CN109400092A - 土壤改良材料 - Google Patents

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田中邦明
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SHANGHAI SOIL ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Inc
Nippon Steel Corp
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SHANGHAI SOIL ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Inc
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
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Abstract

本发明提供一种对高含水比的土壤进行改良的土壤改良材料，包含50～90质量％的波特兰水泥、5～40质量％的高炉渣、5～10质量％的石膏；其布莱恩比表面积为4200～6600cm2/g。采用本发明的土壤改良材料，可以在短期内改良高含水比的软质土壤，提高其单轴抗压强度使其达到所定强度，同时改良后的土壤经过再生利用后也不会产生由于膨胀而造成的地盘变位。

Description

土壤改良材料
技术领域
本发明涉及一种土壤改良材料。具体地说，是涉及一种对高含水土壤通过添加水泥等进行改良以形成具有一定强度的地盘的土壤改良材料。
背景技术
现有技术中，对高含水土壤通过添加水泥等进行改良以形成具有一定强度的地盘的土壤改良材料，有如专利文献1(日本特开昭54-113911)和专利文献2(日本特开昭60-13749)那样的土壤改良材料，它们由水泥、高炉渣和石膏组成，是通过在软质土壤中添加了水泥后仍然无法获得所需强度时，再大量的添加高炉渣和石膏而生成较多的钙矾石来使改良后的土壤形成为达到所需强度的地盘。
可是，现有技术的土壤改良材料虽然可以把高含水的软质土壤改良成具有一定强度的地盘，但由于添加较多的高炉渣和石膏会产生大量的钙矾石，其结果是会发生土壤膨胀。特别是在改良胶状污泥和疏浚土等含水量很高的土壤时，必然会产生由于土壤改良材料的添加量过多而造成膨胀量过大的情况。这种过大的膨胀量在将改良土壤作为垫土再生利用时，会导致周围地盘的膨胀变位或开裂。
发明内容
本发明就是针对上述技术课题开发出来的一种土壤改良材料，其目的在于，提供一种对含水量较高的软质土壤能在短期内进行改良使其达到所定强度，同时改良后的土壤被再利用时也不发生膨胀保持较高的稳定性的土壤改良材料。
本发明提供的一种土壤改良材料，包含50～90质量％的波特兰水泥、5～40质量％的高炉渣、5～10质量％的石膏；其布莱恩比表面积为4200～6600cm2/g。
根据本发明提供的土壤改良材料，可以在短期内改良高含水比的软质土壤，提高其单轴抗压强度使其达到所定强度，同时改良后的土壤经过再生利用后也不会产生由于膨胀而造成的地盘变位。
优选的是，相对于改良对象土壤，所述的土壤改良材料中所含石膏的添加量为50kg/m3以下。
根据这种优选的土壤改良材料，改良后的土壤经过再生利用后不会产生由于膨胀而造成的地盘变位且其稳定性更高，从而可以利用改良后的土壤来构筑对稳定性要求更高的土壤结构物。
具体实施方式
本发明通过如下实施例进行说明。
为了证明本发明实际所产生的效果，本申请人分别采样了不同含水比的土壤A、土壤B以及土壤C作为本实施例的改良对象土壤。
其中，土壤A的含水比为132.2％、土壤B的含水比为99.18％、土壤C的含水比为91.3％。
向上述不同的土壤中分别添加特定量的水泥及土壤改良材料，其各自成分如下述表1所示。
表1
其中，PSA为混合有50％以下的混合材料的波特兰渣水泥(Portland SlagCement)的缩写，BB则是申请人生产的一种高炉水泥的代号。两者均为现有技术常用的土壤改良材料，在本实施方式中，作为比较例的土壤改良材料使用。另外，土壤改良材料GI3中的石膏含量超过了20质量％，也作为比较例的土壤改良材料使用。本发明所采用推荐的土壤改良材料GI1和GI2则作为实施例的土壤改良材料使用。
将上述表1所示各种土壤改良材料分别以不同的添加量添加至土壤A、土壤B以及土壤C后，将其各自的改良土壤制成直径5cm长度10cm的圆柱，放置7天及8天后测试其各自的单轴抗压强度并观察是否出现膨胀，其试验结果如下述表2所示。
表2
对上述表2显示的试验结果进行整理后如下表3及表4所示。
表3
表4
如上述表3所示，采用了本发明的土壤改良材料GI1的实施例1-6，与采用了现有技术的土壤改良材料PSA1或PSA2的比较例1-6相比，无论是对含水比为132.2％的土壤A还是对含水比为99.18％的土壤B进行改良，可知在土壤改良材料的添加量(50-150kg/m3)相同的情况下，就改良后的土壤试样的单轴抗压强度而言，各实施例1-6均高于其对应的各比较例1-12。
而根据表4可知，采用了本发明的土壤改良材料GI1或GI2的实施例7-12，与采用了现有技术的土壤改良材料BB的比较例13-15相比，在对含水比为93.1％的土壤C进行改良时，可知在土壤改良材料的添加量(100-500kg/m3)相同的情况下，就改良后的土壤试样的单轴抗压强度而言，各实施例7-12均比其对应的各比较例13-15高很多。
另外，从表3和表4可知，采用本发明的土壤改良材料GI1或GI2进行改良后的土壤，仅放置7天就能获得一定的强度，也就是说，采用本发明的土壤改良材料，可以在短期内就把高含水比的软质土壤改良成具有所需强度的可用于垫土的土壤。而对于一般可以用于垫土等的改良土壤所要求的具有100kN/m2以上单轴抗压强度来说，从表2-表4可知，采用土壤改良材料GI1时，仅需要100kg/m3的添加量(改良后放置7天以上)就能满足要求，而采用土壤改良材料GI2时，仅需要100kg/m3的添加量(改良后放置28天)就能满足要求。而现有技术的土壤改良材料，从表2-表4可知，要使改良后的单轴抗压强度达到100kN/m2以上，其添加量必须在150kg/m3以上且需放置28天以上(参见比较例6，9，12，14，15)。
另外，对于土壤改良材料的添加量与改良后的土壤是否出现膨胀来说，从表2-4可知，现有技术的土壤改良材料在添加量为150kg/m3以上时均出现了膨胀，而本发明的土壤改良材料在添加量为500kg/m3也没有出现膨胀。
综上所述，本发明的土壤改良材料，可以在短期内改良高含水比的软质土壤，提高其单轴抗压强度，同时改良后的土壤经过再生利用后也不会产生由于膨胀而造成的地盘变位。
在测试土壤改良材料中包含的石膏的添加量对改良后的土壤的膨胀所产生的影响效果时，分别采集含水比不同的土壤D-H后，将上述表1所示的相关土壤改良材料分别调整其石膏添加量后进行添加，并将各自的改良土壤制成直径5cm长度10cm的圆柱，待其硬化后通过目测确认改良后的土壤是否发生膨胀或开裂，其试验结果如下表5所示，其中目测没有发生膨胀或开裂的，通过“○”进行标记，而目测发生有变位膨胀或开裂的，通过“×”进行标记。
表5
如上述表5所示，土壤改良材料GI1或GI2中的石膏含有量为5～10％(参见表1)，当相对于改良对象土壤，其土壤改良材料中包含的石膏的添加量为50kg/m3以下时，可更有效抑制改良土壤的膨胀或开裂，从而让改良后的土壤保持良好的稳定性。而土壤改良材料GI3中的石膏含有量为20％以上(参见表1)，当相对于改良对象土壤，其土壤改良材料中包含的石膏的添加量超过50kg/m3时，改良后的土壤会出现膨胀或开裂，无法保证改良后的土壤保持良好的稳定性。
因此，采用包含50～90质量％的波特兰水泥、5～40质量％的高炉渣、5～10质量％的石膏，且其布莱恩比表面积为4200～6600cm2/g的本发明的土壤改良材料GI1或GI2且相对于改良对象土壤，土壤改良材料中所含石膏的添加量控制在50kg/m3以下时，可以在短期内对含水量较高的软质土壤进行改良使其达到所定强度，同时改良后的土壤被再利用时也不发生膨胀保持较高的稳定性。

Claims (2)

1.一种对高含水比的土壤进行改良的土壤改良材料，包含50～90质量％的波特兰水泥、5～40质量％的高炉渣、5～10质量％的石膏；其布莱恩比表面积为4200～6600cm2/g。
2.如权利要求1记载的土壤改良材料，其特征在于，相对于改良对象土壤，所述土壤改良材料中所含石膏的添加量为50kg/m3以下。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1125698A (zh) * 1994-12-26 1996-07-03 益田义高 高硫酸盐矿渣水泥、早强炉渣灰水泥及其制造方法
JP2005105234A (ja) * 2003-10-02 2005-04-21 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 地盤改良材

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