[发明专利]一种化学改良湖相泥炭质土的方法及应用

说明书

本发明公开了一种化学改良湖相泥炭质土的方法，该方法包括：一、向湖相泥炭质土中掺入化学改良剂后搅匀压实，经密封闷料得到预制件；二、预制件养护得到化学改良后的湖相泥炭质土；本发明还公开了上述方法现场改良湖相泥炭质土的应用，采用三轴深搅机对现场搅拌深度范围内的湖相泥炭质土注入化学改良剂浆液，然后进行两喷三搅。本发明从土的成分入手，采用化学改良法加固湖相泥炭质土，通过水泥与湖相泥炭质土中的有机质反应产生加固作用，并凝结硬化构成水泥土骨架，提高了土体强度，同时通过控制水灰比使得水化产物逐渐搭接形成稳定的网络结构，进一步提高了改良后湖相泥炭质土的强度；本发明的应用提高了改良后湖相泥炭质土的强度。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种化学改良湖相泥炭质土的方法及应用。

背景技术

滇池湖相沉积的泥炭质土有机质含量高，属于特殊的区域性软土，其极差的工程特性对泥炭质土场地上的工程设计及施工产生了非常大的影响，出现很多工程事故，需对其进行处理才能满足工程需要。因此，对湖相泥炭质土改良剂方面的研究成为了热点。

改良剂的种类很多，工程上最常用水泥等建筑材料作为改良剂，对泥炭质土进行固化以提高其强度，但存在外加剂种类少，固化效果基本都基于室内试验，且仅选择一个工点的泥炭质土进行试验研究。也有利用微生物作用于泥炭质土，通过加快土中有机质分解速率，在较短时间内显著降低有机质含量、改善其工程性质；虽然微生物改良选择多个场地泥炭质土进行室内试验，但改良后的强度没有明显增长，且时间成本及改良成本均较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种化学改良湖相泥炭质土的方法。该方法从土的成分入手，采用化学改良法加固湖相泥炭质土，通过水泥与湖相泥炭质土中的有机质反应产生加固作用，并凝结硬化构成水泥土骨架，提高了土体强度，同时通过控制水灰比使得水化产物逐渐搭接形成稳定的网络结构，进一步提高了改良后湖相泥炭质土的强度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种化学改良湖相泥炭质土的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、向湖相泥炭质土中掺入化学改良剂得到混合物，并控制混合物中的水灰比为0.6:1～1.2:1，然后搅拌均匀并压实成型，经密封闷料24h后得到预制件；所述化学改良剂中含有水泥，且水泥的质量为湖相泥炭质土质量的25％～30％；

步骤二、将步骤一中得到的预制件放置于湿度为95％、温度为20℃的条件下养护，得到化学改良后的湖相泥炭质土。

本发明采用含有水泥的化学改良剂对湖相泥炭质土进行作用，通过水泥与湖相泥炭质土中的有机质反应产生加固作用，即水泥加入后与湖相泥炭质土中的水不断地进行水解水化反应，生成的水泥水化产物Ca(OH)₂与土中活性物质火山灰发生反应，使得硅酸钙类及铝酸钙类水化物晶体与土颗粒结合形成牢固的空间联结，产生胶结作用使土体强度提高，同时凝结硬化构成水泥土骨架，协同提高土体强度；另外，水泥中的Ca²⁺，A1³⁺离子与湖相泥炭质土中的腐殖酸发生反应生成钙、铝键等复合体，减少了湖相泥炭质土中的有机质含量，降低了有机质与水泥中矿物经吸附作用形成吸附层延缓水泥水化进程、以及有机质中富啡酸的分解作用破坏水泥土结构形成的不良影响。综上，本发明采用含有水泥的化学改良剂对湖相泥炭质土进行作用，一方面增加了水泥强度，另一方面也减少了有机质中成分对水泥加固的影响。

水泥优选采用硅酸盐水泥，硅酸盐水泥主要包括提高早期强度的硅酸三钙(3CaO·SiO₂)、增强后期强度的硅酸二钙(2CaO·SiO₂)、促进早凝的铝酸三钙(3CaO·Al₂O₃)、促进早期强度但强度低含量较少的铁铝酸四钙(4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃)、硫酸钙(CaSO₄)等。水泥在加固土体时的化学反应如下：