[发明专利]一种石灰类土壤固化剂

说明书

本发明属于建筑材料石灰类。

各种建筑物的地基以及道路的基层和底基层往往需要加入石灰类固化剂以提高其强度。但是现有的石灰类土壤固化剂所固化的土壤强度偏低，加大其用量，固化的土壤强度虽有一定的提高，但用量超过一定范围后强度反而降低，仍不能满足高层建筑和高速公路等现代构筑物对强度的要求。

本发明的目的是提高石灰加固土的强度，提出在生石灰中加入硬石膏、硫酸钠和硫酸铝，制造出一种石灰类土壤固化剂，使其能适应高层建筑和高速公路等现代构筑物对强度的要求。

本发明的优点是生产出一种石灰类土壤固化剂，该固化剂适用于固化含水率占于土比例25％以下的土壤，它所固化的土壤强度比用生石灰固化的土壤强度有较大幅度的提高，甚至高于325#矿渣水泥固化的土壤强度。

本发明详细介绍如下：

生石灰加固土(简称石灰土)主要是利用生石灰与土发生化学反应，使土中的粘粒成分发生质的变化，其强度主要来源于四个方面：

(1)生石灰的水化发热和膨胀作用：

(2)土和石灰进行离子交换反应使细粒粘土凝聚成粒团；

(3)土中粘土矿物和胶体SiO₂以及Al₂O₃与石灰发生化学硬凝反应，生成硅酸石灰水化物(CaO-SiO₂-H₂O)以及铝酸石灰水化物(CaO-Al₂O₃-H₂O)等，这些生成物使土颗粒产生了胶结作用。

(4)石灰和土中的CO₂发生碳酸化反应产生CaCO₃沉淀。

其中第三步的硬凝反应是生石灰加固土产生强度的主要原因，而生石灰水化放出的热量又可以促进这一反应。硬石膏是生石灰的缓凝剂，它能使生石灰平稳放热。这是因为硬石膏中的CaSO₄能与CaO组成络合物，在CaSO₄表面生成不稳定的复杂水化物(盐·mCaSO₄·nH₂O)，然后此水化物又分解为含水盐类及CaSO₄·2H₂O。正是这种分解反应使生成的CaSO₄·2H₂O不断结晶，把土颗粒搭接起来：

硫酸钠(Na₂SO₄)和硫酸铝〔Al₂(SO₄)₃〕与CaSO₄也能发生上述反应。另外，Na₂SO₄还能与Ca(OH)₂反应，生成CaSO₄和NaOH，CaSO₄又能起早强作用，NaOH能溶解土颗粒表面的层状硅酸盐，生成易溶解的硅酸钠和铝酸钠，它们同混合料中的Ca(OH)₂、CaSO₄·2H₂O易反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙凝胶、钙矾石及NaOH，新生成的NaOH又与粘土矿物发生溶解反应，这样周而复始，大大提高了所固化的土壤强度。Al₂(SO₄)₃也可同Ca(OH)₂反应，生成钙矾石以及CaSO₄，其中CaSO₄又能起到上述作用，钙矾石进一步填充孔隙，从而进一步提高了土体的强度。