深入淡出“toogood”土固精牌土壤固化剂

                                                       湖南省路捷能源科技   祁权

摘要：本文着重介绍土壤固化剂的固化机理。分析实验实验原理，最后验证得到理想的土壤固化剂

关键词：土壤固化剂，土固精，固化机理，固化原理，能源科技，结晶盐，碱性化合物，

前言：土壤固化剂作为一种新型土壤加固材料，近年来受到了国内外土木工程领域的普遍关注。它不仅适用范围广、性能稳定、价格低廉，而且施工及维修都很方便，非常适合目前国内市场的需要⋯。当前，固化土材料主要是以石灰、水泥、二灰等为主，因为它们是价廉易得的优质固化材料，但是，这些材料仍存在不少缺点，如早期强度低、易开裂、水稳性差等。为满足不同地区的不同土质的要求，由湖南路捷能源科技有限公司首席专家祁权教授在传统固化剂的基础上发明的第八代高分子土壤固化剂----“toogood”土固精牌土壤固化剂。“土固精toogood”牌土壤固化剂是世界目前最新技术、最佳效果的万能离子类土壤固化剂，它是一种无毒、无害、无污染的环保高聚类有机溶液。

固化原理：“土固精”土壤固化剂与含有一定水分的土壤混合后，使胶质电离失去表面阳性，并发生一系列物理化学反应，溶液中的高价离子可以改变土壤颗粒表面电荷的特征，降低土壤颗粒间的排斥力，破坏土壤颗粒间的吸附力，使之无法更多余地吸收水份，而且这种电反应是恒久的，不可逆转的，从而使土壤中的含水量达到稳定平衡，同时形成结晶盐，以致处理后的路基固化土永远不会比未经土固精处理的土壤更干燥或更潮湿，因此固化土一旦被压实稳固，将不再发生湿涨和塑化 

分析土壤固化剂机理图：
　　土固精toogood”牌土壤固化剂是万能离子类土壤固化剂，是一种无毒、无害、无污染的环保高聚类有机溶液。“toogood”土固精牌土壤固化剂由多种活性剂和稳定固化剂组成，是高分子聚合成的化学混合物，它们之间发生一系列的物理化学反应。

1 置换水反应

   “toogood”牌土壤固化剂与土壤混合后，它对土壤、矿物颗粒有强的吸附力和粘接力, 能将过多的水分在反应中“夺取”生成含结晶水的钙钒石针状结晶体CaO、Al2O3、CaSO4、H2O，将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来，同时这种反应形成的结晶体使得材料体积增加，在相对封闭的土壤空隙中,反应放出的气体会产生很大的内压力, 把低黏度浆液进一步推压进细小的土壤孔隙中,使道路基层填充密实, 从而形成整体结构，达到常规所不能达到的压实密度，其在抗压、抗渗、抗硫酸盐侵蚀等方面都有很大的提高。

 “toogood”土固精牌土壤固化剂中含有的水泥熟料在水化后会产生具有胶结作用的水化硅酸钙(CSH)。粘土颗粒被CSH包围并粘接在一起因而产生了一定强度。固化剂中各成分的反应：固化剂中起碱性激发作用的Ca(OH)：与固化剂中矿渣的活性SiOz和AI 0 生成水化硅酸钙与水化铝酸钙(1—3)CaO·A1203。aqo起硫酸盐激发作用的CaSO 与新生成的水化铝酸钙或与Ca(OH)：和活性A】：0，相互作用生成高硫型的水化硫铝酸钙，即钙钒石AFt。上述化学反应的方程式为；
  因此可见，“toogood”土固精牌土壤固化剂水化产生的适量膨胀能够产生挤密作用，一般是有利于稳定土的结构密实性的。钙矾石的产生在结构强度的形成过程中具有重要贡献，它既是强度产生的基础，又是强度继续发展的来源。

2  离子交换

通过离子交换，降低了土颗粒对水的吸附能力、破坏土颗粒吸附的薄膜水，使水很容易地被排出，使土壤层更容易碾压，从而使土壤层的密实度更大，承载能力更高。即“toogood”土固精牌土壤稳定固化剂显着地改变土壤的物理性能，使土壤的承载能力更大。土壤的成分比较复杂，它里面含有大量的活性SiO2+、Al2O3、CaO等物质，当加入环原牌土壤固化剂与它充分搅拌后，固化剂中某些成分与这些活性成分反应生成胶凝性物质，能激发粘土的潜在活性，增加及增强了这种网状结构，使之成为一种具有较高强度的整体。另外，“toogood”土固精牌土壤固化剂可以激发土中含有的Fe3+、Al3+等，由于具有较高的离子强度，与土颗粒中的Na+、K+、Ca+进行离子交换作用，使得粘土胶团表面电流降低，胶团所吸附的双电层减薄，电解质浓度增强，颗粒趋于凝聚，排挤土壤内的液相和气相，生成的硅酸钙结晶，体积膨胀而进一步填充孔隙，同时与针状结晶相互交叉，形成链状和网状结构而紧密结合，从而提高了地基的水稳性和抗冻性。

固化剂与土加一定水拌和后，Ca(OH)z电离出的Ca2 离子与土中带有Na ，K 等低价阳离子的粘土矿物成分进行离子交换：Ca +2Na (K )一粘土一Ca 一粘土+2Na (K+)钙粘土具有较薄的水化膜，和较低的垂一电位，因此土粒之间的斥力随之降低，进入范德华引力的作用范围内，促使粘土颗粒凝聚，结果是大量的土粒聚结成较大的土团，、在一定程度上提高了土体的强度和改善了土体的水稳定性。
  “toogood”土固精牌土壤固化剂与粘土的另一作用是碱性的Ca(OH)z与土中的活性SiO、A1 0 发生缓慢的火山灰反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等凝胶物质，火山灰反应的产物之一水化铝酸钙又将进一步反应生成钙矾石，使粘土颗粒表面或在临近处产生不可逆的凝胶硬化。次级过程产生的附加粘和物和膨胀体将进一步增强颗粒之间的粘接强度和改善空隙结构，从而增加稳定土的强度和耐久性。
综上所述： toogood土固精牌土壤固化剂已经完全取代了传统的土壤固化剂，因为它的超强兼容性、高斥水性、地基的水稳性和抗冻性都得到了大大的提高。它的抗压、抗渗、抗硫酸盐侵蚀等方面都有很大的提高。可以说是道路施工技术的新革命。

参考文献：

1、化工原理(下)                                     化学工业出版社(2006-01出版)

2、聚氨酯制品生产技术问答                        化学工业出版社(2009-06出版)

3、有机合成试剂制备手册                               科学出版社(2005-05出版)

4、建设工程施工管理                            中国建筑工业出版社 (2010-03出版)

5、建筑工程管理与实务                          中国建筑工业出版社 (2010-03出版)