[发明专利]一种处理深厚软基土层的固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在各种工程中用于处理深厚软基土层的固化剂及其制备方法。

背景技术

公路，尤其是高速公路往往由于线路的要求需在深厚软基地带填筑高路堤。而建在这些软基上的路堤，如若软基没处理好，就有可能在施工时出现失稳或在工程竣工后发生过大的基础沉降。故资金充裕的发达国家对于此类问题一般选用旱桥施工来避免此后可能出现的复建带来的巨大损失。我国沿海，除山东部分地段外，大部分的海岸线为淤泥质海岸。沿海的大江、大河河口附近的平原以及内陆平原多为河相、海相或泻湖相沉积层，大多属于饱和的正常压密粘土。土的类别多为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土等土层。这些软土一般具有高含水量、大孔隙率、低密度、低强度、高压缩性、低透水性等特点。在此类地基上做工程，如果软基处理不好或施工程序不当都会给工程质量带来不利影响，甚至造成工程失败。此类的质量故事实例时有发生，二次处理的费用高昂。

深厚软基上高路堤的主要处治技术包括排水固结法、反压护道、垫层及浅层处理、土工合成材料、复合地基等。地基加固技术有堆载预压法、真空联合堆载预压法、复合地基法等。水泥深层搅拌法始于美国，20世纪50年代引入日本，并开发研制出各种规格的深层搅拌机械。其后深层搅拌法在软弱地基加固中得到广泛使用。我国也于七十年代开始进行深层搅拌法的室内试验和机械研制工作，现今已广泛应用于地基加固、边坡防护、防渗等工程项目中。水泥深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制拌和，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基或地下挡土构筑物。水泥深层搅拌法适宜于处理淤泥、淤泥质土、黏土、粉质黏土、粉土等软土地基、边坡支护、基坑防渗等。

如何开发研制新的更为有效的固化剂用于处理深厚软基土层是业内人士人人为之努力探索的问题。

发明内容

本发明的目的提供一种处理深厚软基土层的固化剂及其制备方法。该固化剂能使处理后的软基土体在无侧限抗压强度、变形性、渗透特性以及抗液化能力等方面均有明显改善。

一种处理深厚软基土层的固化剂，其特征是由具活性的金属氧化物Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO和具活性的非金属氧化物SiO₂、SO₃以及脂肪族磺酸盐减水剂(aliphat sulfate water reducer)组成，所述的SO₃以SO₄^2-形态存在，各组分按重量百分比计：

具活性的金属氧化物Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO，其中：

Al₂O₃  10～20％，

Fe₂O₃  3～10％，

CaO    30～50％，

MgO    2～5％；

具活性非金属氧化物SiO₂、SO₃，其中：

SiO₂   25～40％，

SO₃    1～5％；

脂肪族磺酸盐减水剂0.1～0.5％。

所述的脂肪族磺酸盐减水剂从浙江省江山市博盛化工科技有限公司购买。

一种处理深厚软基土层的固化剂的制备方法，按以下步骤进行：

(1)将金属氧化物和非金属氧化物按确定的重量百分比配比后，置于烘干机中烘干后，再在750～850℃内加热3～4小时；

(2)用球磨机磨细至80μm方孔筛筛余不大于4.0％；

(3)最后按确定的重量百分比添加脂肪族磺酸盐减水剂搅拌均匀，制得处理深厚软基土层的固化剂。

本发明的固化剂能使处理后的软基土体在无侧限抗压强度、变形性、渗透特性以及抗液化能力等方面均有明显改善。

具体实施方式

表1.是本发明实施例1～4所用原料及配比。

表1  各实施例所用原料及配比              单位：％

表中脂肪族磺酸盐减水剂从浙江省江山市博盛化工科技有限公司购买。

一种处理深厚软基土层的固化剂的制备方法，按以下步骤进行：