      石灰：          0.5～1.5重量份
碱金属或碱土金属的氢氧化物：          0～0.3重量份
                    分散剂：          0.01～0.1重量份，
所述的水淬高炉矿渣磨至勃氏比表面积400～900m2/kg，活性矿物掺和料为煅烧媒矸石粉、亚高岭土、磷渣或镁渣中的一种或几种，石灰为生石灰粉或消石灰，分散剂为萘璜酸盐缩合物或密胺类物质。
该固化剂的使用方法：首先将盐渍土破碎，过筛，清除树根、杂草及废弃物等，然后根据实际情况确定固化剂的掺量，掺量按盐渍土干重的5％～25％计算；取代表性土样，按既定的掺量掺入固化剂，测定该土壤混和料的最优含水率；获得试验数据后，按此掺量掺入固化剂并混合均匀，调整用水量使得土壤混和料达到最优含水率，搅拌均匀后压实成型，压实程度应尽可能达到其最大干密度。养生方法采用密封养生，养生温度如在20-25℃，密封养生不得少于7天，如果对耐久性要求较高，养生期不应少于28天；受冻前的养生龄期不得低于28天，最好达到42天。如果低于此温度，则应相应延长养生期，负温条件下不得进行施工。
本发明具有以下优点及突出性效果：所述固化剂能够以8％～12％的掺量有效固化硫酸盐-氯盐类型的中、强盐渍土。在固化硫酸盐-氯盐含量为4％的青海格尔木原生粘质盐渍土试验中，7天无侧限抗压强度大于4MPa，120天强度大于10MPa。该固化剂用于易溶盐含量不超过6％的盐渍土，只要养生得当，可以获得较高的强度、水稳性能和良好的抗冻性能。该固化剂在强度、抗冻融循环和抗干湿循环性能指标上均大大优于同条件下的普通硅酸盐水泥和市场上的某种土壤固化剂，具有早期强度高、后期强度发展潜力大、施工方便、耐久性优良等特点。同时，该固化剂配料方便，还能够消纳工业废渣，不仅降低了成本，还有利于保护环境。
具体实施方式
本发明所述的萘璜酸盐缩合物可采用萘璜酸系减水剂，如FDN高效减水剂；密胺类物质可采用密胺系减水剂，如SM型减水剂。所述的碱土金属的氢氧化物常以碱土金属的氧化物形式掺入，遇水化合后生成氢氧化物，如掺入轻烧菱镁矿粉(主要成分为MgO)和轻烧白云石粉(主要成分为MgO和CaCO3)。
实施例1：
青海格尔木原生粘质盐渍土，硫酸盐-氯盐含量为4％，按盐渍土干土重量的10％掺加固化剂。该固化剂包含如下组分：普通硅酸盐水泥1份、高钙粉煤灰1.5份、水淬高炉矿渣2份、煅烧媒矸石粉1份、消石灰0.5重量份和FDN高效减水剂(主要成分为β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐)0.01份。掺入固化剂后拌和均匀，调整用水量至土壤混合料的最优含水率，搅拌均匀后压实成型，压实程度达到土壤混合料的最大干密度，用塑料薄膜密封养生。7天无侧限抗压强度为4.4MPa，28天无侧限抗压强度7.0MPa，120天无侧限抗压强度为10.2MPa。28天的水稳系数(试件饱水24小时的无侧限抗压强度值/未经饱水试件的无侧限抗压强度值)为0.89；28天龄期的试件经受12次冻融循环后，剥蚀程度轻，累积质量损失率4.5％，冻后残余抗压强度为3.6MPa；28天龄期的试件经受12次干湿循环后，无剥蚀现象发生，抗压强度为6.8MPa。
实施例2：
青海格尔木原生砂质盐渍土，硫酸盐-氯盐含量为3.6％，按盐渍土干土重量的15％掺加固化剂。该固化剂包含如下组分：普通硅酸盐水泥1份、粉煤灰2份、水淬高炉矿渣3份、亚高岭土1份、NaOH 0.1份、消石灰1.5份和水溶性SM型密胺系减水剂0.1份组成。掺入固化剂后拌和均匀，调整用水量至土壤混合料的最优含水率，搅拌均匀后压实成型，压实程度达到土壤混合料的最大干密度，用塑料薄膜密封养生。7天无侧限抗压强度5.8MPa，28天无侧限抗压强度9.5MPa，90天无侧限抗压强度为11.4MPa。28天的水稳系数为0.94；28天龄期的试件经受12次冻融循环后，剥蚀程度较轻，累积质量损失率1.8％，冻后残余抗压强度为9.9MPa；28天龄期的试件经受12次干湿循环后，无剥蚀现象发生，抗压强度为12.5MPa。
实施例3：
北京砂质土(非盐渍土)，按照1∶1掺入硫酸钠和氯化钠，使土壤的易溶盐含量为6％，按盐渍土干土重量的20％掺加固化剂。该固化剂包含如下组分：普通硅酸盐水泥1份、粉煤灰2份、水淬高炉矿渣2.5份、煅烧媒矸石粉与镁渣的混合物(混合比例不强求一定)1份、生石灰粉1份、轻烧菱镁矿粉(主要成分为MgO，遇水化合后为Mg(OH)2)0.3份和FDN高效减水剂(主要成分为β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐)0.02份。掺入固化剂后拌和均匀，调整用水量至土壤混合料的最优含水率，搅拌均匀后压实成型，压实程度达到土壤混合料的最大干密度，用塑料薄膜密封养生。7天无侧限抗压强度5.0MPa，28天无侧限抗压强度8.8MPa。28天的水稳系数为0.80，28天龄期的试件经受12次冻融循环后，剥蚀程度较轻，冻后残余抗压强度为4.6MPa；28天龄期的试件经受12次干湿循环后，无剥蚀现象发生，抗压强度为8.4MPa。

Claims (1)

1.一种适用于盐渍土的土壤固化剂，其特征在于该土壤固化剂含有下列组分：
                普通硅酸盐水泥：        1重量份
                        粉煤灰：        1.5～2重量份
                  水淬高炉矿渣：        2～3重量份
                活性矿物掺和料：        1～1.5重量份
                          石灰：        0.5～1.5重量份
    碱金属或碱土金属的氢氧化物：        0～0.3重量份
                        分散剂：        0.01～0.1重量份，
所述的水淬高炉矿渣磨至勃氏比表面积400～900m2/kg，活性矿物掺和料为煅烧媒矸石粉、亚高岭土、磷渣或镁渣中的一种或几种，石灰为生石灰粉或消石灰，分散剂为萘璜酸盐缩合物或密胺类物质。
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