[发明专利]一种利用土壤固化剂制备固化土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地基技术领域，尤其涉及一种固化土的制备方法。

背景技术

随着我国道路基础设施建设规模的迅速发展，交通量和重载车辆与日俱增，对各等级道路的路基路面结构的使用性能提出了更高要求。为了保证公路工程质量并降低工程造价，选择高效的筑路材料至关重要。传统的基层筑路材料一般采用天然砂石料、砂砾料等，然而，这类资源越来越少，并且建设成本也高，对环境破坏和污染也较大。

浙中地区的地质土层多为由流纹岩、凝灰角砾岩风化残积而形成的红粘土。红粘土具有与一般正常沉积粘性土不同的物理及力学特征，其表现为网纹特征明显，粘粒含量高，密度低、液塑限高、压实性差等，因而在工程应用中会引发诸多工程危害，如干温缩引起的收缩裂缝、遇水土体软化易流失，形成不均匀沉降等。现有公路工程中普遍采用水泥、石灰、粉煤灰等传统土壤固化材料，然而，这存在明显的不足，主要表现在：固化土强度形成缓慢，早期强度低，影响施工进度；固化土干缩大、易开裂、水稳性差；固化土受土壤类别限制较大，对塑性指数高的粘土、有机土和盐渍土固化效果差，甚至没有固化作用，因而难以满足浙中地区工程建设发展的需要。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种适合浙中地区的、可利用施工地的土壤来制备固化土的方法，该方法具有节约能源、成本较低、对环境破坏和污染较小的优点，可满足工程建设发展的需要。

本发明提供一种利用土壤固化剂制备固化土的方法，其包括以下步骤：

⑴提供土壤固化剂，并将所述土壤固化剂用水稀释得到含土壤固化剂的溶液，所述土壤固化剂为路邦离子土壤固化剂；

⑵将所述含土壤固化剂的溶液与土壤混合均匀，得到混合料，其中，所述含土壤固化剂的溶液中所述土壤固化剂与所述土壤的质量比为1:10000～2:10000，所述土壤为浙中地区的红粘土；以及

⑶对所述混合料进行碾压，得到压实度为96％～98％的固化土。

其中，所述含土壤固化剂的溶液中所述土壤固化剂与所述土壤的质量比为1.2:10000～1.6:10000。

其中，所述含土壤固化剂的溶液中所述土壤固化剂与所述土壤的质量比为1.4:10000。

其中，所述土壤固化剂为路邦EN-1离子土壤固化剂。

其中，所述含土壤固化剂的溶液中所述土壤固化剂与水的体积比为1:100～1:400。

其中，所述含土壤固化剂的溶液中所述土壤固化剂与水的体积比为1:300。

与现有技术相比较，本发明所述利用土壤固化剂制备固化土的方法具有以下优点：由于土壤固化剂具有“亲水头”和“疏水尾”，并且选择所述土壤固化剂与土壤的质量比为1:10000～2:10000这一特定的质量比，因而所述土壤固化剂可与红粘土中大部分的粘土颗粒表面吸附的阳离子发生离子交换反应，减小了土壤颗粒表面的固定层和扩散层的总体厚度，使颗粒表面结合水膜变薄，从而引起粘土颗粒之间的引力增加，斥力减小，进而促使粘土颗粒聚集、凝结而形成更大的颗粒，因此，固化土变得更密实，固化土的力学强度提高。在这一过程中，粘土矿物晶格结构并没有解体破坏。该方法可快速将土壤经过土壤固化剂的处理后而得到符合工程的要求的固化土，效率较高，还具有节约能源、成本较低、对环境破坏和污染较小的优点，并可满足工程建设发展的需要。

由于土壤固化剂与水的体积比为1:100～1:400，使得所述含土壤固化剂的溶液具有合适的粘度，能够较好的向土壤的内部扩散和渗透。

优选的，所述含土壤固化剂的溶液中所述土壤固化剂与所述土壤的质量比为1.2:10000～1.6:10000。更优选的，所述含土壤固化剂的溶液中所述土壤固化剂与所述土壤的质量比为1.4:10000，此时，得到的固化土的塑性指数降至最低，无侧限抗压强度达到最大。

附图说明

图1为不同土壤固化剂与土壤的质量比下混合料的塑性指数的测试结果(其中，横坐标土壤固化剂掺量是指土壤固化剂与土壤的质量比)。

图2为不同土壤固化剂与土壤的质量比下固化土的无侧限抗压强度测试结果(其中，横坐标土壤固化剂掺量是指土壤固化剂与土壤的质量比)。

图3A至3G依次为土壤固化剂与土壤的质量比为1:10000、1.2:10000、1.4:10000、1.6:10000、1.8:10000、2:10000的固化土的扫描电镜照片(放大倍数为10000倍)。