土壤固化剂

——就地固化，点土成金 ，节能环保，道路路基建设新材料，最经济的筑路方式

一、产品介绍

1、产品用途

土壤固化剂是一种高科技新型环保筑路材料，直接作用于土，将土壤就地固化。以分布广泛且廉价的“土”作为主要原料，可以替代稳定沙砾、二灰碎石等传统筑路材料；可用于市政道路、高速公路、厂区道路、人行道、乡村公路、机场跑道的路基和各种建筑场地的地基处理。

2、理化特点

物理状态：    液体溶于水

稳定性：      可以长期储存和正常条件下运输

危险术语：    切勿吞食和吸入，不慎进入眼睛立即用大量清水冲洗并送医。

毒性：        无毒、无害、无腐蚀、无污染

燃点：        不燃烧

3、使用范围

① 修筑路基。高速公路的底基层硬化，一级路及以下各等级路的基层和底基层硬化。简易道路或临时性道路的基层和面层硬化。适合各类土质：粉土土壤；黏土土壤；红土土壤；黄土土壤；风化土土壤；砂质土壤；碎石土土壤；砂性土土壤；细粒土土壤等。

② 场地硬化。土地一级整理、停车场、堆料场、堆货场、生产加工场等场地的硬化处理。

③修筑夯土墙。如夯土墙蔬菜大棚、夯土墙养殖大棚、夯土墙民居、夯土墙豪宅别墅、夯土墙山庄会所度假村、夯土景观围墙、修补兴建土楼、夯土城墙及影视基地夯土外景、夯土碉堡炮楼等。

④制作粘土免烧砖。

⑤水利堤坝/人工湖/围堰固化防渗。

⑥矿井/油井固化防渗。

⑦矿山回填/垃圾填埋。

⑧尾矿渣处理。

4、产品分类

二、产品性能

1、 提高道路性能

1.1提高抗压强度：土壤固化剂可提高土壤的密实度，被压实后，其抗压强度较同量传统材料相比可提高40-200%以上，可将工地现场的任何土壤处理成坚实耐久的柔性路基，从而使路面具有超强的承载能力。（抗压强度实验结果分析见表1-1、2、3、4）

1.2提高水稳定性：由于其特有的作用机理，降低土壤由于湿度改变而引起的膨胀与收缩。使土壤由亲水性变为斥水性，因此它对土壤的固化是永久性的，我们对室内试验试件及试验路取芯试件进行了180d和1年的浸水观测，无散解现象，且强度损失较小，由此说明，经土壤固化剂处理过的固化土具有较好的水稳定性。（水稳定性实验结果见表2）

1.3提高冻稳定性：因固化土良好的防水性能，从而大大提高了其抗冻融性。固化土在低温（0℃以下）状态下，温缩系数的绝对值比石灰土、二灰土小得多，因此，抗冻性能较好。（低温收缩实验结果见表3）

1.4提高综合质量：大量的实验表明，经过土壤固化剂处理过的土壤，其

强度、密实度、回弹模量、弯沉值、CBR（California Bearing Ratio，载重比）、剪切强度等都达到并超过了路基材料的验收标准，从而延长了道路的使用寿命。

2、 降低筑路成本

2.1固化土取代了大量的传统路面基层材料，而土分布广泛、廉价，从而大大降低了筑路成本。与传统的路面基层相比同比降低成本15％-40％。

2.2可以就地取材，而不需增加昂贵的换土费用。没有大量的运输材料，从而节约大量的运输和人工成本。

3、 节能降耗，有利环保

传统筑路材料的开采、加工、运输、储存和使用，导致大量青山和植被毁坏，水土流失浪费大量的燃煤和燃油，释放大量的CO2加重温室效应。天然筑路材料日趋短缺，筑路成本逐年提高，加剧了工程投资不足与成本不断上升的矛盾。

土壤固化剂无毒、无害、无污染，可有效解决筑路材料污染问题；以广泛分布且廉价的自然土壤为基本材料，替代传统的筑路材料，从而降低筑路成本经济效益和生态环境效益特别明显。

三、技术数据

1.无侧限抗压强度试验结果

胶结材料为：Ⅲ级消石灰和32.5级普通硅酸盐水泥。采用不同配合比进行不同龄期的无侧限抗压强度试验，试件压实度为98%，共成试件144组，恒温（20±1℃）养生。试验结果如下：

表1-1 石灰类固化土无侧限抗压强度试验结果

表1-2石灰类固化沙土无侧限抗压强度试验结果

表中数据看出：使用土壤固化剂的固化土与石灰土相比，无侧限抗压强度提高了一倍多。从数据看，石灰掺入量对前期（7天）的抗压强度有所影响，但基本不影响后期强度，后期强度受固化剂的掺入量影响，说明固化剂对土的作用明显。

表1-3 水泥类固化土无侧限抗压强度试验结果

表1-4 水泥类固化沙土无侧限抗压强度试验结果

从数据看，水泥添加量小于5%时，固化剂掺入量在0.015%为最佳值，水泥添加量大于5%时，固化剂掺入量在0.01%和0.015%差别不是很大。故此看出固化剂掺入量不是越大越好，具体施工时应通过实验找出固化剂掺入量的最佳值。针对沙土，水泥类优于石灰类，固化剂掺入量也略小。

2.、水稳定性试验结果分析

表2   固化土水稳定性试验结果

水稳定性系数是以不同龄期饱水抗压强度与干抗压强度的比值表示，系数越大，则水稳定性越好。从表中数据看出：土壤固化剂可以大大提高固化土的水稳定性，同时，随着试件龄期的增长，水稳定性系数逐渐增大。试验时间：2008年3月4日开始，6月3日结束。

四、作用机理

 1、土壤固化剂与含有一定水分的土壤混合后，在土壤中形成网状结晶体，穿插在土壤颗粒空隙间形成强度骨架。

2、土壤固化剂的成分和土壤颗粒参加化学反应，激发土壤的自身物质生成不溶于水的坚硬物质，填充在强度骨架之中，使固化土形成不可逆的坚实板体，并具有良好的耐久性 。

3、固化剂溶液中的高价离子可以改变土壤颗粒表面电性，降低土壤颗粒的水膜厚度，提高土壤颗粒间的吸附力，增大密实度，降低渗水性。

4、土壤经过粉碎、拌合和压实等物理外力的作用下，土壤颗粒彼此靠近，从而减少被固化土的空隙，使固化体系进一步密实，从而具有较强的承载能力和防水能力。

五、用法与用量

1、 操作程序

土壤固化剂的使用与传统筑路方法和机械没有大的区别（详情参阅《土壤固化剂施工方案》）。有意向采用土壤固化剂时，我公司会协助使用单位对施工土壤进行分析，可将施工用土发至我公司实验室，或由我公司派出技术人员到有实验条件的施工现场，对施工用土进行分析，确定固化剂和其他混合料的最佳配比方案和最佳施工方案，以达到最佳性能和最低造价。确定施工后，有我公司派出技术人员进行现场指导。

2、使用量计算

表3  土壤固化剂一般用量表

本表格为建议一般用量，根据施工用土的性质和干密度大小调整固化剂和胶结的使用量。

2.1 质量比计算方法：

按照（土+胶结材料的质量和）计算，固化剂的使用量为0.01—0.02%（万分之一~万分之二），胶结材料的使用量一般为3—6%。

2.2 体积比计算方法：

找出混合土的干密度，换算成体积，既可得出某体积单位的固化剂使用量。

例：计算宽10m，厚0.15m，每公里的固化剂使用量。

10m×0.15m×1000m=1500m3×1.8 t/ m3 (混合土的干密度)=2700t×0.01%=0.27t。

得出此路段每公里的固化剂用量0.27 吨。

六、效益分析

1、经济效益分析

1.1 以分布广泛而且廉价的“土”为主要原料，替代传统筑路材料，节约材料费；不必挖除、运弃设计路面的现有土壤，反而就地取材进行固化，节约了大量的运输费用和人工费；与传统筑路材料和工艺相比，可降低成本40%左右。

1.2 节省料场临时征地费用。

1.3 因良好的水稳定性，彻底解决了透水问题，路基高度可整体降低，可节省大量的人工、工期、土方、沙石、水泥、石灰和其他材料。以后的周边公路甚至整区公路可跟着降低高度，此间接经济效益难以估量。

1.4 减少对周边公路的破坏。大量沙石、水泥、石灰等材料的运输，导致原有公路损害，很多地区有“修一条新路坏三条老路”的说法；另外，在运输过程中容易对运输沿线的一些设施造成破坏，有的赔偿数额巨大，甚至惹上官司者也大有人在。固化土可有效解决这一问题，带来的经济效益也是难以估算。

2、环境效益分析    

2.1 节约能源和资源

     沙石、水泥和石灰，加工水泥和石灰的燃煤，运输用的燃油都属于不可再生资源，节约资源，合理开采是造福人类大事。

每减少1万吨石灰使用量，节省石灰石18000吨，节省煤炭约3000吨；

每减少1万吨水泥的用量，节省石灰石12000吨，节省煤炭约2400吨；

每减少1万立方米材料汽车运输（200公里），节省燃料油约70吨。

2.2 有利于生态与环境保护

传统材料开采、加工、运输过程中致使大量青山被毁，植被遭到破坏，从而不可再生,造成CO2等温室气体大量排放。权威数据：

每减少1万吨石灰使用量，可减少8000吨CO2气体的排放量；

每减少1万吨水泥的用量，将减少5200吨CO2气体的排放量；

每减少1万立方米的碎石用量，能够使约300平方米的植被得到保护，

土壤固化剂无污染，无毒、无害，可有效解决筑路材料污染问题，同时减少传统材料开采、加工、运输过程中产生的粉尘污染。

3、社会效益

3.1 缓解资金不足与筑路成本增高的矛盾

据了解，由于环境保护的加强，筑路材料价格明显上涨，加剧了资金不足与成本增高的矛盾，还有些地方出现了公路材料短缺问题，也已经影响到了正常的公路建设。传统材料价格不稳定，有的筑路商中标后无利可图，偷工减料现象难免，致使工程质量下降，还有的干脆弃标，致使好多公路延误工期，这都是天然筑路材料资源日趋紧缺的必然社会矛盾，而人工合成的土壤固化剂筑路技术相对价格低廉、稳定，可有效缓解这一社会矛盾。

3.2 缓解公路建设与生态保护的矛盾

     交通部明确要求：公路建设一是坚持人与自然相和谐，树立尊重自然、保护环境的理念，努力建成环保之路、景观之路、生态之路；二是坚持可持续发展，树立节约资源的理念。公路建设决不能以浪费土地、破坏资源环境为代价。     

使用人工合成的土壤固化剂不仅是公路可持续发展的迫切需要，而且是对保护人类生存环境的巨大贡献。

3.3 有力的示范带动效应

    积极倡导和鼓励新技术的推广应用，具有极强的典型示范和带动效应。对于增强各地交通部门对传统公路建设技术、材料的再认识，应用新技术、新材料的紧迫感、使命感、危机感会大有帮助。

对于纠正简单而片面的工程造价核算和比较方法，而公路建设中环境无价、资源能源低价的简单工程造价的核算方式，把资源环境计入工程成本权衡利弊，坚持公路工程全面核算有着积极作用。

对国家节能降耗政策和交通部建设节约、环保型道路和道路可持续发展政策的有力倡导和落实，对于破除因循守旧的观念，用发展的眼光看事物，积极接受新的事物有着极强的示范带动作用。