[发明专利]一种软土固化剂、固化软土的方法及其应用

说明书

本申请涉及土壤固化技术领域，具体涉及一种软土固化剂、固化软土的方法及其应用。本申请提供的软土固化剂包括水泥、铝硅酸盐矿物以及碱性激发剂，软土固化剂中，铝硅酸盐矿物在碱性激发剂的作用下，硅氧键和铝氧键发生断裂‑重组过程，从而在水泥固化软土中生成三维交联网络，三维交联网络进一步提高了水泥对软土的固化效果，体现在固化软土7天养护期时其渗透系数为2.6×10^‑8cm/s，28天养护期时其无侧限抗压强度可以达到3.26Mpa。本申请提供的一种软土固化剂、固化软土的方法及其应用，可以解决现有软土固化剂对珠三角软土固化效果不佳且成本较高的技术问题。

技术领域

本申请涉及土壤固化技术领域，具体涉及一种软土固化剂、固化软土的方法及其应用。

背景技术

随着珠三角经济发展和城市的扩大，建设在珠三角软土地基基础上的建筑，例如变电站越来越多。

但是由于珠三角软土具有高含水量、高压缩性、渗透性低、抗剪强度低、显著的灵敏性与流变性等特点，导致了固化剂固化珠三角软土的固化效果不尽人意，变电站等建筑发生不均匀沉降的情况越来越多；如传统的粉煤灰固结法会有固结土初期强度低、水稳性差、整体性低等不良现象，水泥固结法会有无法控制水泥土初凝时间、固化土易开裂等不良现象；而新型土壤固化剂对特殊地基有较佳的固化效果，对软土固化效果不佳，如东南大学黄晓明团队制备的TR型土壤固化剂对公路、铁路地基等具有较佳的固化效果，武汉大学梁文泉团队制备的GA新型土壤固化剂对黏土、淤泥、工业废渣以及粉砂、风化砂等具有较好的固化效果；因此，传统固化剂固化珠三角软土会发生不良现象，而新型固化剂适用于特殊的地基，不适用固化珠三角软土，对珠三角软土的固化效果差且成本较高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种软土固化剂、固化软土的方法及其应用，可以解决现有土壤固化剂对珠三角软土固化效果不佳且成本较高的技术问题。

本申请第一方面提供了一种软土固化剂，包括水泥、铝硅酸盐矿物以及碱性激发剂。

优选的，所述铝硅酸盐矿物为偏高岭土和/或正长石。

需要说明的是，偏高岭土和/或正长石均含有丰富的四面体结构的硅铝酸盐，而四面体结构的硅铝酸盐在碱性激发剂的作用下，硅氧键和铝氧键发生断裂-重组过程，从而在水泥固化软土中生成基于Si-O-Si和Si-O-Al链的三维交联网络结构。

优选的，所述碱性激发剂为硅酸钠水溶液和/或硅酸钾水溶液。

需要说明的是，硅酸钠水溶液和/或硅酸钾水溶液都能提供碱性环境以及二氧化硅，参与氧键和铝氧键的断裂-重组过程。

优选的，所述软土固化剂中包括水泥、偏高岭土以及硅酸钠水溶液。

需要说明的是，与正长石相比，偏高岭土中的四面体结构的硅铝酸盐更丰富，活性更高，更有利于与硅酸钠水溶液反应；而与硅酸钾水溶液相比，硅酸钠水溶液成本更低。

优选的，以质量份计算，所述软土固化剂中包括12份水泥、3份偏高岭土以及5份硅酸钠水溶液。

需要说明的是，当软土固化剂中含有12份水泥、3份偏高岭土以及5份硅酸钠水溶液时，固化软土7天养护期时其渗透系数为2.6×10-8cm/s，28天养护期时其无侧限抗压强度可以达到3.27Mpa，优于与其他配比的固化剂。

本申请第二方面提供了一种软土固化剂固化软土的方法，包括以下步骤：

步骤1、将软土固化剂与软土搅拌混合，得到待固化软土；

步骤2、将所述待固化软土进行养护，得到固化软土；

所述养护的温度为18℃～22℃，湿度为95％。

优选的，步骤1中，所述搅拌的转速为80～120rpm，时间为20～40分钟。