[发明专利]一种用于固化海相软弱土的固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种固化剂，尤其涉及一种用于固化海相软弱土的固化剂，属于软弱土固化技术领域。

背景技术

陆地上火成岩或水成岩经历千百万年的气候变化，岩石风化粉碎，细小的岩土颗粒在内陆河流或沿海潮汐水力的搬运作用下，在入海口及沿岸，在江湖水库等缓流地带会淤积沉淀形成软弱土层，同时还会夹带有上游的生活及工业污染物。

由于软弱土层一般具有颗粒细、有机物含量高、含水率高、不易降水等特点，致使软弱土的承载力低、孔隙率高、承载后沉降幅度大，很难直接作为建筑地基使用。所以，随着国民经济建设的发展，在沿海经济建设、水利工程建设、海洋工程建设及城市建设中必然会产生大量的软弱土处理问题。一方面，软弱土的堆放既占用了大量的土地，又会产生污染物扩散和破坏水环境问题；另一方面，工程建设用地对土方又有大量的需求，而开山采石，挖河采砂同样会对资源、生态环境生产难以修复的破坏。因此，为解决这样的需求和日益突出的环境污染之间矛盾，国内外对软弱土的固结进行了大量的研究，其中在软弱土地基降水、采用固化剂固结软弱土等方面取得了较好的成果。

采用固化剂固结软弱土是目前最有发展前景的技术，该技术是将淤泥等软弱土原地搅拌固结，所需的施工周期较短，一般在30天以内就能完成，而且采用固化剂固结后的地基承载力高(0.1MPa～3.0MPa)，完全能够达到中国、美国、日本等国家对地基承载力的要求：中国对地基承载要求一般为0.06MPa～0.25MPa，美国为0.12MPa～0.35MPa，日本为0.12MPa～0.3MPa。

现有技术中普遍采用的软弱土固化剂主要还是采用水泥、石灰及钢渣等材料，每立方米掺加量在220kg～400kg。国内外普通采用的方式是将水泥类无机材料与淤泥等软弱土一起搅拌均匀，然后进行拉运摊铺或堆载固结。但是水泥类无机材料用于固结淤泥等软弱土时的掺加量较大，无侧限抗压强度较低；如采用水泥固结高含水率(90％～1500％)淤泥和腐殖黑泥的掺加量在12％～30％的范围时，固结28天后的无侧限抗压强度仅为0.1MPa～0.6MPa。也有采用掺加大量无机材料如粉煤灰、石灰、矿渣、炉渣等，但是其缺点是掺加量高达25％-60％，而且这些材料来源不便，运输量大，难于大面积推广应用。所以能否通过改进和提高软弱土固化剂的性能，利用物理和化学相结合的方法，从而减少施工周期、提高承载力、降低外来材料的掺加量，成为本领域主要的发展方向。

发明内容

本发明针对以上现有技术中所存在的缺陷，提出一种成份简单、配伍合理、掺加量少的用于固化海相软弱土的固化剂。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种用于固化海相软弱土的固化剂，该固化剂包括以下成份的重量份：

水泥熟料：10～40；水渣或矿渣：20～75；微硅粉：1.5～5.0；聚羧酸系减水剂：0.1～2.0；石灰：1.0～5.0；石膏：1.0～5.0；元明粉：1.0～5.0；烧碱：0～10；水玻璃：0～10；氟硅酸钠：0.1～3.0。

本发明的上述固化剂，主要原料水泥熟料与水渣或矿渣，其成分中硅铝基的含量较高，与海相软弱土原生硅铝基矿物的组成具有相似性，有利于形成与海相软弱土颗粒同相或类同相的接触。其次，本固化剂的胶凝形成是在适度的碱性条件激发下，发生的晶格重排或重结晶，水化后形成的胶凝稳定。另外，本发明的固化剂颗粒粉未与软弱土颗粒之间可相互填充，形成紧密的堆积结构，使软弱土形成不同程度的自紧密体系，再加上固化剂本身的强度和硬度，当固化剂与软弱土通过水化相互搭接后，起到了强有力的“微集料填充”和“骨架支撑”的作用。所以，本发明所用固化剂主要材料采用水泥熟料和水渣或矿渣，它们的主要成份是硅铝基的材料，使各材料组分之间起到一个相辅相成的作用，起到了较佳的效果，能达到较强的固结效果。采用本发明的上述固化剂的成份比例，可使材料在使用过程中相互诱导激发，提高了掺加量下的活性；采用上述成份比例的固化剂制成的固化剂在应用过程中，减少了固化后固结体的总孔隙率，增加了抗渗透性的能力，无侧限抗压强度高。掺加量少，达到的效果佳，有利于大规模工业化应用。

作为优选，本发明上述的一种用于固化海相软弱土的固化剂，其特征在于：该固化剂包括以下成份的重量份：

水泥熟料：20～30；水渣或矿渣：35～60；微硅粉：2.0～4.0；聚羧酸系减水剂：0.5～1.5；石灰：2.0～4.0；石膏：2.0～4.0；元明粉：2.0～4.0；烧碱：0～6.0；水玻璃：0～6.0；氟硅酸钠：0.5～2.0。