土壤固化剂固化机理研究进展及应用

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1、·64·材料导报A：综述篇2011年5月(上)第25卷第5期土壤固化剂固化机理研究进展及应用李琴L，孙可伟，徐彬。，李世萍(1昆明理工大学固体废弃物国家工程研究中心，昆明650093；2云南广播电视大学，昆明650223)摘要综述了土壤固化剂与土壤成分进行离子吸附与交换，减薄土壤胶团双电层，使土壤颗粒趋于凝聚；固化剂与土壤成分发生化学反应生成化学键及胶凝性物质加固土壤颗粒之间的链接；固化剂与土壤成分生成物体积膨胀改善并填充土壤颗粒之间的孔隙；在外界挤压力作用下缩短土壤颗粒之间距离，密实土壤结构；多种因素协同作用固化机理。并指出掌握固化剂固化机理对新型固化

2、剂研发和针对不同固化土体配制相应的固化剂的工程实践具有重要的意义。关键词固化剂固化机理离子吸附交换化学反应膨胀填充ProgressandApplicationonCuringMechanismofSoilStabilizerLIQin，SUNKewei，XUBin，LIShiping。(1NationalEngineeringResearchCenterofWasteResourceRecovery，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093；2YunnanRadioandTelevisio

3、nUniversity，Kunminng650223)AbstractThecuringmechanismsofsoilstabilizerareanalyzedall—around，includingionicadsorptionandex—change，variouskindschemicalreactionleading-inchemicalbondandgellingmatter，expansionmatterpaddingholesimprovingholestructureandmoldingpressureextrudingandsolid

4、ifyingorallthefactorscooperateswitheachotherstabilizing．ItSveryimportanttoknowthecuringmechanismofsoilstabilizer，asitSusefulfornewstabilizersre—searchanddevelopmentandengineeringpracticeofvarioussoils．Keywordsstabilizer，curingmechanism，ionicadsorptionandexchange，chemicalreaction，

5、expandingandpadding结合水作用机理进行研究，发现ISS固化剂首先降低红色粘0引言土颗粒表面结合水的表面张力，在氢键和离子键的作用下发土壤固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用以改生吸附，吸附在红色粘土颗粒表面和粘土矿物表面的水合阳变土壤结构、固化各类土壤的新型环保节能工程材料。土壤离子能置换出红色粘土颗粒表面的可交换性阳离子，减薄结固化剂固化土壤的本质是与土壤颗粒之间发生物理化学反合水层厚度，降低土粒之间的相互排斥能，促使土壤颗粒相应，改善土壤颗粒之间的接触面，强化土壤颗粒间的连结结互聚集结合，从而提高红色粘土自身的凝聚力。徐海清_3

6、也构，因此其固化机理涉及胶体化学、结构力学、土壤化学的相认为粘土中加入ISS离子固化剂后，离子土固化剂水溶液与关内容。归纳为固化剂与土壤成分进行离子吸附与交换，使滑带土中离子发生以Ca为主的阳离子交换，减少粘土双电土壤胶团表面电量降低，减薄土壤胶团双电层厚度，使土壤层结构的厚度，增大粘土颗粒间作用力，由于粘土颗粒间力颗粒趋于凝聚；化学反应生成新物质加强土壤颗粒之间的链大小决定粘土工程力学性能，因此用ISS离子土固化剂固化接；生成物体积膨胀改善并填充土壤颗粒之间的孔隙；在外滑带土后其抗剪强度提高。也有学者_3指出土壤胶粒吸附界挤压力作用下缩短土壤颗粒之间距

7、离，密实土壤结构，使层内大量Na、K金属离子与固化剂水化产生的Ca、固化土易于压实成为一体，从而获得良好的宏观力学性能。Mg、A1件进行离子交换，降低土壤胶粒电势，减薄土胶粒双电层厚度使土壤颗粒聚集成团，形成团粒化和砂质化结1固化剂固化机理构，提高土体强度。其离子发生的交换吸附反应如下：1．1离子吸附与交换作用减薄双电层Ca抖+2Na(K)一粘土一Ca抖一粘土4-2Na(K。。)’梁文泉等[1]用GA固化剂固化含粘土矿物的土壤，GA此外，离子交换反应还能减少土壤毛细管、土壤孔隙和表面取代土体中凝聚能力低的离子，降低极性水分子和OH一进张力所引起的吸水作用

8、，使经过处理的土壤由“亲水性”变成入粘土颗粒内部空穴使土体电荷增大引起的电位，减