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商品详细描述
土壤固化剂 粘土固化剂
一 土壤固化剂的加固机理
天然的土体是由固、液、气三相组成。土的固体 颗粒大小和形状、矿物成分及其组成三相体系在空 间的排列与联结特性,是决定土的物理力学性质的重要因素。在研究土体的增强改性时,必须研究土中矿物的基本颗粒与其微集聚体之间相互作用的性质与本质,即土在自然沉积或人工固化过程中,经过 一系列物理、化学和物理化学综合作用,以促使在颗 粒接触带从结构上产生不同性质和能量的相互连结作用。通过对土体的组成、结构分析,结合多种土壤固化剂的实验、应用的结果来看,可以总结出土壤固化过程中的基本机理。
二 水的处理
从土壤固化过程来看,土壤中水分的存在对土壤固化具有很大的负面影响。土壤中的粘粒由于其颗粒极为细小,表面能很大,在粘粒与水溶液界面上易发生吸附、离解或离子交换作用而带电,具有吸引 极性水分子和水化离子的能力,即具有胶体性质和 强的亲水性。粘土矿物颗粒与水相互作用时,根据 作用力的大小可分为强结合水、弱结合水、毛细管水 和自由水,土中结合水量是控制形成粘性土的稠度、塑性、膨胀、收缩等水理性质及强度、变形等力学性 质的重要因素之一。
由于水的存在,通过一系列的溶解、电离作用使 土粒周围的阳离子形成双电层结构,使得土壤变成 溶胶体。这样的胶体具有一定的稳定性,但相互间 的作用力较弱,所以土壤的强度比较差。所以为了 固化土壤,必须将土壤中的水除去,阻止这一系列的 溶解、电离作用发生。处理水的方式有两种:第一种 是将游离水转化为结晶水。生成的结晶水合物具有 胶凝的性质,可以堵塞土块中的各种毛细管道.避免 渗入水分再一次破坏固化土的结构。第二种处理水 的方式是破坏土粒表面的亲水性质,削弱土粒与水之间的作用力,利用施压和引流等措施除去土壤中的水分。
三 土壤颗粒的胶结
研究表明,土体的力学性质并不取决于粘土中 矿物晶体的强度,而是取决于土粒之间的结构连结 力。结构连结是在一系列物理、物理化学和化学作 用下形成的,这些作用促使在颗粒接触带上产生不 同性质和能量的相互作用,在土体中作用在颗粒之间的粘结力本质上是一种表面力。从这一角度出发,土的固化和稳定的基本原理就是强化颗粒间结 构连结,改善颗粒接触。
现有的固化剂在土粒的胶结上一般也是两种方式。第一种是利用自身形成粘结土粒的结构,不管是凝胶或者是高聚物链,将土粒包裹镶嵌在已经形成的结构中。这种方式土粒和粘结物之间的作用是物理固定和静电作用。第二种胶结土粒的方式就 是激发土粒本身的活性,利用土粒与土粒之间的反应使得土壤成为整体,这也是土壤固化剂最终的目标。就目前所知,在一定条件下,土壤颗粒自己会聚合。在形成离子晶体时,遵循法则。
四 土壤固化剂在工程建设中的应用
土壤固化剂在加固土体的作用上体现在很多方面:
(1)加固软土:陈永烽研究了新型材料R— H软土强效固化剂的固化原理以及工程应用范围。
(2)改善膨胀土:朱焕新对土壤固化剂改善膨胀土的性能进行研究,为整治路基病害提供技术支持。
(3)改善冻胀土:主要用于气候严寒的地区,黄志军等根据青藏地区路基的处理,对冻融条件下 奇极土壤固化剂处理土体的性能进行了研究。
(4)用做垃圾填埋场的防渗层填料及堤防防渗材料:庄中霞等将固化剂用于广东省西 江流域的一段堤防,提高堤基土层的强度,减小变形。
(5)滑坡土体改造:周凯在对某路段上滑坡分析后,发现采用型液态固化剂通过离子反应 和化学反应对滑坡土体进行处理时体现出了较多的 优越性。
一 土壤固化剂的加固机理
天然的土体是由固、液、气三相组成。土的固体 颗粒大小和形状、矿物成分及其组成三相体系在空 间的排列与联结特性,是决定土的物理力学性质的重要因素。在研究土体的增强改性时,必须研究土中矿物的基本颗粒与其微集聚体之间相互作用的性质与本质,即土在自然沉积或人工固化过程中,经过 一系列物理、化学和物理化学综合作用,以促使在颗 粒接触带从结构上产生不同性质和能量的相互连结作用。通过对土体的组成、结构分析,结合多种土壤固化剂的实验、应用的结果来看,可以总结出土壤固化过程中的基本机理。
二 水的处理
从土壤固化过程来看,土壤中水分的存在对土壤固化具有很大的负面影响。土壤中的粘粒由于其颗粒极为细小,表面能很大,在粘粒与水溶液界面上易发生吸附、离解或离子交换作用而带电,具有吸引 极性水分子和水化离子的能力,即具有胶体性质和 强的亲水性。粘土矿物颗粒与水相互作用时,根据 作用力的大小可分为强结合水、弱结合水、毛细管水 和自由水,土中结合水量是控制形成粘性土的稠度、塑性、膨胀、收缩等水理性质及强度、变形等力学性 质的重要因素之一。
由于水的存在,通过一系列的溶解、电离作用使 土粒周围的阳离子形成双电层结构,使得土壤变成 溶胶体。这样的胶体具有一定的稳定性,但相互间 的作用力较弱,所以土壤的强度比较差。所以为了 固化土壤,必须将土壤中的水除去,阻止这一系列的 溶解、电离作用发生。处理水的方式有两种:第一种 是将游离水转化为结晶水。生成的结晶水合物具有 胶凝的性质,可以堵塞土块中的各种毛细管道.避免 渗入水分再一次破坏固化土的结构。第二种处理水 的方式是破坏土粒表面的亲水性质,削弱土粒与水之间的作用力,利用施压和引流等措施除去土壤中的水分。
三 土壤颗粒的胶结
研究表明,土体的力学性质并不取决于粘土中 矿物晶体的强度,而是取决于土粒之间的结构连结 力。结构连结是在一系列物理、物理化学和化学作 用下形成的,这些作用促使在颗粒接触带上产生不 同性质和能量的相互作用,在土体中作用在颗粒之间的粘结力本质上是一种表面力。从这一角度出发,土的固化和稳定的基本原理就是强化颗粒间结 构连结,改善颗粒接触。
现有的固化剂在土粒的胶结上一般也是两种方式。第一种是利用自身形成粘结土粒的结构,不管是凝胶或者是高聚物链,将土粒包裹镶嵌在已经形成的结构中。这种方式土粒和粘结物之间的作用是物理固定和静电作用。第二种胶结土粒的方式就 是激发土粒本身的活性,利用土粒与土粒之间的反应使得土壤成为整体,这也是土壤固化剂最终的目标。就目前所知,在一定条件下,土壤颗粒自己会聚合。在形成离子晶体时,遵循法则。
四 土壤固化剂在工程建设中的应用
土壤固化剂在加固土体的作用上体现在很多方面:
(1)加固软土:陈永烽研究了新型材料R— H软土强效固化剂的固化原理以及工程应用范围。
(2)改善膨胀土:朱焕新对土壤固化剂改善膨胀土的性能进行研究,为整治路基病害提供技术支持。
(3)改善冻胀土:主要用于气候严寒的地区,黄志军等根据青藏地区路基的处理,对冻融条件下 奇极土壤固化剂处理土体的性能进行了研究。
(4)用做垃圾填埋场的防渗层填料及堤防防渗材料:庄中霞等将固化剂用于广东省西 江流域的一段堤防,提高堤基土层的强度,减小变形。
(5)滑坡土体改造:周凯在对某路段上滑坡分析后,发现采用型液态固化剂通过离子反应 和化学反应对滑坡土体进行处理时体现出了较多的 优越性。
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