CN106045437A - 一种软弱土固化增强剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软弱土固化增强剂，该固化增强剂包含按质量百分比计包含：石灰20~30%，水泥65~80%，增强活化激发剂1%~12.5%。水泥为普通硅酸盐水泥。增强活化激发剂按质量百分比计包含：木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%~0.95%、丙烯酰胺1.5%~3%、泡花碱12%~15.5%和五水偏硅酸钠70%~73%。该固化增强剂粉体的粒度为比表面积250~800㎡/kg，按需要加固稳定的土体湿重质量的2%~8%添加。本发明提供的软弱土固化增强剂，碱性弱，固化时间短，加固土体后强度高、压缩性低、抗渗性能力增强，地基承载力高，能很好的提高软弱土体的稳定性和耐久性。

Description

一种软弱土固化增强剂
技术领域
本发明涉及一种用于土木工程、水利工程建设的固化增强剂，具体地，涉及一种软弱土固化增强剂。
背景技术
软弱土具有高孔隙比、高压缩性和低抗剪强度的工程特性，其中的软土具有含水率高、地基承载力极低、压缩性很高的特性。当具有高孔隙比、高压缩性和低抗剪强度的软弱土体与软弱土固化增强剂混合后，会发生一系列物理与化学反应。软弱土固化增强剂做为胶结物会在高孔隙比、高含水率土体中起到2种作用：硅酸盐类水化物进入土颗粒之间产生胶结作用、形成稳定的土骨架，同时由于胶结过程中土颗粒间距的减少使土体密实度增加；激发与表面活性组份在软弱土体中形成大量富含结晶水的针状结晶体，在土颗粒孔隙间形成进一步的强度骨架；最终，在软弱土固化增强剂的作用下，使得软弱土经固化增强剂后，使软弱土加固后形成的地基具有不可逆的良好的承载性能、抗沉降变性及稳定性能。
软弱土固化增强剂的固化增强机理包括固化阶段、增强阶段和物理力学性能稳定阶段。固化阶段物阶段是固化土体的前期阶段，是指固化增强剂与软弱土体混合后，由于固化增强剂的固化作用，由颗粒间的水的结合转变为结晶体和胶结物结合，使得软弱土体由疏松状、泥浆状转变为密实度较高、含水率较低的固体状态并具有一定的强度；增强阶段是指固化增强剂与软弱土体经混合固化后，软弱土体经固化增强剂的增强作用，使得软弱土的组份发生化学反应，土体的强度增强、抗变形能力增强；物理力学性能稳定阶段是指固化增强剂与软弱土体经混合固化增强后，软弱土体经固化增强剂的稳定作用，使得土体颗粒与固化增强剂中各组份进行物理吸附、化学吸附或物理化学吸附的稳定过程，经固化增强剂的稳定作用后，软弱土的强度和抗变形能力的不可逆性及稳定性，并且具有良好的渗透性能指标。
目前的多数土体稳定剂一般都表现出强碱性，致使周边的土壤盐碱化，并污染地表水和地下水，严重影响生态环境，并且功能单一，抗渗性能能和强度低，土体的稳定性和耐久性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于土木工程、水利工程建设的固化增强剂，碱性弱，固化时间短，可以与极高含水率的疏浚吹填土、或与含水率低的风砂土混合加固，加固土体后强度高、压缩性低、抗渗性能力增强，地基承载力高，能很好的提高软弱土体的稳定性和耐久性。
为了达到上述目的，本发明提供了一种软弱土固化增强剂，其中，该固化增强剂按质量百分比计包含：石灰20%~30%，水泥65%~80%，增强活化激发剂1%~12.5%。
上述的软弱土固化增强剂，其中，所述的固化增强剂中的水泥为普通硅酸盐水泥。
上述的软弱土固化增强剂，其中，所述的固化增强剂中的增强活化激发剂按质量百分比计包含：木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%~0.95%、丙烯酰胺1.5%~3%、泡花碱12%~15.5%和五水偏硅酸钠70%~73%。
上述的软弱土固化增强剂，其中，所述的固化增强剂中的增强活化激发剂按质量百分比计包含：木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%、丙烯酰胺3%、泡花碱15.0%和五水偏硅酸钠70.1%。
上述的软弱土固化增强剂，其中，所述的固化增强剂为粉状，其粉体的粒度为比表面积250~800㎡/kg。
上述的软弱土固化增强剂，其中，所述的固化增强剂按需要加固稳定的土体湿重质量的2%~8%添加，添加后混合均匀即可。
本发明还提供了一种上述的软弱土固化增强剂的使用方法，其中，所述的固化增强剂的使用方法包含：步骤1，通过室内试验，得出地基处理的固化增强剂标准配合比；步骤2，现场实施。
上述的软弱土固化增强剂的使用方法，其中，所述的步骤1为：在工程现场采取土样，将所述的固化增强剂与采取的土样通过搅拌均匀混合，通过与固化增强剂具有不同配合比的固化土体的土工试验土样，优选地，制备固化增强剂与土样的质量配合比为2%~8%之间的不同配合比的固化土体的土工试验土样，试验测试固化土体土样的物理性质指标和强度、压缩、渗透性等的力学性能指标，将符合地基处理工程设计的地基土的强度、变形、渗透及地基承载力要求的软弱土固化增强剂配合比，作为地基处理的固化增强剂标准配合比。
上述的软弱土固化增强剂的使用方法，其中，所述的步骤2为：按照步骤1的地基处理的固化增强剂标准配合比进行混合回填施工，先进行现场回填地基处理工程的小面积、小体量的试验性现场回填施工，对室内试验得到的地基处理的固化增强剂标准配合比进行现场施工验证，并进行地基检测，得到正确的、符合设计要求的检验成果之后再进行正式的现场回填施工。依据检测结果，可以对小面积、小体量的现场试验的标准配合比做调整，最终确定符合现场回填工程的固化增强剂配合比。
上述的软弱土固化增强剂的使用方法，其中，所述的现场回填施工是将固化增强剂在回填过程中与回填土混合固化，实施现场的固化增强剂与回填土的混合回填，并对回填的固化地基做强度、压缩、渗透及地基承载力检测，形成达到地基处理工程设计要求固化回填地基。
本发明提供的软弱土固化增强剂具有以下优点：
该软弱土固化增强剂的配合原料容易取得，均为极其普通的建筑材料和化工原料，其关键在于原料的选取和配合比。本软弱土固化增强剂可以广泛适用于水利工程、土木工程、海洋工程的水库大坝、水池、道路、桥梁、油库、机场、港口堆场、滩涂、围填海的软弱土地基的工程处理，各种淤泥固化处理，以及松散风砂土的固化增强处理等。经过固化增强稳定后的土体，具有良好的抗压、抗变形、抗渗性能，承载力高，沉降量低，工程技术简便，工程造价低，工期短，施工方便。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明提供的软弱土固化增强剂，按质量百分比计包含：石灰20~30%，水泥65~80%，增强活化激发剂1%~12.5%。
水泥为普通硅酸盐水泥。《GB175-2007》规定：由硅酸盐水泥熟料、5%~20%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。
增强活化激发剂按质量百分比计包含：木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%~0.95%、丙烯酰胺1.5%~3%、泡花碱12%~15.5%和五水偏硅酸钠70%~73%。
优选地，增强活化激发剂按质量百分比计包含：木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%、丙烯酰胺3%、泡花碱15.0%和五水偏硅酸钠70.1%。
该固化增强剂为粉状，其粉体的粒度为比表面积250~800㎡/kg。该固化增强剂按需要加固稳定的土体湿重质量的2%~8%添加，添加后混合均匀即可。
本发明还提供了一种上述的软弱土固化增强剂的使用方法，其包含：
步骤1通过室内试验，得出地基处理的固化增强剂标准配合比。
在工程现场采取土样，将固化增强剂与采取的土样通过搅拌均匀混合，通过与固化增强剂具有不同配合比的固化土体的土工试验土样，优选地，制备固化增强剂与土样的质量配合比为2%~8%之间的不同配合比的固化土体的土工试验土样，试验测试固化土体土样的物理性质指标和强度、压缩、渗透性等的力学性能指标，将符合地基处理工程设计的地基土的强度、变形、渗透及地基承载力要求的软弱土固化增强剂配合比，作为地基处理的固化增强剂标准配合比。
步骤2，现场实施。
按照步骤1的地基处理的固化增强剂标准配合比进行混合回填施工，先进行现场回填地基处理工程的小面积、小体量的试验性现场回填施工，对室内试验得到的地基处理的固化增强剂标准配合比进行现场施工验证，并进行地基检测，得到正确的、符合设计要求的检验成果之后再进行正式的现场回填施工。依据检测结果，可以对小面积、小体量的现场试验的标准配合比做调整，最终确定符合现场回填工程的固化增强剂配合比。
现场回填施工是将固化增强剂在回填过程中与回填土混合固化，实施现场的固化增强剂与回填土的混合回填，并对回填的固化地基做强度、压缩、渗透及地基承载力检测，形成达到地基处理工程设计要求固化回填地基。
以下通过实施例对本发明的实施方式进行更详细的说明。
实施例1
一种软弱土固化增强剂，由质量百分比如下的原料组成
石灰24%，普通硅酸盐水泥68%，增强活化激发剂8%。
其中：增强活化激发剂由木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%、丙烯酰胺3%、泡花碱15.0%和五水偏硅酸钠70.1%组成。
将上述各种物料的粉料按比例均匀混合，粉体的粒度的比表面积为250~800㎡/kg。混合料堆存和运输过程中应严格注意做防潮措施，严防淋雨、浸水。
实施例2
一种软弱土（松散砂土、风砂土）固化增强剂，由质量百分比如下的原料组成
石灰24.16%，普通硅酸盐水泥69.67%，增强活化激发剂6.17%。
其中：增强活化激发剂由木质素9.70%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%、丙烯酰胺1.50%、泡花碱15.2%和五水偏硅酸钠70.05%组成。
将上述各种物料的粉料按比例均匀混合，粉体的粒度的比表面积为250~800㎡/kg。混合料堆存和运输过程中应严格注意做防潮措施，严防淋雨、浸水。
实施例3
一种软弱土（粉土、黏性土）固化增强剂，由质量百分比如下的原料组成
石灰24.73%，普通硅酸盐水泥68.01%，增强活化激发剂7.26%。
其中：增强活化激发剂可以由木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%、丙烯酰胺3%、泡花碱13.0%和五水偏硅酸钠72.1%组成。
将上述各种物料的粉料按比例均匀混合，粉体的粒度的比表面积为250~800㎡/kg。混合料堆存和运输过程中应严格注意做防潮措施，严防淋雨、浸水。
实施例4
一种软弱土（黏性土）固化增强剂，由质量百分比如下的原料组成
石灰23.8%，普通硅酸盐水泥68.0%，增强活化激发剂8.2%。
其中：增强活化激发剂可以由木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.95%、丙烯酰胺2.5%、泡花碱12.1%和五水偏硅酸钠73.0%组成。
将上述各种物料的粉料按比例均匀混合，粉体的粒度的比表面积为250~800㎡/kg。混合料堆存和运输过程中应严格注意做防潮措施，严防淋雨、浸水。
使用实施例1~4中的固化增强剂时，根据工程实际情况的土质条件、现场回填条件确定固化增强剂的添加量即配合比，一般条件下，按照需加固稳定的土体质量（湿重）的2%~8%计算，添加固化增强剂后混合均匀，即可。
上述软弱土固化增强剂的添加、混合及使用方法有2个步骤。
步骤1，室内试验。
在工程现场采取土样，将软弱土固化增强剂与采取的土样搅拌混合，软弱土固化增强剂（与土样）的质量配合比为2%~8%，制备配合比在2%~8%之间的不同配合比的固化土体的土工试验土样，试验测试固化土体土样的物理性质指标和强度、压缩、渗透等力学性能指标，符合地基处理工程设计的地基土的强度、变形、渗透及地基承载力要求的软弱土固化增强剂配合比，为地基处理工程施工的固化增强剂标准配合比。
步骤2，现场实施。
首先，按照上述的地基处理的固化增强剂标准配合比进行混合回填施工，进行现场回填地基处理工程的小面积、小体量的试验性现场回填施工，对实验室得到的地基处理的固化增强剂标准配合比进行现场施工验证，并进行地基检测，得到正确的、符合设计要求的检验成果，方可进行正式的现场回填施工。依据检测结果，可以对小面积、小体量的现场试验的标准配合比做调整，最终确定符合现场回填工程的固化增强剂配合比。现场回填施工是将固化增强剂在回填过程中与回填土混合固化，实施现场的固化增强剂与回填土的混合回填，并对回填的固化地基做强度、压缩、渗透及地基承载力检测，形成达到地基处理工程设计要求固化回填地基。
本发明提供的软弱土固化增强剂，在强度、抗变形和抗渗透性能指标上均大于优于同条件下的普通硅酸盐水泥和市场上的土壤固化剂，具有强度高、压缩性低、技术简单、施工方便，固化时间短，耐水性强，耐久性优良，经济性强等特点，该固化增强剂配料方便，降低成本，还有利于保护环境。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种软弱土固化增强剂，其特征在于，该固化增强剂按质量百分比计包含：石灰20%~30%，水泥65%~80%，增强活化激发剂1%~12.5%。
2.如权利要求1所述的软弱土固化增强剂，其特征在于，所述的固化增强剂，其中的水泥为普通硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的软弱土固化增强剂，其特征在于，所述的固化增强剂，其中的增强活化激发剂按质量百分比计包含：木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%~0.95%、丙烯酰胺1.5%~3%、泡花碱12%~15.5%和五水偏硅酸钠70%~73%。
4.如权利要求3所述的软弱土固化增强剂，其特征在于，所述的固化增强剂，其中的增强活化激发剂按质量百分比计包含：木质素9.7%、木质素磺酸钠1.75%、硫酸钠0.45%、丙烯酰胺3%、泡花碱15.0%和五水偏硅酸钠70.1%。
5.如权利要求4所述的软弱土固化增强剂，其特征在于，所述的固化增强剂为粉状，其粉体的粒度为比表面积250~800㎡/kg。
6.如权利要求5所述的软弱土固化增强剂，其特征在于，所述的固化增强剂按需要加固稳定的土体湿重质量的2%~8%添加。
7.一种如权利要求1~6中任意一项所述的软弱土固化增强剂的使用方法，其特征在于，所述的固化增强剂的使用方法包含：
步骤1，通过室内试验，得出地基处理的固化增强剂标准配合比；
步骤2，现场实施。
8.如权利要求7所述的软弱土固化增强剂的使用方法，其特征在于，所述的步骤1为：在工程现场采取土样，将所述的固化增强剂与采取的土样通过搅拌均匀混合，通过与固化增强剂具有不同配合比的固化土体的土工试验土样，试验测试固化土体土样的物理性质指标和强度、压缩、渗透性的力学性能指标，将符合地基处理工程设计的地基土的强度、变形、渗透及地基承载力要求的软弱土固化增强剂配合比，作为地基处理的固化增强剂标准配合比。
9.如权利要求7所述的软弱土固化增强剂的使用方法，其特征在于，所述的步骤2为：按照步骤1的地基处理的固化增强剂标准配合比进行混合回填施工，先进行现场回填地基处理工程的试验性现场回填施工，对室内试验得到的地基处理的固化增强剂标准配合比进行现场施工验证，并进行地基检测，得到正确的、符合设计要求的检验成果之后再进行正式的现场回填施工。
10.如权利要求9所述的软弱土固化增强剂的使用方法，其特征在于，所述的现场回填施工是将固化增强剂在回填过程中与回填土混合固化，实施现场的固化增强剂与回填土的混合回填，并对回填的固化地基做强度、压缩、渗透及地基承载力检测，形成达到地基处理工程设计要求固化回填地基。
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