摘要:土壤固化劑是世界目前最新技術(shù)、最佳效果的萬(wàn)能離子類(lèi)土壤固化劑,是一種無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染的環(huán)保高聚類(lèi)有機溶液。其特點(diǎn)是路用技術(shù)指標優(yōu)良、工程造價(jià)低、施工方便、縮短工期,尤其是有利于生態(tài)環(huán)境保護。
一 土壤固化劑的發(fā)展及定義
20世紀70年代,土壤穩定劑作為一種新型的筑路固化材料,在歐美等發(fā)達國家得到廣泛使用,取得了顯著(zhù)的成效,近幾年無(wú)機類(lèi)、離子類(lèi)、有機類(lèi)、生物酶類(lèi)四大類(lèi)新型土壤固化劑產(chǎn)品不斷涌現。90年代起,我國也開(kāi)始引進(jìn)和研制土壤固化劑,建筑材料市場(chǎng)上也出現了少量我國自己開(kāi)發(fā)研制的土壤加固劑。 土壤固化劑是一種由多種無(wú)機、有機材料合成的用以固化各類(lèi)土壤的新型節能環(huán)保工程材料,它是國家交通部聯(lián)合公關(guān)課題,經(jīng)過(guò)8年的潛心研究,該技術(shù)為新型筑路材料,作用于土,將土固結成板體,用做路面基層。可以替代穩定沙礫、二灰碎石等傳統路面基層材料。而土分布廣泛、廉價(jià)、可就地取材,與傳統的路面基層材料相比可降低成本40-50%。同時(shí)減少傳統材料開(kāi)采、加工、存放環(huán)節占用和破壞的土地,減少石灰、水泥生產(chǎn)時(shí)所消耗的大量石灰石和煤炭資源,從而減少CO2的排放量。
二.土壤固化劑的固化原理
土壤固化劑與土壤混合后通過(guò)一系列物理化學(xué)反應來(lái)改變土壤的工程性質(zhì),能將土壤中大量的自由水以結晶水的形式固定下來(lái),使得土壤膠團表面電流降低,膠團所吸附的雙電層減薄,電解質(zhì)濃度增強,顆粒趨于凝聚,體積膨脹而進(jìn)一步填充土壤孔隙,在壓實(shí)度的作用下,使固化土易于壓實(shí)和穩定, 從而形成整體結構,并達到常規所不能達到的壓實(shí)密度。經(jīng)過(guò)土壤固化劑處理過(guò)的土壤,其強度、密實(shí)度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強度等性能都得到了很大的提高,從而延長(cháng)了道路的使用壽命,節省了工程維修成本,經(jīng)濟環(huán)境效益俱佳。
三、土壤固化劑的優(yōu)勢
對于需加固的土壤,根據土壤的物理和化學(xué)性質(zhì),只需摻入一定量的固化劑,經(jīng)拌勻、壓實(shí)處理,即可達到需要的性能指標。其特點(diǎn)是路用技術(shù)指標優(yōu)良、工程造價(jià)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、礫石等傳統筑路材料,節省資源、能源,節約土地,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,是公路工程可持續發(fā)展的創(chuàng )新型交通技術(shù)之一。由于它比傳統的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能和經(jīng)濟、環(huán)境效益。還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠凝材料在土壤加固時(shí)難以解決的一些特殊問(wèn)題,具有獨特的土壤固化效果和廣泛的實(shí)用性,已經(jīng)被廣泛應用于公路的基層及底基層、水利護坡等工程建設當中。被美國《工程新聞》稱(chēng)為20世紀最偉大的發(fā)明之一。日本稱(chēng)之為21世紀的新型材料。其優(yōu)勢主要表現在以下幾個(gè)方面 1.萬(wàn)能兼容。土壤的分析、實(shí)驗是固化劑在應用中的繁雜前期,實(shí)驗配比時(shí)間長(cháng),耽誤工期影響施工, 2.遠超國標。經(jīng)過(guò)無(wú)數次專(zhuān)家試驗和施工檢測證明無(wú)側限抗壓強度、干密度、彎沉等各項指標遠遠超過(guò)國家標準。 3.高斥水性。攻克了“防水、防翻漿”這一固化劑真正的核心技術(shù),從而有效解決了基層因水浸泡下沉開(kāi)裂的問(wèn)題 4.節約工期。高性能的固化劑使原來(lái)的施工周期輕輕松松縮短到3-7天,有條件的地方碾壓完畢即可正常通車(chē)。 5.節約成本。節約大量外來(lái)材料的材料費、運雜費和施工、維護勞力費,可降低綜合成本40-50%。 6. 施工簡(jiǎn)單。只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓,應用傳統的道路設計標準、簡(jiǎn)單的施工流程、排水方式和施工方法即可。7. 就地取材。由于萬(wàn)能兼容的特點(diǎn),土壤是就地取材,從而大大降低了工程造價(jià)。 8.防熱抗凍。優(yōu)良的性能不受熱、霜凍或潮氣影響,抗凍能力極強,從而減少路面因低溫縮裂、高溫膨脹而損壞的現象。 9.節能環(huán)保。傳統筑路材料開(kāi)采破壞植被,污染環(huán)境。尤其是石灰,水泥生產(chǎn)中要消耗大量的煤炭資源并釋放大量的二氧化碳溫室氣體,加劇了全球溫室效應。該技術(shù)減少了這些傳統膠結材料的使用量,有利于節省資源和能源,有利于生態(tài)環(huán)境的保護。挖河采沙、炸山碎石會(huì )破壞自然,污染環(huán)境,采用本項技術(shù)以廣泛分布隨處可取的土壤替代砂石料,有利于公路的可持續發(fā)展,符合我國建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )的要求。 10.具有廣泛的實(shí)用性。由于它比傳統的水泥、石灰等土壤膠結材料具有更好的性能和經(jīng)濟、環(huán)境效益,還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠結材料在土壤加固時(shí)難以解決的一些特殊問(wèn)題,具有獨特的土壤固化效果和廣泛的實(shí)用性,已經(jīng)被廣泛應用于公路的基層及底基層、建筑地基的處理等領(lǐng)域。