浅谈加固土体化学材料的性能与应用

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1、浅谈加固土体化学材料的性能与应用　　一、加固土体化学材料概述　　加固土体化学材料具体是指用于改善土体的物理力学性质，从而满足工程技术要求的一种新型化学材料。加固土体化学材料的研究始于上个世纪初期，到现在已经有100多年的历史，在当时国外的一些发达国家，便开始采用水泥和石灰等材料对地基土进行加固处理，并取得了非常理想的效果。土体固化技术获得了快速发展，国内外的专家学者研制开发出了一系列的土体固化材料，这使原本单一的无机结合材料逐步发展为复杂且种类繁多的化学材料，这些化学材料可以对不同性质的土体进行加固

2、。　　近年来，随着科学技术水平的不断提高，各种新材料也随之不断涌现，用于加固土体的化学材料研究也受到了专家学者越来越多的重视和关注，这在一定程度上促进了土体固化材料的发展。离子固化剂，简称ISS，是一种性能非常优联盟异的土体加固化学材料，它由多个强离子组合而成，常以液态的形式存在，将之加入到土体当中后，会与土发生相互作用，并将粘土矿物内部的吸附水全部去除，从而使土体从原本的亲水性逐步转变为憎水性，然后在机械碾压的作用下，可以使土体的工程性质获得显著改善，土体本身的承载能力、抗剪强度都会大幅度增加，同

3、时土体的防渗性也会提高。下面本文对ISS的性能及其具体应用进行研究。　　二、加固土体化学材料的性能研究与具体应用　　的性能研究　　强度特性。根据无侧限抗压强度试验方法对ISS的抗压强度进行试验，具体试验过程如下：按照土体样品的实际重量计算出在某个特定配合比条件下所需要的ISS固化剂使用量；随后对ISS加水稀释，确保最小稀释比控制1：200的范围之内，并将稀释后的ISS均匀洒入到土料当中，拌和后用密封容器进行浸润，时间控制在12-24h；采用反力框架和液压千斤顶对成型后的试件进行静压。试验结果表明，在

4、ISS剂量为/η3且配合比一定的前提下，加固土的强度会随着龄期的增加而逐步增大，并随着压实度的增加而增大，这说明，加入ISS后，土体的强度大幅度提高。试件成型试件是影响强度的主要因素之一。表1为延时成型试件强度试验结果。　　表1延时成型试件强度试验结果　　从表1的结果可知，延时越长，浸水强度越低，水稳定性越差，实际施工中必须对此加以注意。　　水稳定性。在素土当中掺入不同剂量的ISS，然后对浸水特性进行测试，结果表明，无论掺入ISS的剂量为多少，浸水稳定性均不佳，试件在24h后全部崩解；在经过一段时间

5、以后，掺入ISS的试件崩解速度逐步减缓，土体的抗冲刷性能获得提高，当ISS掺入的剂量相同时，浸水膨胀量会随着龄期的增加而减小。在对ISS的强度和水稳定性进行试验测试后发现，其具备良好的力学性能，只要配合比合适，ISS能够对土体起到加固作用，换言之，ISS可应用于实际工程的土体加固当中。为深入了解ISS的性能，本文在试验的基础上，又进行了SEM和化学成本分析。通过SEM分析后得出如下结论：随着龄期的增长，土体粒团聚化现象非常明显，颗粒排列十分紧凑，并叠合在一起，加固土体的强度和水稳定性获得显著提高；通

6、过化学性质分析后得出以下结论：加固土的pH值有所增大，土体当中有碱性物质产出，pH值会随着龄期有所降低，这说明ISS固化剂与土体之间相互作用程度进一步提高。　　对土体的加固机理分析　　ISS固化剂的化学成分为萘磺酸盐甲醛缩合物，其属于阴离子表面活性剂的范畴，有着非常强的分散作用。向土体当中加入稀释后的ISS液体之后，由于离子浓度不断增大，其会与土体当中的矿物发生离子交换作用，从而使土粒表面对水的吸附作用有所减弱，这样一来土体便容易密实，强度和水稳定性由此获得显著提高。　　在路基边坡土体加固中的应用　

7、　在应用ISS对路基边坡土体进行加固的过程中，必须确保的前提条件是路基边坡本身的稳定性。在实际应用中，ISS的配合比设计是最为重要的环节，ISS的最佳配合比可按照混合料的强度以及水稳定性加以确定。因路基边坡坡面的荷载主要是降雨的冲刷力，与路面面层结构相比，路基土所承受的荷载要小很多，所以可按照以下原则对ISS的配合比进行设计：经ISS加固之后的土体试件养护7d后浸水应当不容易出现崩解的现象；当加固土为ISS与水泥共同加固时，ISS的掺入量应当控制在每立方米土体中掺入；材料配合比的取值应当结合工程的具

8、体情况，并按照工程所在地的降雨特征和边坡土体的性质，再借助抗压强度和浸水溶裂试验进行最终确定，以实现安全稳定、经济合理的目标。　　三、结论　　综上所述，本文以ISS作为研究对象，通过强度和水稳定性试验，对该化学材料的性能进行了分析，结果表明，ISS能够有效提高土体的强度和水稳定性，它的掺入可以对土体起到一定的加固作用。在未来一段时期，应当进一步加大对ISS产品应用范围的研究力度，这有助于促进ISS产品在其它领域的推广应用。