本發(fā)明涉及土壤改良修復，尤其涉及一種復合固化劑及其改良硫酸鹽漬土的方法。

背景技術：

1、鹽漬土是一種含鹽量大于0.5％的特殊土，具備鹽脹、溶陷和腐蝕等特殊的工程特性，廣泛分布于我國新疆地區(qū)。常見的鹽漬土按照所含易溶鹽的種類不同可主要分為：硫酸鹽漬土、氯鹽漬土和碳酸鹽漬土，其中新疆地區(qū)主要為硫酸鹽漬土，鹽漬土的特殊性質常常對道路工程造成危害，嚴重阻礙新疆地區(qū)的公路建設。因此，對新疆地區(qū)典型鹽漬土進行固化改性，實現(xiàn)工程沿線鹽漬土的充分利用，減小施工成本，對新疆地區(qū)的道路交通建設具有重要的工程意義。

2、以往研究表明，固化材料改性是處治鹽漬土行之有效的方法，目前針對鹽漬土的改性，主要分為無機物改性、有機物改性、固化材料聯(lián)合改性、生物改性等。傳統(tǒng)改性方式為無機物改性，主要方式包括常見的石灰、粉煤灰、礦渣、水泥或無機固化材料多摻等，通過添加無機固化材料可顯著提升土體力學性能；無機固化材料通過化學反應生成多種膠凝材料，凝結硬化、相互連接，填充孔隙、提高密實度。對于有機物改性鹽漬土，常見的有機物固化材料主要包括丙烯酰胺、脫硫木質素、聚丙烯酰胺、改性聚乙烯醇等，有機固化材料改性主要是通過高分子鏈的聚合、吸附、包裹作用，將土顆粒粘結成一個整體，從而構成空間彈性網(wǎng)狀結構，提高土顆粒的整體強度，改善土的水穩(wěn)性和耐久性。有機物多采用與無機物相結合的方式進行聯(lián)合改性，多種固化材料聯(lián)合改性的效果要優(yōu)于單一固化效果，可綜合發(fā)揮每種固化材料的單獨優(yōu)勢，有機物與無機物聯(lián)合固化效果更為明顯，且均采用無機物占比較大、有機物占比較少的方法進行改性處理。目前整體上以有機物作為固化材料聯(lián)合固化鹽漬土的研究還處于初步階段，且以鹽脹作為評價指標的試驗研究也相對較少。考慮到固廢無機膠凝材料主要用以提高土體力學性能，滿足強度要求，輔以有機物提升土體物理化學性能。

3、硫酸鹽漬土，作為一種廣泛分布于世界各地的特殊土壤類型，因其含有可溶性的硫酸鹽，在工程建設中常常帶來諸多挑戰(zhàn)。這類土壤在遇水后極易產生巖土災害問題，如溶陷、膨脹、腐蝕地基等，嚴重影響了公共基礎設施的建設與運行。

4、現(xiàn)階段的技術發(fā)展狀況：

5、傳統(tǒng)固化方法：目前，傳統(tǒng)的硫酸鹽漬土固化方法多依賴于水泥等單一材料。然而，這種方法存在明顯的問題。水泥在硫酸鹽漬土中易與硫酸根離子反應產生大量的鈣礬石，導致加固體出現(xiàn)不良的膨脹、強度損失及耐久性降低等問題。特別是在我國西部地區(qū)和濱海地區(qū)，這些地區(qū)的硫酸鹽漬土含量較高，傳統(tǒng)固化方法的效果尤為有限。

6、復合固化劑嘗試：為了克服傳統(tǒng)固化方法的局限性，研究人員開始嘗試使用復合固化劑。

7、存在的問題：

8、固化效果不穩(wěn)定：盡管復合固化劑在一定程度上改善了固化效果，但由于硫酸鹽漬土的復雜性和多樣性，固化效果往往難以保持穩(wěn)定。不同地區(qū)的硫酸鹽漬土在成分、結構、含鹽量等方面存在較大差異，使得同一種復合固化劑在不同地區(qū)的應用效果不同。

9、成本較高：復合固化劑的制備成本通常較高，增加了工程建設的成本。

10、環(huán)保問題：部分復合固化劑在制備和使用過程中可能產生環(huán)境污染。例如，一些固化劑中可能含有重金屬或其他有害物質，對環(huán)境和人體健康造成潛在威脅。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決背景技術中所提出的技術問題，本發(fā)明提供一種復合固化劑及其改良硫酸鹽漬土的方法。

2、本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)：一種復合固化劑，所述固化劑各組分的摻量：

3、粉煤灰10％～15％；礦渣5％～7.5％；聚丙烯酰胺2％；減水劑：0.1％～0.25％；氫氧化鈉0.5％。

4、優(yōu)選的，所述粉煤灰為一級粉煤灰。

5、優(yōu)選的，所述礦渣粒徑主要分布在1～35μm，比表面積為430m2/kg。

6、優(yōu)選的，所述聚丙烯酰胺為國藥生產，分子量1000萬。

7、優(yōu)選的，所述減水劑復合型聚羥酸高效減水劑。

8、優(yōu)選的，所述堿激發(fā)劑氫氧化鈉為國藥生產。

9、一種復合固化劑的制備方法，將粉煤灰、礦渣、聚丙烯酰胺、氫氧化鈉干料與土干料攪拌混合，攪拌均勻后，將摻有減水劑的水加入到干料中，再攪拌均勻即可制得。

10、一種復合固化劑的應用，利用上述復合固化劑改良硫酸鹽漬土。

11、本發(fā)明還提出了一種復合固化劑的應用方法，包括如下步驟：

12、硫酸鹽漬土的土樣預處理；在試驗之前，首先進行土樣的預處理工作，先對土樣進行風干，確保其內部的水分被充分揮發(fā)，以免對后續(xù)試驗造成影響，接著將風干的土樣碾碎成細小的顆粒，并通過2毫米的篩網(wǎng)進行篩選，以確保土樣的粒度均勻一致，便于后續(xù)的混合與制備；

13、混料；將預處理好的土料與聚丙烯酰胺、礦渣、粉煤灰進行混合；在混合過程中，確保充分攪拌均勻，使聚丙烯酰胺能夠均勻分布在土料中，從而發(fā)揮其應有的作用；

14、注水；接著，按照預先確定的最優(yōu)含水率，向混合物中加入適量的蒸餾水，再次進行混合拌勻；這一步驟的目的是使土樣達到最佳的含水狀態(tài)，以模擬實際工程中的土壤環(huán)境；

15、裝袋靜置；將混合好的土樣裝入塑料袋中，進行悶料處理；這一過程中，土樣在塑料袋中密封靜置，使其充分吸收水分并達到穩(wěn)定狀態(tài)；優(yōu)選的，所述悶料時間為1天，以確保土樣達到預期的含水率和均勻性；

16、壓實處理；將上述的土樣壓實處理制備形成路基。

17、在硫酸鹽漬土區(qū)域路基填筑的過程中通過加入所述的復合固化劑并經過人工或機械攪拌、壓實處理后形成符合工程性能指標要求的復合路基，或者在鹽漬土場地通過加入所述的復合固化劑通過深層攪拌法生成復合地基。

18、針對鹽漬土鹽脹性等特性的基礎上，分別從提高早期強度、減少土中可溶鹽含量、提高水穩(wěn)性等角度選著固化材料，充分發(fā)揮復合材料的作用效應和組合效應，實現(xiàn)鹽漬土的改良處理。

19、相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于：

20、本發(fā)明提出的復合固化劑能夠改良硫酸鹽漬土，經復合固化劑改良處理后的鹽漬土具有減少鹽脹變形、早期強度高、水穩(wěn)定性好，處理后的固化土符合工程使用標準以及充分利用工業(yè)廢棄物等優(yōu)點。

技術特征：

1.一種復合固化劑，其特征在于，所述固化劑各組分的摻量：

2.如權利要求1所述的一種復合固化劑，其特征在于，所述粉煤灰為一級粉煤灰。

3.如權利要求1所述的一種復合固化劑，其特征在于，所述礦渣粒徑主要分布在1～35μm，比表面積為430m2/kg。

4.如權利要求1所述的一種復合固化劑，其特征在于，所述聚丙烯酰胺為國藥生產，分子量1000萬。

5.如權利要求1所述的一種復合固化劑，其特征在于，所述減水劑復合型聚羥酸高效減水劑。

6.如權利要求1-5任一項所述的一種復合固化劑的制備方法，其特征在于，將粉煤灰、礦渣、聚丙烯酰胺、氫氧化鈉干料與土干料攪拌混合，攪拌均勻后，將摻有減水劑的水加入到干料中，再攪拌均勻即可制得。

7.如權利要求1-5任一項所述的一種復合固化劑的應用，利用上述復合固化劑改良硫酸鹽漬土。

8.如權利要求7所述的一種復合固化劑的應用方法，其特征在于，包括如下步驟：

9.如權利要求7所述的一種復合固化劑的應用方法，其特征在于，所述悶料時間為1天，以確保土樣達到預期的含水率和均勻性。

技術總結
本發(fā)明涉及土壤改良修復技術領域，公開了一種復合固化劑的應用，利用上述復合固化劑改良硫酸鹽漬土。本發(fā)明還提出了一種復合固化劑的應用方法，包括如下步驟：硫酸鹽漬土的土樣預處理；在試驗之前，首先進行土樣的預處理工作，先對土樣進行風干，確保其內部的水分被充分揮發(fā)，以免對后續(xù)試驗造成影響，接著將風干的土樣碾碎成細小的顆粒，并通過2毫米的篩網(wǎng)進行篩選，以確保土樣的粒度均勻一致，便于后續(xù)的混合與制備。本發(fā)明提出的復合固化劑能夠改良硫酸鹽漬土，經復合固化劑改良處理后的鹽漬土具有減少鹽脹變形、早期強度高、水穩(wěn)定性好，處理后的固化土符合工程使用標準以及充分利用工業(yè)廢棄物等優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：盧正,趙陽,唐楚軒,劉杰,蒲超,張江鵬,姚海林
受保護的技術使用者：中國科學院武漢巖土力學研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19