sk-1型土壤固化剂试验研究

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1、SK-1型土壤固化剂试验研究*郑亚平、赵宇、陈宛平（中国水利水电科学研究院·北京中水科工程总公司北京100044）摘要：本文针对开发的SK-1型土壤固化剂，介绍了固化剂的工作原理以及固化土性能，对固化剂的性能及经济性能进行了分析，对固化剂的应用进行了介绍，并对土壤固化剂的评价方法进行了分析。关键词：土壤固化剂、稳定土、无侧限抗压强度、试验研究1、前言土壤固化剂是在土壤中加入的外加剂，使之与土壤发生一系列物理化学反应，从而达到改善土的物理力学性质，提高土的工程性质，减小土壤的水敏感性和提高土的水稳性，使土壤成为稳固持久的固化土。由于土壤固化剂加固土是利用

2、当地材料——土作为主要建筑材料，土的开采和加工都比较容易，因而在技术上和经济上都具有重要意义。国外已有的工程实践证明，土壤固化剂可大量应用于水利、交通、环境、港口、机场等基础设施的建设。其适用范围广、性能稳定、价格低廉、施工及维修方便，比传统的建筑材料有着明显的优点，表现在：适用于各类地基、路基的土壤加固，并适用于各种土质条件的表层及深层土壤的改良和加固；固化土强度可以根据需要进行调整，能满足不同工程的要求；固化土早期强度高，有利于加快施工进度，提高施工效率；采用固化剂加固土可以利用天然土壤，就地取材，能减少砂石运量，降低环境污染等。土壤固化剂材料用在

3、水利行业的渠道衬砌防渗、软弱地基处理及堤坝处理等方面对防洪消险、节水灌溉等均有显著作用。SK系固化剂为我单位“863”科技成果，2005年10月通过验收，并在水利、交通等工程得到了应用。2、固化剂的作用原理SK-1型土壤固化剂是由活性剂和离子螯合物组成的混合体，能溶于水，在水中离解出带正电荷的阳离子[X]n+和带负电荷的阴离子[Y]n-，阳离子与土壤胶体表面的阳离子[M]n+产生交换作用，将这些原本吸附在土壤颗粒表面、亲水性极高的阳离子赶走，代之以亲水性较低、粘结力较强的铝离子及其水合物。这样，-----------------------------

4、---------------------------------------------------------------------------------------*本项目为科技部“863”资助专项项目，课题编号2002AA2Z4131.水分子就不再易与土颗粒结合，在物理压力的作用下，从而容易被排出。同时，由于加入水泥，和土中水反应后的生成物共同作用，充填土颗粒之间的空隙，达到耐水、增强、提高抗冻融破坏的目的。3、固化剂性能试验试验原料：试验所用土样来源于北京车公庄西路中国水科院北院，取样深度为地表以下0.3m～1.2m。试验土样的物理性质指

5、标见表1：试验用的土壤固化剂SK-1型为白色溶液，使用前稀释成2%液体（w/w）。表1试验土样的物理性质指标土样来源液限%塑限%塑性指数%北京28.817.111.7力学试验方法采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）中无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法（T0805-94）。水泥为三河市燕郊新型建材有限公司“钻”牌水泥，强度等级32.5的普通硅酸盐水泥及42.5等级的硅酸盐水泥。3.1、不同固化剂掺量试验根据我国目前砌块成型机现状，最大成型压力300T计，成型50cm×50cm见方砌块，成型压强最大为12MPa，因此，我们

6、设定，砌块机工作压强按7MPa(最大工作压力的58.33%)，首先进行了水泥掺量15%，水干料比0.165，成型压强7MPa，不同固化剂掺量下固化土无侧限抗压强度的试验，养护龄期6天，压试前泡水24hr,每龄期试件6个，结果取平均值，试验结果见表2、表3:表2SK-1型不同固化剂掺量与无侧限抗压强度的关系（P.O42.5水泥）性能掺量00.01%0.03%0.06%0.09%1.2%7d抗压（MPa）5.876.616.816.696.656.757d浸水吸水率（%）2.42—0.81———28d抗压（MPa）7.67*9.128.63*9.439.5

7、59.2728d浸水吸水率（%）2.42—0.16———试验结果表明，掺加0.03%固化剂取得的固化效果较好。*试件养护条件变更为混凝土标准养护箱，由于湿度加大，强度较低；其它养护条件则是于20℃恒温密闭养护箱。浸水吸水率为测试前浸水24h的吸水率。表3不同水泥掺量下固化剂性能试验（P.O32.5水泥）性能掺量00.03%00.03%00.03%水泥掺量（%）101015152020固化土干密度（g/cm3）1.791.791.791.791.781.797d抗压（MPa）2.362.462.733.643.694.857d浸水吸水率（%）2.702.

8、072.271.64.031.4428d抗压（MPa）2.672.50*4.464.745.3