浅谈土壤固化的作用机理湖南路捷能源科技有限公司土固精摘要：土壤固化剂加固土是利用产量多、产地广的当地材料一土作为主要材 料，而土的开采和加工都比较容易，因此在技术上和经济上都具有重要意义离子 型土壤固化剂属于有机化合物类土壤固化剂，其优点是用量少，易于运输,施工方 便，早期和后期强度易于控制，对土的适应性强本文结合离子型土壤固化剂的固 化机理，深入研究土固精牌土壤固化剂改良的作用机理，验证改良后路面结构的 可行性关键词：土固精土壤固化剂加固土强度固化机理公路目前，对于一些常用的土壤固化剂作用机理研究的较为充分，如水泥、石灰 和二灰土等水泥土在固化稳定土壤过程中的主要作用包括，水泥的水解和水化 反应、离子交换和团粒化作用、火 灰反应和碳酸化作用等石灰土在固化过程 中，存在离子交换和絮凝团聚作用、火山灰反应、自身结品和碳酸化作用二灰 土强度形成过程发生的基本作用除了石灰土的各种作用外，还包括有石灰和粉煤 灰之间的火山灰反应新型土壤固化剂在加固土壤时所表现出来的各种作用非常 复杂和多种多样，因土壤的性质和土壤固化剂的不同而异，所以国内外学者对新 型土壤固化剂的固化机理研究的比较分散，大部分是针对某种或某一类土壤固化 材料进行研究。
研究土壤固化剂固化机理的试验方法，多是借助扫描电子显微镜 (SEM)和X射线衍射仪，从微观角度来研究土壤结构的变化和新物质的生成土壤固化剂固化机理归纳总结起来，可以概括为物理力学过程、化学过程和 物理化学过程3大过程物理力学过程是指土壤固化剂在固化土壤时，士料经过 粉碎、拌合和压实，土体的基本单元在外力的作用下彼此靠近，从而减少土体的 空隙率，增大密实度，降低渗水性，这种过程是可逆的，土体的强度随着外界条 件的改变会发生变化物理力学过程是一种最简单、最基本的加固手段，但该过 程是任何类型的土壤固化剂在固化土壤时都必需的，因为固化土壤的密度和土壤 固化剂在土体中的均匀性，对强度的形成具有非常重要的作用化学过程是指土壤固化剂在固化土壤的过程中，其本身组分发生的化学反 应、土体与土壤固化剂中的某些组分发生的反应等前者包括无机类土壤固化剂 材料本身的水解与水化反应、与空气中二氧化碳的碳酸化反应，有机类土壤固化 剂的聚合与缩聚反应等；后者如土壤固化剂中的组分与土壤颗粒之间的火山灰反 应、有机高分子与土壤颗粒表面间的络合反应等物理化学过程主要指土壤颗粒与土壤固化剂中各组分的吸附过程，包括物 理吸附、化学吸附和物理化学吸附。
物理吸附指在分子力的作用下，土体的基本 单元将土壤固化剂中的某些组分吸附在其表面使其表面自由能得以降低化学 吸附指吸附剂与被吸附物质之间发生化学反应而生成新的不溶性物质，并在吸附 剂与被吸附物质之间形成化学键物理化学吸附指土壤固化剂中的某些离子与土 体基本单l元表面的离子发生了离子交换吸附在土壤固化剂与土体的物理化学 作用过程中，无机类土壤固化剂主要是物理化学吸附，如无机类土壤固化剂中的 钙盐、镁盐溶解后，钙离子和镁离子与土体基本单元所吸附的钠离子发生交换反 应，可以增加土壤颗粒的团聚作用；有机类土壤固化剂主要是物理吸附和化学吸 附过程，如高分子材料的某些基团与土壤颗粒之间的物理吸附，高分子材料与土 壤颗粒吸附的离子之问可以发生化学吸附以上这3种过程因土壤固化剂的成分不同而不同，但是这3种过程并不是 相互孤立的，而是相互联系和相互促进的在这3种过程中，只有化学过程和物 理化学过程能使土体的力学性能、抗渗性能、耐久性能等工程性能得以改善，而 物力学过程则是保证化学过程和物理化学过程更好地发挥作用土固精”土壤 固化剂与含有一定水分的土壤混合后，使胶质电离失去表面阳性，并发生一系列 物理化学反应，溶液中的高价离子可以改变土壤颗粒表面电荷的特征，降低土壤 颗粒间的排斥力，破坏土壤颗粒间的吸附力，使之无法更多余地吸收水份，而且 这种电反应是恒久的，不可逆转的，从而使土壤中的含水量达到稳定平衡，同时 形成结晶盐，以致处理后的路基固化土永远不会比未经土固精处理的土壤更干燥 或更潮湿，因此固化土一旦被压实稳固，将不再发生湿涨和塑化。
土固精在置换土粒表面的水分子，同时还生成一种不可溶解的终合物，发挥 类似水泥的凝固作用，对土壤的压实密度有着直接作用；而且土壤颗粒之间的距 离缩短减少空隙、承载能力大大加强，从而达到高斥水性、高压实度、强承载力 和抗压强度。