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工程案例

对土壤固化剂的研究与认识

来源:西安同鑫伟业环保科技有限公司  发布时间:2018-03-27  阅读量:805次

土壤固化剂是国内近年在岩土工程中开始应用的一项新技术。


20世纪40年代,美国等发达国家在兴建道路、机场、港口等工程中发现水泥、石灰对土壤进行固化不能满足工程的需要,因而发明了土壤固化剂(soil stabilizer),并在工程应用中取得良好的效果。美国称之为“20世纪的伟大发明创造之一”;日本称之为“21世纪的新材料”。 20世纪90年代土壤固化剂技术进入中国,有的已经成功的应用于公路和水利工程。例如,美国C.S.S.公司的路邦EN-1,日本Aught-set,南非ISS2500等。试验工程表明,应用土壤固化剂施工方便、提高了工程质量,节约资源、减少工程费用,说明土壤固化剂确是岩土工程一项先进的技术。国内有些单位也相继研究开发了自己的产品,也得到了应用。后来又编制了行业标准《土壤固化剂》(CJ/T 3073-1998)。


中国城建第五工程局有限公司(2016年更名为中城投集团第五工程局有限公司)是我国最早把土壤固化剂应用到工程上的单位之一。但是,在推广应用过程中,随着对土壤固化剂的研究和深入认识,感到国内受到国外企业商业宣传的影响,对土壤固化剂的认识存在一些问题,集中地表现在行业标准《土壤固化剂》(CJ/T 3073-1998)中,主要有三:


一是,将土壤固化剂与固化胶结料混为一谈;

二是,混淆了固化土与土壤固化剂的性能;

三是,将土壤固化剂作为一类新结构材料来推广,


为此,愿将我们的研究和认识与各位同仁商榷。


一,什麽是土壤固化剂?


按照现有行业标准CJ/T 3073-1998《土壤固化剂》的定义,“凡能改善和提高土壤技术性能的材料”都是土壤固化剂。并将土壤固化剂分为液粉状和粉状两大类,把水泥和石灰,甚至替代物都包括在内,带入了许多本不应属于“土壤固化剂”范畴的不稳定因素,又将固化土的绝对强度值来表征土壤固化剂的性能,导致了技术性能上的不确定性,夸大了土壤固化剂的作用,造成概念上的混乱。


我们一直在思考和求证:在液粉状固化剂应用中,液体化学组分和水泥、石灰等粉剂组分在固化土强度中各自贡献率是多少?结果表明:不少“土壤固化剂”对提高固化土强度和物理力学性能是有显着作用的;但也有的作用不大,甚至是没有贡献的,只是赖于和水泥等胶结料一起测定固化土的性能,掩蔽了土壤固化剂本身作用的优劣。


对固化土强度起作用主要因素还是胶结料——水泥、石灰等。因此,原有标准对“土壤固化剂”的定义,混淆了“固化土”、“固化胶结料”和“土壤固化剂”三个不同的概念。


我们认为:固化土的基本组成是胶结料、土粒和水。石灰、水泥等是固化土的基本固化胶结料(简称固结料),土壤固化剂是固化土的外加剂,是用化学、物理化学和生物化学方法改善固化土的一种手段。因此,土壤固化剂的定义应为:“能改善和提高固化土技术性能的材料”,一般加入量不超过3-5 %,基本都是化学品。不能将基本的“固化胶结料”混入”土壤固化剂”。


二,建立“固化土”的概念


在岩土工程中,压实素土难以满足工程的需要,人们采取了一些加固措施。约在2000年前,我们的祖先就已经在用石灰等来加固土体,形成“三合土”,现代采用水泥、石灰、二灰等胶结料来加固土体,形成了一类岩土材料——固化土。


从广义讲,“土”是岩石经风化、搬运和堆积而成的,由固、液、气三相组成的沉积物。按照国家标准《土的工程分类标准》(GB/T50145-2007)按土的颗粒组成将土分为:巨粒组、粗粒组和细粒组。如果以水泥或石灰来固化不同粒径范围的土粒,广义固化土目前至少已经有三类,即:

(1)水泥混凝土(含水泥石灰砂浆等),

(2)水泥、石灰和粉煤灰稳定集料,

(3)水泥、石灰固化土


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