土壤固化剂简介、几 、■前言所谓固化土就是在土壤中掺入一定比例的固化剂，在最佳的含水量下经拌和、碾压，养 生后所形成具有一定力学性能的混合料土壤固化剂在欧美、日、台等地应用比较早，并且取得了明显的经济效益、社会效益和环境 效益我国于上世纪九十年代初引进了该技术，已建成了数家固化剂生产厂，并在公路工程 中进行了应用研究工作我国的一些城市在如何将固化剂应用在市政工程上也作了大量的研 究工作，这为固化技术在城市道路中的应用奠定了良好的基础一九九五年建设部召开的推 广应用固化剂工作会议和九六年建设部召开的固化土施工技术规范审查会，进一步推广了土 壤固化技术的发展目前，国内的固化剂产品大致可以分为标准固化材料和非标准固化材料两类在非标准固化 剂中按其作用原理又可以分为物理类、化学类和生物类固化剂，而化学固化材料从其组成上 应分为有机类和无机两大类：1. 有机类：可分为单组分和多组分的液体,这里的单组分和多组分并不是以往概念上的组 分，它是以固化材料原液的种类划分的2. 无机类：有固粉型和液粉型之分，而固粉类中多是以水泥和石灰为主的无机结合料，我 国现行的土壤固化材料多是以这种固化形式为主分类形势可见下表:固化剂非标准 标准物理类 生物类 化学类有机类 无机类单组分 篓组分 固粉型 液粉型我公司所生产的PSS系列产品正是无机固粉型土壤固化剂，其主要化学成分为氧化钙、 三氧化二铝、氧化硅等活性物质。
在与土拌和后在精料的催化下发生离子交换促使土颗粒凝 聚，同时固化剂中胶凝材料通过水化反应，使土壤凝结硬化，并在较短的时间内就具有较高 的工作强度我们通过大量的试验，不断对现有的固化剂成分进行调整和修改，力求使我们的产品更为完 善我公司现有的PSS型固化剂稳定土拥有以下特点；① 强度、板体性、耐久性、水稳性好，适用于各种结构的路面基层和底基层于整体强度高， 可适当减少结构层厚度，缩短施工工期，一般可降低工程造价10%〜20%② 抗冻融性能好，可以解决一直困扰公路建设的冻胀、翻浆等病害③ 抗干缩性能好试体经28天养生后，干缩系数小于0.001, —般都有微膨胀可以解决 水泥稳定土干缩性、温缩性差的缺点④ 适用范围广筑路时可以因地制宜、就地取材对含泥量较大、级配不好的砂砾、碎石、 粘性土、砂性土、粉性土、回填土、风积砂、粉煤灰、矿渣等均有较好的固化效果（腐植质 含量超过10%的土和酸性土不宜使用）既可以节省造价，又可以对废物进行利用，减少环 境污染，同时也能避免乱采砂石对环境造成的破坏，有利于环保⑤ 固化土的强度随龄期的增加而不断的增长，后期强度很高这种特征适合公路交通发展的 需要，它能科学有效地延长路面使用周期，减少维护费用。
⑥ 施工工艺简单，易控制重交通，工程量较大的工程须厂拌；一般道路可路拌，但应严格 控制拌合料含水量和均匀性能⑦ 凝结时间长，可延长施工时间混合料加水拌合后可在8小时内完成碾压，压实后可部分 开放交通一 试 验 数 据 验 证1.弯沉试验 固化土基层能形成板体结构，整体性好，承载能力大，水稳性好试验路实测弯沉值检测结果如下表；弯沉值检测结果一览表 单位：1/100 mm路段项目94.4.14 表作基层前94. 8.494. 8.2994.10.2895.4.13春融期303 线 PSS-1龄期39天64天4个月10个月加固粘土85.650.942.533.140.2423K+500 至9.89.05.26.27.0424K+50095.459.947.739.447.2303 线 PSS-1龄期4天29天3个月8个月加固砂翻浆57.239.437.629.4424K+880 至14.6&12.94.5425K+10071.747.540.533.9由表中的实测数据可以看出,固化土的路面弯沉值较未做固化土基层前有了较大的提高, 且有随龄期的增长而不断减小的趋势固化粘土基层的弯沉值在龄期为39 天时，比未做基 层前降低了68%，在第二年春融期，弯沉较未铺基层前降低了113%。
固化砂作基层的路段也 具有同样的特点，原路段在冻融期是翻浆路段，铺设固化砂基层后，第二年春融期未发生翻 浆路段，铺设固化砂基层后，第二年春融期未发生翻浆，其路面弯沉值为33.9，较原来有 了很大提高，由于固化土强度高，承载力大，可以减薄原来的结构层厚度，大连试验路经计 算采用30cm固化剂稳定土代替原设计45cm二灰稳定砂砾24小时后测定弯沉值，固化土 为98.3/100 mm,而同时施工的二灰稳定砂砾为118.8/100 mm清河、锦州电厂厂区道路， 用25cm厚固化粉煤灰，代替原40cm厚天然砂砾基层，将水泥混凝土面层，从10 cm降到5 cm经两年的行车使用，砂砾基层水泥混凝土路面已出现网状开裂，而固化粉煤灰基层水泥 混凝土路面表面平整坚实，使用效果良好2 . 强 度 试 验根据以上击实试验的结果，我们制做了不同配比，不同密实度的试件，并测其强度 结果如表间接抗拉强度(Mpa)配合比例90： 1091： 992： 893： 794： 6密实度(%)9795939795939797969397养 生 时 间7天0.120.110.100.120.110.100.110.170.160.130.1228天0.530.520.310.430.240.200.380.210.180.190.20无侧限抗压强度配合比例龄期密实度％无侧限抗压强度(Mpa)3天7天28天90天90:10971.241.874.858.77951.261.813.718.02931.111.733.467.4191:9971.121.813.617.50951.041.743.475.86931.001.612.874.8092:8971.091.763.257.2393:7971.031.672.746.13960.961.602.335.52930.921.032.234.7394:6970.991.041.793.4095:5970.560.951.822.29960.430.791.242.16930410.761.112.08由以上的强度试验可以看出,无论是无侧限抗压强度,还是间接抗拉强度都是随着配合 比的增大,密实度的提高、龄期的增长而提高的。
强度随龄期的增长非常明显，以10%PSS 固化粉煤灰95%密实度的无侧限抗压强度为例，它7天强度较3天强度增长45%， 28天较7 天增长105%， 3个月强度较28天强度增长116%，可见它的后期强度仍有很高的增长，鉴于 固化粉煤灰的这种特点，参考《公路路面基层施工技术规范》中有关水泥稳定土的强度标准， 10%PSS固化粉煤灰可作路面基层，用5%PSS固化粉煤灰作路面底基层3 . 固 化 土 的 强 度 与 龄 期 的 关 系我们将10%PSS固化粉煤灰；6%PSS-1固化砂砾；10%PSS-1固化中液限粘土； 4%PSS固 化低液限粘土和10%PSS-1固化粉质中液限粘土的强度随龄期的变化绘于图中从图中我们可以清楚地看到固化土的无侧限抗压强度是随龄期的增长的或促使固化粉 煤灰和固化砂砾的强度增长得最多，而固化低液限粘土和固化粉质中液限土的强度增长相对 较少固化土的间接抗拉强度也是随龄期增长而增长4 . 干 缩 试 验水泥稳定土、石灰稳定土的干缩性比较大，水分的变化往往会导致基层产生干缩裂缝， 经过一段时间的交通荷载作用之后，这些裂缝就会反射到沥青面层上，称之为反射裂缝 而固化剂稳定土拥有板体性强的特点，这就在一定程度上提高了路基的稳定性，抑制了反射 裂缝的产生。
同时，固化剂的水化反映相对于水泥和石灰来讲剧烈的程度差，时间长，促使 了后期强度的增长，这就使固化土的稳定性明显优于水泥稳定土和石灰稳定土其具体数据 可见下表：混合料种类干缩系数固化土<0.0001水泥稳定土0.00019~0.0003粉煤灰石灰土0.00008~0.00035 . 耐 久 性 试 验 简易道路的路面、高等级公路的路面基层、水土流失边坡、防洪堤坝以及软弱地基等盐 土工程,PSS固化剂处理后，虽然交通车辆的长期运行或洪水侵蚀，其稳定性和承载能力较同 样用水泥稳定沙砾作基层要耐久.例如:吉林省浑江试验路,为山区道路,路基长期受洪水的侵蚀,原二灰稳定碎石基层修 筑，半年后就出现严重的破坏，出现大面积坑槽,PSS固化剂稳定山皮土对翻浆路面进行补强 度，大面积路段应用10 cm厚固化剂稳定山皮土进行补强，取得了良好的应用效果.试验路经 半年多的行车和98年特大洪水的考验，路面稳定，未出现破坏现象.沈阳市虎石台区用固化 剂稳定山皮土铺筑的厂区道路，路基铺筑后一个月即受洪水冲击，整个路基在水中浸泡近一 周，水排除后路基未出现松软、泥泞，经弯沉测定，平均弯沉值57 / 100 cm,仍满足强度要求, 实践证明固化土具有良好的水稳性.此外,北方地区受气温影响，冬季的最底气温可达零下30r,因此要求经固化剂处理后，能经 受住抗冻循环•下表是PSS固化剂与325R水泥稳定部分土样抗冻融对比试验.PSS 固化剂与 325R 水泥稳定部分土样抗冻融对比试验结果土样种类稳定剂种类掺里（%）质量损坏（％）强度损坏（％）3次6次9次12次3次6次9次12次中液限粘土固化剂100.233.354.154.48-13.355.2769.578.3水泥1014.36完全 破坏33.91完全 破坏粉质液 限粘土固化剂92.875.827.987.3637.867.2374.2780.83水泥94.87完全 破坏39.61完全 破坏低液限粘土固化剂46.08完全 破坏46.84完全 破坏粉煤灰13水泥1014.99完全 破坏82.1完全 破坏粉煤灰固化剂100.036.1114.6717.20-29.018.3327.0337.24水泥1015.6135.0453.5078. 8276.0382.5187.2087.92砂砾固化剂60.0630.73-23.4水泥60.0243.6424.8备注：抗冻融试验采用美国和日本对水泥稳定土进行冻融循环的试验方法，细粘土为05OX 50mm，砂砾为0100X 100mm。
试件成型后在20°C±2°C的养生箱中保。