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土壤固化劑應(yīng)用范圍非常廣泛,除了用于加固路途底層、底層和面層以外,還可運用于各種建筑物的地基處理、地質(zhì)災(zāi)害防治、水利水電工程防滲堵漏、油田灌漿、沼氣池等領(lǐng)域。此外土壤顆粒表面被相應(yīng)的電離子所中和,使得顆粒狀水分子能夠以自由水的形式進行以后的排出,能夠更好的提高土質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。現(xiàn)結(jié)合某公司承建的高速公路使用土壤固化劑的情況,對土壤固化劑在路途施工中的應(yīng)用進行探討。該段軟土路基全長305m,多為高山峽谷中的稻田及農(nóng)用耕地,不適合高速公路路基填筑土質(zhì)規(guī)范,全部進行換填施工。依照高速公路軟土路基施工規(guī)范,在進行換填的同時,摻入石灰粉及土壤固化劑,分層碾壓。
土壤固化劑是一種由多種無機、有機材料合成的用以固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料。對于zhi需加固的土壤,根據(jù)土壤的物理和化學(xué)性質(zhì),只需摻入一定量的固化劑,經(jīng)拌勻、壓實處理,即可達到需要的性能指標。其特點是路用技術(shù)指標優(yōu)良、工程造價低、施工方便、縮短工期,尤其是有利于生態(tài)環(huán)境保護。采用土壤固化劑可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、礫石等傳統(tǒng)筑路材料,節(jié)省資源、能源,節(jié)約土地,保護植被,大幅度減少二氧化碳等溫室氣體的排放量,有利于生態(tài)環(huán)境保護,經(jīng)濟、環(huán)境效益特別明顯,是公路工程可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新型交通技術(shù)之一。與傳統(tǒng)建筑材料相比,具有適用范圍廣、性能穩(wěn)定、價格低廉、施工維護方便等明顯優(yōu)勢,適用于各種地基和路基的土壤加固以及各種土壤改良條件。
土壤固化劑按其外觀形態(tài)分為兩種:粉體土壤固化劑和液體土壤固化劑。按照主要化學(xué)成份可以分為4種:無機類、有機類、有機無機復(fù)合類和生物酶類[5]。
2.1 無機類土壤固化劑
無機類土壤固化劑一般為粉末狀,以水泥、石灰、粉煤灰以及礦渣等作為主固劑,硫酸鹽類、各種酸類、其它無機鹽及少量的表而活性劑等作為激發(fā)劑復(fù)合配制而成。這類固化劑加固土,主要是靠其自身的水解、水化及其水化產(chǎn)物與土壤顆粒之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物一起增加土的強度。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,通過壓磚機直接壓磚。
2.2 有機類土壤固化劑
有機類土壤固化劑多為液體狀,目前有水玻璃類、環(huán)氧樹脂、高分子材料和離子類。此類固化劑一般通過離子交換原理或材料本身聚合加固土壤。通過離子交換作用的固化劑,能將土壤水分中的電荷與土壤顆粒電荷充分交換,并發(fā)生化學(xué)離子交換反應(yīng),減少土壤毛細管、土壤空隙以及表而張力所引起的吸水作用,使經(jīng)過處理的土壤由“親水性”變成“憎水性”,經(jīng)機械反復(fù)的整平、振動、夯實等作用,使土壤高度密實,形成一種新的土壤結(jié)構(gòu)。除了在交通路途、環(huán)保工程、水土保持等范疇有廣泛的應(yīng)用外,土壤固化劑還可很多用于水利工程中的護坡、防滲、簡易公路,起到防洪消險、節(jié)水灌溉等作用。