[发明专利]一种高液限土用复合固化剂及其使用方法和应用

说明书

本发明提供了一种高液限土用复合固化剂及其使用方法和应用，该高液限土用复合固化剂由以下重量百分比的原料组成：硅酸盐水泥35～45％，矿渣粉35～43％，生石灰8～11％，木质素9～13％。采用本发明高液限土用复合固化剂，使改良后的高液限土的CBR值显著提高，并能满足路基填料要求，解决高液限土不能用于路基填料的问题。而本发明固化剂通过添加矿渣粉、生石灰、木质素来减少水泥用量，使工业副产品矿渣、木质素实现变废为宝，避免了资源的浪费同时降低施工成本，符合可持续发展理念。

技术领域

本发明属于高液限土技术领域，尤其涉及一种高液限土用复合固化剂及其使用方法和应用。

背景技术

高液限土的液塑限高、含水率高、孔隙比大、强度较低及压缩性较低。《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)规定，液限大于50％、塑性指数大于26的高液限土不得直接用作路基填料，应采取一定的措施对其改良，经检查合格后方可使用；在强度方面规定一级公路路基填料最小强度(CBR)要求为8％。

广东湛江总体地形平坦，地貌单元有海积平原、冲洪积洼地、冲洪积平原、微丘台地。湛江地区雨水多，雨季时间长，长期以来，用于路堤填料或路堑土多数液限指数较高，塑性指数过大，粘土颗粒成分含量过高，对公路路基的强度和稳定性、路面的耐久性影响较大。

目前针对高液限土，施工单位普遍采用弃方换填或改良等方式进行处理以满足规范要求。广东地区高液限土含量大，采用弃方换填方式将增加工程造价，增大施工场地安排难度，且土方运输对环境也有不利影响。

程涛等通过试验获得了不同性能高液限土的最佳掺砂比例，李方华研究了不同性质高液限土的最佳掺砂砾石比，赵朝阳进行了石灰改良高液限土试验的研究，提出了路基填筑改良措施，龙韬进行了掺砂对湖区路基粘土工程性质的影响研究，得出掺细砂对承载比提高有明显作用，朱冬梅等研究了高液限土的改良填筑施工工艺，分析了各种方案的改良效果和机理，杨和平等研究了石灰改良高液限土的路用特性，曾静等研究了高液限土与红粘土路用性能。

上述对高液限土路基改良的措施一般是选择单掺水泥、砂或者石灰。由于条件限制及考虑环境保护，单一材料往往难以大量获取，且价格变化的幅度大，不利于控制工程成本，因此，本发明提出一种新的高液限土用复合固化剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种高液限土用复合固化剂及其使用方法和应用，性能优越，经济合理，经改良后的高液限土的CBR值显著提高，并能满足路基填料要求，解决高液限土不能用于路基填料的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种高液限土用复合固化剂，由以下重量百分比的原料组成：硅酸盐水泥35～45％，矿渣粉35～43％，生石灰8～11％，木质素9～13％。

本发明固化剂中，水泥是一种水硬性无机凝胶材料，常用来治理软土路基，其固化机理是水泥与水发生水化反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等凝胶状水化物，这些水化物与土壤中的活性成分反应生成片状、纤维状或针状的晶体，增大了土颗粒间的连接，在土壤中形成稳定的网状结构，使土壤的强度得到提高。

矿渣粉是钢铁厂冶炼过程中产生的粒化高炉废渣经干燥、研磨后得到的粉体材料，是一种具有潜在活性的工业废弃物，廉价易得，在使用水泥改良高液限土时掺入矿渣，可节省水泥用量，降低成本；矿渣能够填充土颗粒间的空隙，碾压后土体更加密实，早期强度得到提升。同时在土壤中吸收水分离解出大量离子并与土中矿物反应生成凝胶物，增强了土的黏聚力，其中钙离子还能与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙，使土壤强度进一步提高，掺入矿渣粉使后期强度明显提升，使土体具有良好的抗海水侵蚀性、抗侵蚀性，具有较好的工作性能。

此外，矿渣用于改善高液限土，可实现废料再利用，有利于环境保护；矿渣价格较水泥便宜，在改良中可节省约大量的水泥用量，又能够保证改良后强度达到要求。