土壤固化剂

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经过固化酶处理后,在成型压力作用下颗粒紧 密接触,在土壤颗粒附近,固化酶水化使粘土 颗粒表面形成凝结硬化壳。固化剂的激活组分 以不同的方式渗入颗粒内部,与粘土矿物发生 物理化学作用,形成水铝酸盐、水硅酸盐等胶 凝物质,使粘土颗粒表面产生不可逆凝结硬化, 固化后的粘土具有水稳定性和强度稳定性。
2、促使粘土颗粒凝聚。
为一个具有较高强度的整体。
疏松土体的联结主要是靠矿物与胶结物界面上的 化学力实现的,层状硅酸盐自身建立空间网状结 构;固化剂的主要水化产物以及其与粘土矿物反 应的生成物,均属上述胶结物之一,能牢固的胶 结分散的土壤颗粒,增强和加固这种网状结构, 使之成为一个具有较高强度的整体。
4、固化酶溶液在本身与水发生反应 的过程中,自身的比表面积增大几 百倍,能固化粘土等小颗粒土。
5、作业效果
由于快干、膨胀的效果,与原有水泥系列固化剂相比,可以与高粘性 土充分搅拌均匀,得到满意的效果,同时可固化工业废弃物,有机质 淤泥,防止有害物质析出。
6、固化酶与水泥、石灰的区别
水泥固化土主要发生砂石的胶结固化,加固软土效果差,对高含水量 土体,容易收缩而产生裂缝。用石灰加固软弱土壤,能产生排水效果 及一定的改良作用,但土强度提高不大。而性能优良的固化酶能提高 土体的强度,达到水泥、石灰不能达到的效果。
四、总结
现阶段研制开发的各种固化酶一般是有针 对性的,只对某种土质才有显著的固化效果, 并没有一种固化酶能够适宜于固化各种土质, 并且对于每一种土质需要通过试验确定固化酶 的配合比。中国地域广大,土质情况较复杂, 应加强试验研究,开发应用于湿陷性黄土、多 年冻土、膨胀土、红黏土及重金属污染土的固 化酶。目前,对于固化机理的研究还不十分成 熟,从固化酶的开发角度而言,有必要更深入 地研究固化酶的固化机理,以研制出更有效的 固化酶。
二、生物酶类固化剂改良土体的四个机理:
1、使土颗粒表面形成凝结硬化壳。
2、促使粘土颗粒凝聚。
3、能牢固的胶结分散的土壤颗粒,增强和加固这种网状结构, 使之成为一个具有较高强度的整体。
4、固化剂在本身与水发生反应的过程中,自身的比表面积 增大几百倍,能固化粘土等小颗粒土。
1、使土颗粒表面形成凝结硬化壳。
2、早期强度高 由于以发热反应为主的自硬性成分有效的发挥作用,可确保早期强 度,即使在低温状态下也有较好的效果。
3、膨胀、压实效果 由于快干,早强的效果及膨胀吸水作用、自硬作用同时进行,从而 改变了土的密实度。
4、长期稳定效果
由于早强、快干及膨胀效果和活性材料的反应充分而耐久, 可得到长期稳定性。
极性水分子和OH离子进入粘土内部空穴,使土 体分散,比表面积增加。这些被分散的粘土颗 粒表面一般带有负电荷,其动电电位增大,固 化酶的某种成分可代换土体中凝聚能力低的离 子,降低电位,促使粘土颗粒凝聚,同时电解 质浓度增加,也有利于颗粒凝聚。
3、能牢固的胶结分散的土壤颗粒, 增强和加固这种网状结构,使之成
注:水以及水泥的消耗量皆为纯消耗量,不包括浪费量;凝固时间 仅仅是能够测硬度需要的时间,此时不能正式使用
土壤固化剂
土壤固化剂是一种性能优良的复合材 料,由多种无机和有机材料配制而成,它与 土壤混合后通过一系列物理化学反应,可 产生胶结土粒、填充孔隙等作用,将松散 土体变成致密的胶凝材料,大大改善土体 的强度、耐久性等工程性质。由于土壤固 化剂具有水泥所不具备的一些特点,美国 称之为20世纪的伟大发明之一,日本称之 为21世纪的新材料。
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固化剂在我国以及国外的使用情况:
国外 : 国外固化剂技术的工程应用已经相当普遍,在 日本、美国、加拿大、澳大利亚、南非和欧洲都有很成 熟的固化剂研究应用机构和公司。
国内: 我国八十年代开始引进这项技术,目前已有 近50家机构和公司在进行开发应用。尽管土壤固化剂的应 用还处于起步阶段,利用固化剂材料的工程建设项目还 很少,但已有的工程实践证明,土壤固化剂可大量应用 于水利、交通、环境、港口、机场等基础设施的建设。 其最大特点是可以就地取材进行施工,能节省大量的水 泥、砂石料费用。
7、低廉的价格及良好的经济效益
由于固化,酶的价格极低廉,且运输较为方便,而在施工中,因其 早期强度大,可缩短工期,连续施工,基本不需养护,且不污染环 境,所以能节约工程费用的10%~30%。
8、环保,无毒无污染。 由于土壤固化酶是纯生物制剂,所以说土壤固化酶给环境带来的 影响远远比水泥等一些低很多,甚至可以说是零。
一、土壤固化剂的分类:
1、电离子类土壤固化剂。 2、水化类固化剂。 3、生物酶类固化剂。
生物酶类固化剂
此类固化剂系为有机物质经发 酵而生成的蛋白质多酶基产品,为 液体状。按一定比例配制成水溶液 洒入泥土中,通过生物酶素的催化 作用,经过外力压实,使土壤粒子 之间的黏合性得以充分发挥,形成 牢固的不渗透结构。
当今水泥消耗量
2007年全国水泥消耗量 12亿吨,相当于内地百 姓每人要用1吨水泥。 另外,世界其他国家消 耗水泥的总和不过13亿 吨。
摘自《三联 生活周刊》
用C25混凝土修路时消耗量:
• 水的消耗:180kg/m³ • 水泥的用量:350kg/m³ (50公斤一袋的水泥需要七袋)
• 凝固所需要的时间:3天左右
固化酶对土壤颗粒粒径有广泛的适用范围,在固 化酶中的激活成分能使固化酶颗粒和土壤颗粒表 面活化,在水化反应过程中,使固化酶本身比表 面积增加几百倍,因此固化剂能固化粘土等细颗 粒土,与水泥相比具有优势。
三、固化酶加固地基特征
1、快干效果 由于固化剂的水化以及土颗粒间水发热反应,使土体中的含水量降低, 同时粘土颗粒凝结团粒化,改善土体的稠度,也增大了密实效果。
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