[发明专利]一种应用于软土地基的固化剂及固化工艺

说明书

本申请涉及建筑施工领域，更具体地说，它涉及一种应用于软土地基的固化剂及固化工艺。固化剂包括如下重量份的原料组分：硅酸盐水泥：20～30份；石膏：10～18份；矿物掺和料：50～60份；碱性激发剂：8～13份；羧酸盐：5～10份；表面活性剂：0.05～1份。本申请的固化剂能够改善膨胀组分的作用效果，最终提高对软土地基的固化强度。

技术领域

本申请涉及建筑施工领域，更具体地说，它涉及一种应用于软土地基的固化剂及固化工艺。

背景技术

土壤固化剂是一种用于固化土壤的新型节能环保工程材料，其广泛应用于公路的基层、水利护坡等工程建设中，并能够有效提高软土地基的强度、密实度及弯沉值等指标，从而防止地基出现沉降、塌陷等问题。

土壤固化剂通常由多种无机、有机材料合成，无机材料中的膨胀组分含有硫酸根离子，在水化反应后能够生成钙矾石，并利用钙矾石形成过程中的膨胀特性，使其填充于软土结构中的孔隙内，从而提高地基的密实度与强度。

发明人认为软土的固化主要依靠于水泥的胶结作用，利用水泥水化反应形成的凝胶与软土胶结固化，从而提高软土地基的强度。而钙矾石的膨胀特性，一方面能够起到填充软土孔隙的作用，增强软土地基的密实度与强度；另一方面，钙矾石的过度膨胀也会对水泥的胶结结构产生应力破坏，导致软土地基过固化强度的下降。

申请内容

为了缓解膨胀组分的过度膨胀对水泥胶结结构造成的应力破坏，导致软土地基固化强度下降的问题，本申请提供一种应用于软土地基的固化剂及固化工艺。

第一方面，本申请提供一种应用于软土地基的固化剂，采用如下的技术方案：

一种应用于软土地基的固化剂，包括如下重量份的原料组分：

硅酸盐水泥：20～30份；

石膏：10～18份；

矿物掺和料：50～60份；

碱性激发剂：8～13份；

羧酸盐：5～10份；

表面活性剂：0.05～1份。

通过采用上述技术方案，水泥能够与矿物掺和料发生水化反应，生成硅酸三钙、铝酸三钙与硫铝酸钙等水化凝胶，并包裹于软土颗粒表面，逐渐形成相互交联形成网状结构，从而将软土地基固化。

同时，在碱性激发剂的催化作用下，石膏与水化产物中的部分铝酸三钙反应形成钙矾石，且钙矾石在形成过程中，体积发生膨胀，从而使软土结构中的孔隙不断被填充，增强了软土结构的密实度，提高软土地基的固化强度。

羧酸盐与钙离子之间存在着络合-解离平衡，因而羧酸盐能够促使钙矾石表面的钙离子不断溶解，同时，溶解后的钙离子不断络合形成沉淀，沉积在钙矾石表面，在上述这种络合-解离平衡，导致钙矾石的菱角发生改变，形成体积更为细长的晶体结构，从而抑制钙矾石的膨胀作用，降低钙矾石的膨胀对水泥胶结结构的破坏，保障软土地基的固化程度。

优选的，所述矿物掺和料采用重量比为(20～30):(25～35):(1.5～3)的粒化高炉矿渣粉、粉煤灰与氧化铝粉组成。

通过采用上述技术方案，粒化高炉矿渣粉与粉煤灰中含有较多的活性成分，有利于形成更多的水化产物，促进软土地基固化程度的提高。添加氧化铝能够促进水化铝酸三钙的形成，从而促进石膏与铝酸三钙反应并生成钙矾石。因此，氧化铝的添加促使钙矾石在水泥胶结结构尚未成型之前形成，从而减少钙矾石的膨胀对水泥胶结结构的破坏，尽可能的保障软土地基等固化强度。

优选的，所述固化剂的原料组分还包括3～5份的钙基膨润土。