土壤固化劑

一、發(fā)展之路

土壤固化劑（base -seal）技術(shù)從20世紀(jì)70年代開始蓬勃發(fā)展,至今已經(jīng)形 成一門綜合性的交叉學(xué)科。它涉及建筑基礎(chǔ)、公路建設(shè)、堤壩工 事、井下作業(yè)、石油開釆、垃圾填埋、防塵固沙等多種領(lǐng)域,包 括機(jī)械方法、物理作用、土工織物、化學(xué)膠結(jié)等多種手段,綜合 了力學(xué)、結(jié)構(gòu)理論、膠體化學(xué)、表面化學(xué)等眾多理論,它的處理 對象也擴(kuò)充到砂土、淤泥、工業(yè)污水、生活垃圾等多種固體、半 固體,處理的目的也不僅僅是單一的加固,還包括增加滲透性 提高抗凍能力、防止污染物質(zhì)泄漏等諸多方面。

二、使用范圍

修筑路基。

高速公路的底基層硬化，一級路及以下各等級路的基層和底基層硬化。簡易道路或臨時性道路的基層和面層硬化。

2.地面硬化

土地一級整理、停車場、堆料場、堆貨場、生產(chǎn)加工場等場地的硬化處理。

3.修筑夯土墻

如夯土墻蔬菜大棚、夯土墻養(yǎng)殖大棚、夯土墻民居、夯土墻豪宅別墅、夯土墻山莊會所度假村、夯土景觀圍墻、修補(bǔ)興建土樓、夯土城墻及影視基地夯土外景、夯土碉堡炮樓等。

4.制作粘土免燒磚

將土與固化劑充分混合后，再輔以其它水硬性材料，通過壓磚機(jī)直接壓磚。其抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)到紅磚的標(biāo)準(zhǔn)。

三、產(chǎn)品適用性

土壤固化劑可以適用于多種的土質(zhì)。土質(zhì)不同可以通過對土壤固化劑進(jìn)行配方調(diào)整，制定不同的固化方案。

四、作用機(jī)理

復(fù)合穩(wěn)定土工作原理是使得土壤膠團(tuán)表面電流降能，將土壤中大量的自由水以結(jié)晶水的形式固定下來，土壤固化劑與土壤混合后通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)來改變土壤的工程性質(zhì)，顆粒趨于凝聚，電解質(zhì)濃度增強(qiáng)，體積膨脹而進(jìn)一步填充土壤孔隙，在壓實(shí)作用下從而形成整體結(jié)構(gòu)，使固化土易于壓實(shí)和穩(wěn)定，達(dá)到常規(guī)所不能達(dá)到的壓密度，提高其強(qiáng)度、密實(shí)度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強(qiáng)度等性能，以此滿足路用技術(shù)指標(biāo)要求。

1、基本要求

①膠凝材料：水泥、石灰或者二者的同時使用。水泥宜用普通硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號不得低于 325 號，要求初凝期為 4 小時以 6 小時左右。石灰使用生石灰或者熟石灰。

②水質(zhì)要求：水采用無污染水。

③施工厚度：壓實(shí)厚度以 20cm 左右一層為宜，根據(jù)需要可以壓實(shí)一層或者二層。

④水泥材料加量：水泥的摻量一般占總土量的 6%(水泥標(biāo)號不低于325號，1立方土壓實(shí)后約2噸。加水泥約120公斤）

⑤土壤固化劑用量： 0.5 -0.7公斤/立方土（根據(jù)不同強(qiáng)度）。粉劑按照1:259倍水稀釋加入.1立方土大約加259斤水。

⑥水分測定：可以采用土壤水分測定儀，燃燒法，或者使用傳統(tǒng)簡易測定方法：土放到手中握拳，土團(tuán)成型，松開手土團(tuán)不散開，土團(tuán)自由落體到地上土散開，說明含水率在 17%左右。

2、施工工具

路拌法施工機(jī)械使用傳統(tǒng)筑路機(jī)械即可：

①光輪壓路機(jī)（18t 以上壓路機(jī)）2 臺（振動壓路機(jī)、靜壓壓路機(jī)各一臺）；

②挖掘機(jī) 4 臺、鏟車 2 臺；

③平地機(jī) 1 臺，推土機(jī) 1 臺；

④穩(wěn)定土拌和機(jī)（80--90 馬力以上的拌和機(jī)械）1 臺；

⑤壓力灑水汽車 1 臺；

以上機(jī)械根據(jù)實(shí)際情況選用。

3、施工流程

地基準(zhǔn)備

1.將需要壓實(shí)的土量從表面推至路兩邊。

2.將地基用壓路機(jī)壓實(shí)

3.將土從兩邊推到壓實(shí)的路基上，平鋪好；或從其它地方拉土至壓實(shí)好的地基上。4.曬干至含水率 12%左右或更低，如果土質(zhì)較粘需用 1-3%左右的石灰提前對土進(jìn)行處理，輪耕機(jī)打散后最大土粒不大于 5mm。

4、固化、壓實(shí)、養(yǎng)生

1.按土的最佳含水率確定噴灑水用量。

2.在上述水量中加入所需的土壤固化劑。

3.分兩次均勻噴灑固化劑溶液到曬好的土上，每次噴灑后用輪耕機(jī)攪均。

4. 悶料 8-24 小時，控制好土的含水率，附加上所加的石灰、水泥等，最佳含水率16%左右。

5.鋪水泥進(jìn)行拌合，需要的情況下添加石灰。

6.混均、刮平、壓實(shí)、找平。

7.進(jìn)行第二層施工（做兩層的情況下）。

8.覆蓋養(yǎng)生。

五、產(chǎn)品優(yōu)勢01

提高抗壓強(qiáng)度

土壤固化劑可提高土壤的密實(shí)度和柔韌性。經(jīng)壓實(shí)、養(yǎng)護(hù)后,其抗壓強(qiáng)度較同量傳統(tǒng)材料相比可提高1-3倍以上,既能就地把土壤處理成堅實(shí)的路基,同時還可添加其它無機(jī)廢渣材料以提升協(xié)同效應(yīng),不但能大幅提高抗壓強(qiáng)度,同時還能增強(qiáng)其它無機(jī)廢棄物的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化。02

提高水穩(wěn)定性

加入土壤固化劑后,改變了土壤等顆粒表面的離子狀態(tài),從而使土壤由親水性改變?yōu)椤皡捤浴?封閉土壤的毛細(xì)管,壓實(shí)后水分難以深入,穩(wěn)定性大幅提升。03

提高抗凍穩(wěn)定性

提高抗凍性的根本在于提高其水穩(wěn)定性和吸水性,由于本固化土吸水率很低、水穩(wěn)定性很好,其水在其中結(jié)冰后對其造成的影響就非常的小。故抗凍融性非常優(yōu)秀,可達(dá)到零下45°C以下。04

重金屬固化

加入土壤固化劑來改變土壤的理化性質(zhì),并通過重金屬的吸附或沉淀作用來降低其生物有效性。污染土壤中的有害重金屬被固定后,不僅可減少向土壤深層和地下水遷移而且有可能重建植被。

05

節(jié)能環(huán)保

傳統(tǒng)餼路材拌*開采破壞被,污染不境。尤其是石灰,水生產(chǎn)中要牦耗大量的炭資源拌釋放大量的二氧化碳溫室氣體,加割了全球溫室效應(yīng)技術(shù)減了這些傳駛結(jié)料的使用量,有科于節(jié)省資游和能原,有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。挖沙炸山碎石會破壞自然,污染環(huán)境,采用本項(xiàng)技術(shù)以廣泛分布隨處可取的土壤替代砂石料,有利于公路的可持續(xù)發(fā)展符合我國建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求

06

提高水穩(wěn)定性

土壤固化劑滲透性好,與土的和易性好,使土易于壓實(shí),便于施工。所用的施工機(jī)械和傳統(tǒng)筑路所用機(jī)械設(shè)備基本相同,勞動力需求量減少,施工工藝簡單,工人只需簡單培訓(xùn)即可上崗。

07

可延使用壽命

降低養(yǎng)護(hù)成本經(jīng)過土壤固化劑處理過的土壤,其強(qiáng)度、密實(shí)度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強(qiáng)度等都得到很大提高,表層不受熱、霜凍或潮氣等自然條件的影響,從而延長了道路的使用壽命,節(jié)省了工程維修成本。

08

具有廣泛的實(shí)用性

由于它比傳統(tǒng)的水泥、石灰等土壤膠結(jié)材料具有更好的性能和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益,還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠結(jié)材料在土壤加固時難以解決的一些特殊問題,具有獨(dú)特的土壤固化效果和廣泛的實(shí)用性,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公路的基層及底基層建筑地基的處理等領(lǐng)域。

09

使用方便?

易于運(yùn)輸和儲存:高濃縮、用量少、運(yùn)輸費(fèi)用低,供應(yīng)半徑大;不燃燒、不爆炸、室溫下可儲存一年以上。

美國工程應(yīng)用實(shí)例

案例1

工程名稱，美國佛羅里達(dá)州沃爾登路（貝賽爾固化劑基層和傳統(tǒng)基層對比試驗(yàn)工程）

建設(shè)時間：1987年

固化劑：美國貝賽爾（base -seal）土壤固化劑

路面結(jié)構(gòu)：左邊用貝賽爾土壤固化劑做基層，右邊按傳統(tǒng)筑路工藝

結(jié)果：且左邊道路喂雞維修，而保持完好右邊道路已維修多次

經(jīng)濟(jì)效益:左邊造價比右邊造價降低40%，節(jié)省大量的道路，

維護(hù)、維修費(fèi)用。1998年10月14日，佛羅里達(dá)州沃爾登公路受颶風(fēng)的嚴(yán)重侵襲，在36h內(nèi)降雨量高達(dá)686mm，沖毀數(shù)條公路，只有在數(shù)年前用貝賽爾土壤固化劑所做的功路能完整無損，個別地方公路的底層被大水沖毀，但使用貝賽爾土壤固化劑的路基仍完好的懸掛著，因此，沃爾登郡官方特別批準(zhǔn)貝賽爾系列產(chǎn)品為日后公路重建的指定材料，本產(chǎn)品引起美國聯(lián)邦災(zāi)難緊急救援總部（FEMA)的關(guān)注，在經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)后，（FEMA）同意在重大災(zāi)難時，將貝賽爾系列土壤固化劑產(chǎn)品作為緊急使用的筑路材料。

案例2

工程名稱：美國德克薩斯到圣馬丁市高速公路

建設(shè)時間：1995年

固化劑：美國貝賽爾（base -seal）土壤固化劑

路面結(jié)構(gòu)：用30?cm厚貝賽爾固化劑做基層，上鋪175px瀝青面層。結(jié)果：極大的降低了造價，至今保持完好。

美國德克薩斯到圣馬丁市高速公路

案例3

工程名稱：美國華盛頓海濱公路

當(dāng)?shù)赝寥溃汉I黃沙貝殼

建設(shè)時間：2001年

固化劑：美國貝賽爾（base -seal）土壤固化劑

結(jié)果：證明了貝賽爾固化劑使用的土壤類型十分廣泛。

美國華盛頓海濱公路

案例4

工程名稱：美國B-2轟炸機(jī)跑道

固化劑：美國貝賽爾（base -seal）土壤固化劑

結(jié)果：綠色環(huán)保，降低造價，縮短施工時間。

美國B-2轟炸機(jī)跑道

國內(nèi)案例

案例1

工程名稱：江蘇省漣水縣鄉(xiāng)道

建設(shè)時間：1998年8月

當(dāng)?shù)赝寥溃悍凵巴?/p>

固化劑：美國貝賽爾（base -seal）土壤固化劑

路面結(jié)構(gòu)：375px貝賽爾固化土基層，半年后加鋪50px瀝青。

結(jié)果：五年后測試路面彎沉平均值為32.8，且路面狀況良好。

江蘇省漣水縣鄉(xiāng)道使用至今

案例2

工程名稱：江蘇省聯(lián)青一級公路

建設(shè)時間：1999年3月

當(dāng)?shù)赝寥溃悍凵惩?/p>

固化劑：美國貝賽爾（base -seal）土壤固化劑

路面結(jié)構(gòu)：20cm貝賽爾固化土基層，加鋪75px瀝青

結(jié)果：2003年11月重新檢測發(fā)現(xiàn)貝賽爾固化土基層修筑路段完好如初，而作為對比的傳統(tǒng)方法修的路段，已開始損壞

2006年9月再次回訪檢測，仍然可以完整取芯

案例3

工程名稱：尉許高速公路No.1標(biāo)段

建設(shè)時間:2004年

當(dāng)?shù)赝寥溃篘o.1標(biāo)段為大營土場低液限粉土、No.7標(biāo)段為低液限黏土

固化劑：美國貝賽爾（base -seal）土壤固化劑

材料配比：No.1標(biāo)段路床頂：水泥：素土=3:97，貝賽爾固化劑，添加量為0.48kg/m3壓實(shí)土。

結(jié)果：No.1標(biāo)段固化土路床頂層7d平均無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為0.8MPa，28d平均無側(cè)抗壓強(qiáng)度1.2MPa，不但解決了石灰土和水泥土的缺陷，而且降低了成本。

尉許高速公路No.1標(biāo)段

案例4

工程名稱：河南大學(xué)新校區(qū)籃球場及校區(qū)道路

建設(shè)時間：2003年

當(dāng)?shù)赝寥溃旱鸵合薹弁?/p>

固化劑：美國貝賽爾（base -seal）土壤固化劑

結(jié)果：7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度1.38MPa，28d抗壓強(qiáng)度上升80%，工程造價節(jié)省了25萬。

河南大學(xué)新校區(qū)