化学法固化土基试验研究

林茂+田艳凤+余晓青+胡功笠

摘要：本文依托土壤固化劑的固化机理，采用“土固精”土壤固化剂对土壤进行固化，通过试验得出最佳配合比，在此基础上，分析养护条件对固化土强度的影响，研究其固化效果。

关键词：土壤固化剂；无侧限抗压强度；击实试验

我国对于土壤固化剂的研究尚处于起步阶段，但也取得了一定的成果，许多我国自主研制的土壤固化剂也从实验室应用到了工程实践。本文主要以机场建设过程中的地基处理为研究对象，经过处理的土壤将作为道面基层的材料，以期为机场道面土基处理及战时抢修抢建提供参考。

一、试验材料与方法

1、土样。本次试验采用土样为徐州地区普通土壤。试验土样共制备3组，1～3组土样的表观密度分别是1.65、2.01、2.11 g·cm-3，含水率分别是16.22、22.58、15.09%。

2、土壤固化剂。本次试验所选用的固化剂为“土固精”牌液体土壤固化剂，该土壤固化剂是一种无毒、无害、无污染的环保高聚类有机溶液，是第八代高分子土壤固化剂，其主要成分是离子化合物、水、引发剂、活性剂、溶液呈黑色、橙黄、蓝色、紫色，密度一般在1.25～1.75g/ cm3，塑性指数IP大于7，粒度成分ps大于18，PH值大于10，沸点大于100℃，是一种无毒、无害、无污染、无挥发，非易燃的环保产品，在使用的过程中也无需采取特殊防护措施。

二、试验方法

试验方案对于土基的处理采用三种方法，一种方案是针对不同含水量的土壤进行固化处理后进行击实；二是击实后进行无侧限抗压强度试验；第三种是养护后不同龄期固化土壤进行无侧限抗压强度试验，并详细分析该土壤固化剂的固化性能，为后续实际工程推广应用积累试验数据。

1、击实试验。以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制干密度和含水量的关系曲线，曲线上峰点的坐标分别为土的最大密度和最优含水量，如果连不成完整的曲线，应进行补点试验。

通过图1可以看出，当混合料中含水率为18%，此时对应的混合料的密度为最大值。因此最佳含水量为18%，最大干密度为1.992g/cm3。按照含水率为18%时对应的土、固化剂、水的比例关系进行配合比设计，经过击实试验后得到的试件脱模后，放入（20±2）℃，相对湿度≥95%烘箱内，进行6天养护，而后第7天放入25°左右的水中养护，而后进行无侧向抗压强度试验。

2、无侧限抗压强度试验。测定试件的无侧限抗压强度，以得到符合试验要求的配合比。然后对不同龄期的试件进行测定，进而得到最佳试验结果。

（1）测定最佳配合比对土样掺配不同比例（5%，10%，15%，20%，均为干土的百分比）的固化剂进行无侧限抗压强度试验，对试验土样的应力应变曲线进行分析整理，结果见表1所示。

通过表1可以看出，在同等条件下添加几种不同比例的固化剂后，发现当固化剂含量为15%时，试件的无侧限抗压强度表现出最优，由此可以推断出当土壤中加入15%左右的固化剂时固化效果最好。

（2）测定合适的养护时间

为了进一步优化试验结果，对添加15%固化剂的土壤在不同龄期条件下的无侧限抗压强度进行测试，以期得到最佳试验效果。试件在不同龄期浸水的无侧限抗压强度试验结果见表2所示。通过表2可以看出，在浸水条件下，固化土的无侧限抗压强度随着龄期的增加而增加。

三、结语

通过对该土壤固化剂加固土基试验研究，可以初步得出以下结论：（1）该土壤固化剂的加入使土基的无侧限抗压强度明显提高，在获得相同抗压强度下可以节约水泥用量，降低工程施工成本；（2）该土壤固化剂加固土的无侧限抗压强度受固化剂掺量和龄期影响较大，可以根据工程需要和施工工艺调整固化剂配方；（3）该土壤固化剂早期强度高，可以加快施工进度；（4）作为飞行场区，需要对该土壤固化剂固化过的土基的耐久性和渗透性进行研究。土壤固化剂作为一种新材料需要在军事工程抢修抢建实践中不断改进和提高。

参考文献

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[2] 龚建华，喻召等.沿海盐渍淤泥土壤固化方法和应用[J]. 江苏剪裁，2016（8）.

[3] 马天水.土壤固化技术[J].油气田地面工程，2014（6）.