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土壤固化劑

時間:2023-05-29 18:21:31

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土壤固化劑,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

土壤固化劑

第1篇

關鍵詞:軟土;壓實度;固化劑;水化

軟土通常存在于流水緩慢或靜止的地勢較低而又相對平緩的地區,主要的工程性質為孔隙較大、含水量較高、滲透性差、壓縮性高、不易壓實,即工程中常見的“彈簧土”。軟土的礦物組成除少量原生礦物石英、方解石、長石、云母、角閃石外,含有大量次生粘土礦物,我國軟土所含粘土礦物主要以伊利石、高嶺石為主。由于粘土礦物多呈片狀、板狀或管狀結構,易在水中離解、吸附、同晶置換、邊緣斷裂而使其常常帶有一定的電荷,因而與水有著較好的結合能力。

軟土治理一直是工程建設中的一個棘手問題,解決的關鍵是排水和防止水體的再次侵蝕。排水固結、深層密實、膠結等常規的軟體處理方式均是在軟土基礎上進行,對土體進行強制排水,壓密擠實;或是添加碎石樁形成復合地基提高基礎承載力;換填法能夠從根本上解決土質軟弱的問題,但對于軟土分布較多地區,工程量無疑是巨大的。由于軟土地區地下水位較高,或是常年積水,土體依舊存在再次侵蝕破壞的隱患。新型土壤固化劑的運用解決了軟土治理中的一些實際問題,在軟土中添加固化劑后,軟土快速崩解,含水率逐漸降低,碾壓后,土體更加密實,同時土體的抗水毀能力大大增強,保證了基礎整體穩定。這為軟土治理提供了新思路。

1 現場概況

羊安仁和社區(羊仁大道)工程地處四川省成都市邛崍市境內,修建等級為鄉村四級公路。該地區屬成都平原西部,地下水位高,道路穿過農田,地勢低洼、植物腐殖質較多,路基1m深處土體近于飽和,多為淤泥及淤泥質土夾少量砂粒,呈軟塑狀態(如圖1),分布廣泛,厚度為3~4m承載力低,壓縮性高。

現場試驗得知:該土體天然孔隙比e=1.13,室內經液塑限聯合測定法測定土的液限ωL=29.3%,塑限ωP=18.1%,塑性指數IP=11.2;對路基不同深度含水率測定的結果如下:

2 室內試驗

軟土問題的解決在于排水,降低含水率,使土體易于壓實,提高壓實度;其次在于阻隔水體,防止水份再次侵入路基,破壞基底,縮短道路使用壽命。本實驗對添加固化劑的土體經壓實后,模擬道路路基浸水,檢驗其抵抗水體侵蝕破壞的能力。

試驗中選取了新型土壤固化劑(包括水劑和粉劑兩種產品),試驗采用其中的水劑作為添加劑,試以成都市邛崍市地區的軟土為研究對象,通過室內擊實試驗得出該土壤的最

佳含水率ω=13.8%,最大干密ρd=1.808g/cm3。藥劑的加入量為干土質量的2%。

由以上數據可以得出:在浸水10分鐘時,未添加固化劑的試件,水完全侵蝕至試件頂端,浸潤部分出現了嚴重的膨脹、開裂現象,35分鐘時,試件完全濕潤,發生嚴重膨脹、開裂,試件中心部位也逐漸趨于飽和;而添加固化劑的試件浸水部分仍舊保持在4mm,10分鐘時增加了1mm,此后一直保持在5mm,不再繼續上升,而且未出現膨脹、開裂、崩解的現象。

總結:未添加固化劑的試件,由于土壤的毛細性,加之土顆粒連接的不緊密,試件浸潤高度迅速上升,吸水膨脹,加速的土體的破壞;對于加固化劑試件,由于固化劑的存在,使得土顆粒間連接的更緊密,同時它能包裹在土粒子的周圍,憎水因子附著在外層,能阻斷附著的水膜,導致細小的顆粒發生不可逆轉的凝聚,充分減少了水的毛細上升。因此,對于地下水位高或經常積水的地區,在路基工作區的低端鋪設一層15cm厚,混合有固化劑的土層,能夠阻止地下水向上侵蝕,破壞基底,使得路基抗水毀能力得到大大增強,保證道路的整體穩定。

3 野外工程施工

由于工程預算少,初期施工費用遠超工程預算,且常規的治理方法效果較差。出于質量、造價、工期等因素的考量,施工方選取螃蟹路附近的一段長500m,寬6m的一段路基作為新型固化劑的試驗段。該路段地勢低洼,軟土厚度在4~6m,整體條件差,是全路段最難處理的一段。

新型土壤固化劑包括水劑和粉劑兩類,的主要應用對象為粘土或粘土含量大于30%的其他土質。該路段同時選取了水劑和粉劑作為固化材料,通過添加固化劑,可以充分利用場地中軟土,避免了大量土石方的搬運,同時減少了棄土對農田的破壞。該地區土壤多為低塑性砂土,粘土含量低于15%,為了達到預期效果,按就近原則,在施工場地附近選取了一處粘土含量較高的取土點。取土量為施工土方量的20%。用小型挖掘機將挖出的軟土與粘土充分混合,先將粉劑與軟土混合,24小時候再將固化劑水劑以霧狀的形式噴撒在軟土中,其間用挖掘機在二次拌勻,使固化劑和土壤充分混合。

當固化劑與軟土充分混合后,軟土塊逐漸潰散,水份降低。在添加固化劑后,對土壤含水率每24小時進行檢測(施工期間氣溫低,連續陰天,偶有降雨),含水率變化情況如下表:

從表中可以看出,在添加固化劑后,第三天降雨,含水率有所升高,升幅不大,但總體處于下降趨勢,含水率下降明顯。在水份達到最佳含水率時,將土進行攤鋪,分三層進行碾壓。

由上圖3可以看出,常規的處理方式無法降低含水率,減弱土壤的膨脹性,碾壓完成后,路基表層始終存在3~5cm的車轍,仍處于“彈簧”狀態,難以壓實;后期作為便道使用時,不均勻沉降嚴重。采用固化劑處理后,土壤含水率迅速降低,更易于壓實,無明顯的車轍,在路基填筑完成后,檢測其壓實度為95.6%。作為便道使用過程中,路基未發生不均勻沉降或局部隆起、凹陷的現象,基礎更加密實。

4 深厚軟土治理

由于場地軟土層較厚,平均厚度在3m~4m之間,處理量大。在確保路基穩定的情況下,計算出合理深度,可以進一步減少處理規模,降低造價,提高經濟效益。

在路基的某一深度處,當車輛荷載引起的應力與路基自重引起的應力的比值在1/5~1/10時,在此深度以下,車輛荷載對土基的作用影響很小,可以忽略不計。將此深度范圍內的路基稱為路基工作區。

通過計算出路基的工作區域,確定軟土處理的理想深度,著重提高持力層的承載力,減小下臥層的附加應力。同時,在工作區底部碾壓一層15cm的隔水層(添加固化劑的土層),阻隔地下水,防止基底二次破壞,保證路基穩定,降低工程造價。

5 工程效果

羊安仁和社區(羊仁大道)工程于2015年1月底完成通車,本段交通量較重,道路上行駛的車輛多為小車,重車較次之。試驗段路面情況(如下圖9)良好,表面平整,未發生不均勻沉降。

經固化劑處理后,軟土的工程性質得到了徹底的改善,土基的含水率降低后而不再上升,膨脹性減弱甚至被去除,路基的穩定得到了保證;道路結構是以添加固化劑的土壤為路基,瀝青作為路面層,二者都屬于柔性材料,這使基層與面層貼合緊密,共同承受行車壓力和變形,如若路面發生破壞,只需將面層下土體翻出,添加固化劑后重新碾壓即可。避免了剛性或半鋼性材料在受力破壞后,無法通車,治理難度大、費用高、工期長的弊端。

因此新型土壤固化劑處理軟土的方式比常規方法更快,效果更好,費用更低,后期維護簡單,快速。目前正在該地區推廣開來。

6 結語

近年國家大力發展鄉村公路,常規的軟土處理方法費用高昂,且只注重初期強度,忽視了土體再水化的可能性,這必然導致道路質量的參差不齊,更容易出現豆腐渣工程。新型土壤固化劑的運用與實踐,解決很多的實際問題,其具有顯著的水穩定性,阻隔水份,防止土體膨脹而發生崩解、垮塌;在治理上,因地制宜,適合絕大多數粘土,或者粘土含量在30%左右即可,應用范圍廣,不需要過多的人工、機械,操作簡單;從環保的角度,新型土壤固化劑無毒無害,對環境、人體、沒有任何影響,施工噪音小,也適合生態景區道路的修建;在工程造價上,新型土壤固化劑價格低廉,遠遠低于常規軟土處理的費用,造價低、效益高、工期短。目前正在普及開來,應用的工程項目有:遂寧市大英縣光華學院校區道路、阿壩州松潘縣天堂香谷景區道路、重慶國色天香園區道路等。

參考文獻

[1] 吳邦穎等編著.軟土地基處理[M]:北京:中國鐵道出版社,1995:301.

[2] 葛利軍,吳紅霞.強夯法處理軟土地基[J].黑龍江科技信息,2009(13): 254.

[3] 李海梁,譚紅鑫,謝永彰.軟土處理探討[J].公路與汽運,2005(02): 60-62.

[4] 龍天彪,郭嗣柄,郭德禧.水泥粉噴樁在昌峽公路軟土處理中的應用[J].公路交通科技.2006(03):41-42.

第2篇

關鍵詞:土壤固化劑;粉砂土;基層;無側限抗壓強度

中圖分類號:TD524+.1 文獻標識碼:A

引言

我國高速公路起步于1988年,快速發展始于1995年,至2010年底,中國高速公路的總里程已達7.32萬公里。目前,我國傳統的公路路面基層大多采用水泥穩定基層(砂礫)、石灰粉煤灰基層(沙礫)、石灰穩定土基層等形式。但采用水泥、石灰或粉煤灰對道路路基、基層土壤進行固化處理的措施遠未達到理想的效果,從技術和經濟上均不盡人意,存在早期強度不足、易出現裂縫、水穩性差、易軟化等缺陷。為解決道路基層材料的不足,土壤固化劑以其獨特的路用性能受到普遍關注,這種材料具有改善土壤水穩性、增加強度、降低于縮性特點。

本文采用不同摻量的兩種固化劑對粉砂土進行改良,對7天無側限抗壓強度試驗結果進行對比研究,并對其影響因素進行分析。

1 原材料技術指標

1.1 固化劑

固化劑一種可以快速而顯著地改變土壤的礦物結構和物理力學性能,滿足工程技術要求,從而把豐富的土壤資源改變成性能優良的工程結構材料。本文試驗選用的添加劑為洛陽路世豐土壤固化劑和DHC土壤凝合素,固化劑摻量為:4%、6%、8%和10%。

1.2 土

試驗采用低液限粉土進行試驗研究。用比重瓶法測定其比重為2.64;用流塑限聯合測定法測定其液限為21.2,塑限17.8,塑性指數為3.4,其技術指標見表1

表1 土的技術指標

2 試驗方法

2.1 最大干密度和最佳含水量的確定

按照現行試驗規范,通過擊實試驗,可以得到各配比混合料的最大干密度和最佳含水量。擊實試驗是用重錘錘擊土料,以使土密度增加,土在一定的擊實效應下,如果含水量不同,則所得的密度也不相同,能使土壤達到最大干密度所要求的含水量稱為最優含水量,其相應的干密度稱為最大干密度。土料粉碎、拌和和擊實過程是一種最簡單、最基本的加固手段,但該過程是任何類型的土壤固化劑在固化土壤時都必需的,因為固化土壤的密度和土壤固化劑在土體中的均勻性,對試件強度的形成具有非常重要的作用。因此,用同一能量擊實不同配比的各組測定土樣,確定出做試塊時達到最大干密度和最優含水量時的用水量,是保證固化土壤強度的一種必要的有效手段。

摻加洛陽路世豐土壤固化劑和DHC土壤凝合素土的擊實結果見表2。

表2 擊實結果

2.2 無側限抗壓強度試驗結果

為了研究固化劑對土的7天無側限抗壓強度的影響,本文采用現行規范進行試驗研究。摻加洛陽路世豐土壤固化劑和DHC土壤凝合素土的7天無側限抗壓強度結果見表3。

表3 7d強度結果

2.2.1 固化劑摻量對抗壓強度的影響

圖1 洛陽路世豐土壤固化劑摻量與7d無側限抗壓強度關系圖

實度為96%、97%和98%時,洛陽路世豐土壤固化劑使用摻量為10%時做路床,其7天無側限抗壓強度達到0.86MP以上,能夠滿足高速公路、一級公路底基層7天抗壓強度≥0.8 MP的要求。壓實度為96%、97%和98%時,DHT土壤凝合素使用摻量為6%時,其7天無側限抗壓強度達到0.81MP以上,能夠滿足高速公路、一級公路底基層7天抗壓強度≥0.8 MP的要求;DHT土壤凝合素使用摻量為8%時,其7天無側限抗壓強度達到1.0MP以上;DHT土壤凝合素使用摻量為10%時,其7天無側限抗壓強度達到1.42MP以上。這說明,固化劑的摻量對穩定土具有顯著地影響,在滿足工程要求的同時,可以選擇適當的摻量以節約經濟造價。

試驗結果分析可以看出: 隨著固化劑摻量的增加,無論是采用洛陽路世豐土壤固化劑還是采用DHT土壤凝合素改良的土,其7天無側限抗壓強度都隨之增大。究其原因,隨著固化劑摻量的增加,能夠使其電化學反應得到充分的反應,將土壤、土顆粒的親水電荷取代或變性,使土壤永久失去親水的電離成分不再吸水,同時使土壤的密實度、強度得到大幅度提高,從而表現為隨著固化劑摻量的增加,其7天抗壓強度也隨之增大。

2.2.2 壓實度對固化劑穩定土抗壓強度的影響

從傳統理論來說,壓實度增大,試件更加密實,其7天無側限抗壓強度也就越大。

從表3和圖1可以看出,洛陽路世豐土壤固化劑的摻量為4%時,壓實度為96%和97%的抗壓強度都為0.38MP,但壓實度為98%時,其抗壓強度又有所增加;洛陽路世豐土壤固化劑的摻量為6%時,壓實度為96%的抗壓強度都為0.52MP,但壓實度為98%時,其抗壓強度又有所增加;摻量為10%時,隨著壓實度增加,抗壓強度隨之增加。壓實為96%、97%時,摻加固化劑試件強度變化不大,與預想的固化效果相差較大,具體原因需增加室內試驗做進一步的探索。

從表3和圖2可以看出,摻加DHC土壤凝合素穩定土的變化規律比較理想,即隨著壓實度的增加,其抗壓強度也隨之增加。

2.2.3 不同的固化劑種類對穩定土抗壓強度的影響

盡管土壤中粘土成份偏低,無粘性的粉砂顆粒偏多,固化難度較大,添加固化劑的穩定土的效果還是比較理想,但是不同的土壤固化劑對穩定土的穩定效果是不同,從圖3-圖5可以看出:在壓實度為95%、96%和97%時,摻加DHC土壤凝合素的土7天抗壓強度都要大于摻加洛陽路世豐土壤固化劑。在滿足實際工程的需求,結合經濟因素,選擇與其相應的固化劑。

結論

經過對摻加洛陽路世豐土壤固化劑和DHC土壤凝合素穩定土的7天無側限抗壓強度試驗結果的對比分析表明:(1)隨著固化劑摻量的增加,其7天無側限抗壓強度都隨之增大。固化劑的摻量對穩定土具有顯著地影響,在滿足工程要求的同時,可以選擇適當的摻量以節約經濟造價。(2)從普遍規律來看,采用固化劑的穩定土隨著壓實度的增加,其抗壓強度也隨之增加。(3)摻加不同的固化劑土,其7天抗壓強度是不同,在滿足實際工程的需求,結合經濟因素,選擇與其相應的固化劑。

參考文獻

[1]柯勁松.EN-1土壤路基固化劑及應用[J].新型建筑材料,1995年第4期.

[2]《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTG E51-2009)

[3]《固化類路面基層和底基層技術規程》(CJJ/T80-98)

第3篇

關鍵詞:土壤固化劑;鹽漬土路基;擊實;無側限抗壓強度;承載比(cbr)

地處遼河北岸的營口遼濱景觀道路工程中,由于原狀土質為淤泥質粉質粘土,土的堅固系數低,氯化鈉鹽份含量超過1%,這樣的鹽漬土路基易受水的侵害,導致路基的處理成為難以攻克的問題。以往在營口沿海產業基地修建的道路雖然采用1米粒料石灰土換填層的方法,但在工程造價和工程材料方面無疑是一項重大的消耗。為了同時兼顧增強路基強度和節約造價兩方面的問題,采用新型材料無疑是最佳選擇。本試驗采用的土壤固化劑是經過大量實踐應用的土壤固化材料,通過擊實試驗、無側限抗壓強度試驗和承載比試驗、彎沉與壓實度現場檢測所獲得的數據證明,這一材料完全可以應用于此項工程。

1 原材料分析

1.1 土壤固化劑

土壤固化劑是一種離子型類固化劑,是一種高濃縮的酸性有機溶液,具有很強的氧化、溶解能力,可將土壤中的礦物質和土壤分子分解,使其重新結晶形成金屬鹽,產生新的化學鍵,保持土壤持久穩定。利用固化劑的強離子交換促使土壤具有活性,來破壞土壤顆粒表面的雙電層結構,減弱土壤表面與水的化學作用力,破壞土壤毛細結構,脫出土壤顆粒表面水,使之成為自由水。通過碾壓排掉水分子,使土壤由親水性變為斥水性。土壤顆粒表面的相互作用增強,含水率下降,路面壓得更為密實,形成堅實的板塊,從而提高路基的水穩定性。

本試驗采用的土壤固化劑為路邦en-1型濃縮液,酸基化合物,硫酸含量>1% (wl),單位體積含硫量1mg/m3,比重為1.70/25 ℃,ph值1.05;密度1.70g/cm3,完全溶于水,蒸汽壓0.133pa,形態氣味為黑色、透明、粘狀液體,具有較強硫酸氣味。

1.2 原狀土

土質類型為淤泥質粉質粘土;氯化鈉鹽份含量超過1%;堅固系數為0.6;土的液限為37%,塑性指數為13,土壤顆粒粒徑≤15mm,有機質含量≤15%。

1.3 生石灰

采用當地生產的ⅲ級鈣質生石灰,有效氧化鈣和氧化鎂含量72.1%,未消解殘渣顆粒含量11.3%,氧化鈣和氧化鎂分類界限3.9%。

1.4 水泥

水泥為營口金地球水泥有限公司生產的p·s·a32.5級礦渣硅酸鹽水泥,初凝時間為210min,終凝時間為375min,3d抗壓強度為4.2mpa,3d抗折強度為16.6mpa。

1.5 水

試驗采用清潔的自來水,ph值為7.3。

2 土壤固化劑穩定土試驗

本試驗選取兩組試樣進行各項指標的檢驗,配合比例分別為:石灰:土=5:95;水泥:石灰:土=2:3:95。兩組試樣均摻加劑量為0.014%的路邦土壤固化劑。

2.1 擊實試驗與無側限抗壓強度試驗

根據jtg e51-2009《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》中的t0804-2009重型擊實試驗甲法,得到兩組相應的最大干密度和最佳含水量,根據t0805-1994無側限抗壓強度試驗,得到兩組試樣的無側限抗壓強度結果,以上結果見表1。

表1 固化土擊實、無側限抗壓強度試驗結果

表1的結果顯示,7d無側限抗壓強度結果代表值大于設計值,符合jtg d50-2006《公路瀝青路面設計規范》石灰穩定類作為基層或底基層關于7d無側限抗壓強度的要求。

2.2 承載比(cbr)試驗

根據jtg e40-2007《公路土工試驗規程》中的承載比試驗,得到兩組試樣的固化土承載比結果見表2。

表2 固化土承載比(cbr)試驗結果

表2中所得的承載比cbr值均大于9%,符合jtg f10-2006《公路路基施工技術規范》對cbr值的要求。

2.3 試驗段與對比段彎沉現場檢測

對比段鋪筑20cm厚10%石灰土,固化土試驗段鋪筑5%固化土,養生3d后,根據jtg e60-2008《公路路基路面現場測試規程》中的0951-2008彎沉現場測試規程,得到固化土路基試驗段與對比段的彎沉結果見表3。

表3 固化土試驗段與對比段彎沉現場檢測結果(5:95石灰土路基)

對比段鋪筑20cm厚水泥:石灰:土=2:3:95的水泥石灰穩定土,固化土試驗段鋪筑20cm厚水泥:石灰:土=2:3:95的固

土,養生7d后,根據jtg e60-2008《公路路基路面現場測試規程》中的0951-2008彎沉現場測試規程,得到固化土路基試驗段與對比段的彎沉結果見表4。

表4 固化土試驗段與對比段彎沉現場檢測結果

(2:3:95水泥石灰土路基)

從以上彎沉值的對比中可以看到,固化土路基的彎沉值明顯低于石灰土和水泥石灰土路基,即摻加了固化劑的固化土路基強度高于石灰土和水泥石灰土路基。

2.4 試驗段壓實度現場檢測

根據jtg e60-2008《公路路基路面現場測試規程》中的0921-2008壓實度現場測試規程,得到固化土路基試驗段的壓實度結果(單位為%)分別為:(石灰:土=5:95)96.2、96.9、97.3、96.7、97.8;(水泥:石灰:土=2:3:95)98.1、97.3、98.5、97.6、97.4。

以上兩種配合比的固化土路基壓實度現場檢測數據符合cjj1-2008《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》的要求。

3 結束語

從以上各項試驗檢測數據的結果中可以看到,摻加了0.014%土壤固化劑的固化土路基在7d無側限抗壓強度、承載比的技術指標上,達到了路基施工的規范標準要求,在現場彎沉、壓實度的檢測中,其技術指標也能夠達到相應的規范標準要求,并且明顯優于未摻加固化劑的對比段結構層。由此可見,土壤固化劑完全能夠應用于營口遼濱景觀道路工程的路基乃至底基層的施工,并且建議在營口地區有選擇的使用,以利地方經濟建設的發展。

參考文獻

[1]jtg e40-2007《公路土工試驗規程》.

[2]jtg e51-2009《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》.

[3]〕jtg d50-2006《公路瀝青路面設計規范》.

第4篇

【關鍵詞】土壤固化技術;水土保持工程;施工工藝;養護

土壤固化技術是一門綜合性的工程技術,集力學、結構學、化學等眾多學科理論于一體,其處理對象包括砂土、淤泥、生活垃圾等一些固體物質或半固體物質,不僅起到加固、穩定作用,還能增加結構的防滲、耐久、防污、抗凍、變形、穩定性能,在治理水土流失、改善生態環境具有重要作用,隨著該項技術的不斷發展,當前已廣泛應用于水利水電、交通、海防、環保以及市政等各個領域。我國地域遼闊,各地區地理地貌、地質條件差異很大,所以一些地區工程的水土保持工作問題也日益凸顯,特別是干旱、荒漠、晝夜溫差過大、冷暖頻繁交替的地區,做好水土保持工作更是一大挑戰。土壤固化技術則為水土保持工作提供了強有力的支撐,下面就對其在水土保持工程中的應用做出探討研究。

1 土壤固化技術概述

土壤固化技術是將土壤固化劑與土壤混合壓實的一種用于土壤固化、穩定的工藝,通過土壤固化劑將土壤活性和膠結土壤顆粒激活,使松散土形成具有一定強度、承載力、抗滲力和耐久性的固結土,從而改變原土壤吸水后不穩定的特性,在治理水土流失、改善生態環境方面有著積極作用。土壤固化劑具有以下特點:具有很高的固化強度,與水泥固化相比,同齡期抗壓強度可提高180%以上,抗折強度則可提高200%以上;具有較強的抗腐蝕性,能夠抵抗酸堿鹽的腐蝕;具有很好耐水性和耐久性,土壤固化后水穩定性、抗滲性、抗凍性和整體強度都會大幅度提高;相較于水泥固化,土壤固化劑的干縮性更小,耐磨性更好;固化土具有很廣的適用范圍,在實際工程中可因地制宜、就地取材。在水土保持工程中,無毒、安全也非常重要,相關檢測表明,土壤固化劑能夠滿足水土保持工作要求。

2 土壤固化技術在水土保持工程中的應用

2.1 土壤固化在水土保持工程中實施的測試和要求

在水土保持工程中應用土壤固化技術時,必須按照要求做好相關方面的測試和試驗,確定土壤粒度、水分范圍、拌合物碾壓時間,通常,土壤顆粒應小于5mm,土壤水分含量保持在25%-35%,攪拌時應保證土壤固化劑與土壤的充分混合,混合均勻度必須達到80%以上,在拌制后2個小時內可進行碾壓;做好強度試驗,在壓實度達到90%的情況下采用70.7mmx70.7mmx70.7mm標準制樣進行7天無側限抗壓強度試驗,強度應大于1.5Mpa;進行現場試驗,該試驗內容包括施工現場混合料配比試驗、室內成型試驗、室內標準養護試驗、現場施工成型試驗、現場養護試驗、現場取樣制作試驗,通過進行對比分析獲取工程所在地自然條件下固化土體的各種物理性能與理論數據的差異規律,在標準樣制模14天干化后還要進行浸泡、抗凍和毒性試驗,保證固化劑配比具備一定的抗浸泡能力和抗凍能力,確保土壤重金屬、氟化物、氰化物等物質的安全性能;另外,還要進行觀測試驗,觀測固化層的抗壓強度、耐久性能和變形性能。

2.2 施工工藝

土壤固化技術的施工流程為測量放線―基槽開挖或場地平整―地基夯實―模板支護―備料、篩分、悶料―加入土壤固化劑拌合―分層攤鋪回填、夯實、收面―養生,在施工過程中,可通過人工施工方式或者采用小型機具進行施工,施工簡單方便。

首先,堆放材料前,應首先整理下承層,使路面墊層強度、坡度和平整度都達到設計指標和相關技術要求,然后將中線布設在路面基層或土基上,根據工程實際情況控制點處設標樁進行測量放樣,測量實際高程,并標出固化層邊緣的設計高度。其次,做好材料準備工作,選擇無機類土壤固化劑,土壤中應無雜物、樹枝、雜草、腐殖土等,清除尺寸超出設計范圍的土壤顆粒,之后計算出各種材料的用量和配合比,并將土均勻堆放起來。第三,攤鋪土料,在攤鋪前應進行相關試驗確定攤鋪系數,之后選擇合適的攤鋪工具將土料均勻攤鋪在設計寬度上,保證攤鋪平整度,攤鋪完成后要對其厚度進行檢驗,達標后可進入下達工序施工。第四,攤鋪完成后,如果發現土壤含水量過小,可采用均勻灑水的方法悶料,避免局部水分過少或過多。第五,攤鋪土壤固化劑,攤鋪前根據計算出的使用量將其按照施工作業路段擺放好,之后采用人工攤鋪方法或刮平機將固化劑均勻攤鋪在平整的土層上;結合施工條件選擇合適拌合器具將材料均勻拌合,為了防止固化劑落入底部,在開始拌合時應掌握拌合力度,不應拌到底。第六,采用灑水車再次均勻灑水,灑水完畢后,需要再拌合至少4遍,拌合期間,實時檢查混合料含水量,實際含水量不應小于最佳含水量,可稍微大于最佳含水量,待到混合料均勻且含水量適中即可停止拌合。第七,整型、碾壓,需要注意的是,從拌合到碾壓時間不應超過5小時,初步碾壓后要在路面上均勻撒鋪2~4cm厚的混合碎石,然后再次碾壓,使碎石完全嵌固在固化層中,確保路面層沒有明顯輪跡;碾壓期間,始終要保持表面濕潤,發現松散或起皮現象要及時處理;壓實度應大于90%,根據實際施工條件選擇合適的碾壓機,保證有足夠均勻的壓實度。最后,做好養護工作,可采用灑水覆蓋法進行養護,養護期大于7d,通常在7d養護時間內試件的強度就會基本穩定;對于干旱、多風沙地區應進一步規范其固化施工,確保固化強度達到設計要求。

3 結語

實踐表明,土壤固化技術是一項非常有效、經濟、環保、可靠、方便的水土保持措施,用于水土保持工程的可行性與可操作性極強,它不僅能夠起到加固、穩定的作用,還能夠滿足水土保持對固化層耐久性能、變形性能、防滲性能、穩定性能的要求,在促進資源的循環利用與恢復生態環境方面起著積極作用,具有極高的環境效益、社會效益和經濟效益。我們應當不斷總結實踐經驗,不斷探索創新,加大對土壤固化原理的研究,盡快制定相應的行業標準,并促進專業施工隊伍的形成,努力夯實土壤固化技術在水土保持工程和其他領域中的應用基礎。

參考文獻:

[1]許光照,武晟,王云正.土壤固化技術在水土保持工程中的應用研究[A].中國水土保持學會水土保持規劃設計專業委員會2011年年會. 2011.

[2]武晟,許光照,謝永平,胡麗萍.土壤固化技術應用于戈壁荒漠區水土保持工程的試驗研究[J].水土保持通報,2013(1).

第5篇

【關鍵詞】污染土壤;穩定化;土壤修復

1、國內外污染土壤修復現狀與分析

國際上污染土壤的修復主要集中在那些發達國家。20世紀80年代以來,世界上許多國家特別是發達國家均制定并開展了污染土壤治理與修復計劃。

我國對于大中城市污染土壤修復問題的研究開展得較晚,這顯然是因為我國的經濟的快速發展大大晚于發達國家的緣故。不過,隨著我國至上而下對大中城市土壤污染問題給予的高度重視,我國在大中城市污染土壤修復問題上進展十分迅速。

國內外專家的研究表明,解決土壤修復的過程是一個相當漫長的過程。當前解決土壤污染問題,需要有不同學科的科學家如土壤學、農學、生態學、生物地球化學、海洋科學以及涉及農業、林業、漁業等有關的生產單位和政府決策者的共同努力。

2、修復污染土壤的常用技術

2.1換土法,這種方法是修復污染土壤最切實有效的方法,比較適用于小面積的污染區域;

2.2洗土法,這種方法操作簡單、造價低、投入少,缺點是所需時間較長。

2.3固化/穩定法,這一方法工藝簡單,可操作性強。

2.4熱處理法,這一方法的可操作性較強只是消耗的能源較多,需要投入較大的修復資金,被修復土壤結構破壞不能復原。

2.5玻璃化法,優點是處置徹底。由于過程的不可逆,因此不會發生再污染;缺點是價格昂貴,同時處理后會破壞土壤結構。

2.6化學還原法,化學還原法成本較低,有大規模應用的可能。但是當污染物無氧化性能、或者污染物存在于土壤顆粒內部難以與還原劑接觸并發生氧化還原反應時,此類污染物的去除是化學還原法的難點。

2.7化學降解法,處于研究階段,截止于目前國內還沒有在工程中應用。

2.8電動力學修復技術,電動力學修復法的基本原理是在污染土壤兩端加上低壓直流電場,在直流電場產生的各種電動力學效應(包括電遷移、電滲析、電泳、電解)作用下,污染物的正離子、氫離子、帶正電的土壤小顆粒向陰極運動,污染物的負離子,氫氧根離子,帶負電的土壤小顆粒向陽極遷移,然后再把沉積有污染物組分的電極挖出進行處理,達到去除污染物的目的。

2.9植物修復技術,使用植物法修復污染土壤可以將污染土壤修復工程設計為:城市公園式的假山假水、庭院樓閣、芳澗草坪、回廊四延、人工湖河四通八達、曲橋流水相得益彰的庭院式樣。這一模式同時還完全避免了植物修復法耗時長的弊病。

2.10微生物修復技術,體方法是在污染土壤的水飽和區加入營養鹽、氧源(多為H2O2),再引入微生物。目的是提高生物降解的能力。

3、固化/穩定化修復污染土壤技術

3.1固化技術

固化技術是指在污染土壤中添加土壤固化劑,使被固化物質轉變為不可流動的固體或者是使其形成緊密固化體的技術。固化過程形成的產物是結構完整的整塊密實固體。

3.2穩定化技術

穩定化技術是指在污染土壤中添加土壤固化劑時,同時加入一定量的穩定劑,將有毒有害污染物轉變為低溶解性、低遷移性及低毒性的物質的促進深化技術。穩定化技術一般可分為化學穩定化技術和物理穩定化技術。

化學穩定化技術是通過化學反應使有毒物質生成具有晶相態的結晶體。一般情況下,物質呈晶相態后在都會處于相對穩定的狀態。晶相態的生成使物質變成不溶性化合物,從而使有害污染物在穩定的晶格內固定;

物理穩定化技術是將污染物與固化劑/穩定劑混合生成一種粗大顆粒、達到如工程土壤狀堅實度的固體。

實際上,在對污染物的處理過程中,化學穩定化和物理穩定化不是次第進行的,無先后之分。固化技術和穩定化技術在處理污染土壤時通常無法截然分開,固化的過程同時會有穩定化的作用發生,穩定化的過程往往也伴隨有固化的作用。

3.3包容技術

固化/穩定化技術通常情況下還含有包容技術在內。所謂包容技術是指用固化劑/穩定劑作用于污染土壤與污染物時,同時產生的凝聚作用,凝聚過程就是將污染物(有毒物質或危險廢物)顆粒包容或覆蓋的過程。污染土壤固化/穩定化處理的目的,是使污染土壤中的所有污染組分呈現化學惰性或被固化/穩定化包容起來,以便運輸、利用和處置。和固化/穩定化相互伴生一樣,在固化和穩定化處理過程中,往往也同時發生包容化的作用。

在一般情況下,穩定化過程是選用某種適當的固化劑/穩定劑與污染土壤混合,以降低污染土壤的毒性和減小污染物的遷移率。穩定化的方式是將污染物全部或部分地附著在支持介質、黏結劑上的方法。固化過程是一種利用固化劑/穩定劑改變污染土壤的工程特性的過程。當然,固化過程也可以看作是一種特定的穩定化過程,可以理解為穩定化的一個部分,但從概念上它們又有所區別。無論是穩定化還是固化,其目的都是減小污染土壤的毒性和可遷移性,同時改善被處理土壤的工程特性。

4、適用于國內修復污染土壤的固化劑――HEC固化劑

本文選用HEC高強高耐水土體固結劑作為城市污染地塊應用固化/穩定化技術固封受污染土壤的主要固化材料。其理由是HEC固化劑系國家級火炬計劃項目、國家級重點新產品。

HEC固化劑系水泥基粉狀膠凝材料,固化固封性質好,且易均化。選用具有強固封作用的AD材料作為HEC固化劑的輔助材料。并適量摻添石灰,營造有害重金屬的成鹽氛圍。

HEC固化劑最重要的特征是其生成的固化體具有良好的水穩定性能,土壤固化體的K穩≥0.8,這是國內外其它土壤固化劑望塵莫及的。如果將HEC、AD、石灰的配比根據污染土壤的污染物及其污染程度進行適當的調配,同時固化劑摻量應≥15%(m/m),就可以保證整治修復的效果。

5、結語

由于各種受污染土壤中的污染物的不同、受污染的程度和范圍的差異、污染土壤擱置時間長短不一、同時各地的地理環境氣候條件千差萬別,因此在污染土壤的整治修復時采用的技術方案也應有各自的特點。由此,必須針對具體的整治修復對象及其處置目標,提出可操作的優化技術方案。與此同時,從經濟角度上考慮還應該是廉價的,整治修復能達到目標效果。

從技術層面上,固化/穩定化修復污染土壤技術具有簡明有效、針對性強、整治修復快速、可操作性強等特點。固化/穩定化修復污染土壤技術的要點在于具有多重整治效果,和可以因地制宜進行施工操作的施工與環境的適宜性。

從地理位置和環境條件要求層面上,固化/穩定化修復污染土壤技術具有十分鮮明的適應性和簡約性,方案的操作不受鬧市區的制約,也不會對鬧市區的正常運轉產生不良的影響,摒棄了那些工程與鬧市互相阻滯的弊端。

從經濟層面上,固化/穩定化修復污染土壤技術具有經濟合理性,不采用那些使用高新設備、高消耗能源和高處置費用的整治修復技術,同時能達到既定的處置目標。

從節能環保層面上,固化/穩定化修復污染土壤技術基本無廢棄物排放,對地下水資源、地理環境和生態資源也不造成影響。

參考文獻:

[1]王慎強,陳懷滿,司友斌.我國土壤環境保護研究的回顧與展望[J].土壤,1999,5:255-260.

[2]陳懷滿.土壤中化學物質的行為與環境質量[M].北京:科學出版社,2002.

第6篇

[關鍵詞]油田鉆井 廢棄泥漿 固化處理 技術

中圖分類號:X74 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)01-0387-01

目前油田鉆井廢棄泥漿固化處理技術在石油行業已經普遍的開始應用。作為石油領域中最受關注的對象,油田鉆井廢棄泥漿不僅僅具有著大量的重金屬元素,而且也含有堿類物質,會對周圍環境造成嚴重的影響。尤其是一旦遇到雨水沖刷,將會給周圍環境帶來嚴重后果。此外,油田鉆井廢棄泥漿還屬于一種固體垃圾,對其處理的技術要求相對較高。加強對廢棄泥漿固化處理技術的研究,去除廢棄泥漿對周圍環境造成的污染問題,成為了當前迫在眉睫的事情。

1.鉆井廢棄泥漿的污染物組成及危害

廢棄鉆井泥漿成分復雜大多呈堿性,pH值在8-12之間,甚至達到13以上,且色度大,外觀呈粘稠流體或半流體狀,具有顆粒細小,含水率高,不易脫水,粘度大等特點,由于鉆井泥漿中含有多種有機和無機類化學處理劑,個別污染指標甚至超出國家允許排放濃度的數百倍,其中的主要污染物有:(1)懸浮物(2)酸堿物(3)有機質及其分解產物(4)油類(5)重金屬(6)鹽類(7)其他化學添加劑。

由于廢棄鉆井液成份比較復雜,鉆井廢棄泥漿對環境的影響也是多方面的,表現為:(1)污染地表水和地下水資源(2)各種重金屬滯留于土壤影響植物的生長和微生物的繁殖(3)過高的pH、高濃度的可溶性鹽及石油類造成土壤板結,危害動植物的生長(4)廢物中的有機處理劑使水體的COD、BOD增高,影響水生生物的正常生長。

2.油田鉆井廢棄泥漿固化處理技術現狀

當下在針對油田鉆井廢棄泥漿固化處理方面的技術應用已經投入了大量的人力、物力和財力。在這樣的情況之下,油田鉆井廢棄泥漿固化處理取得了一定程度的效果,有效的加強了控制。所以,油田鉆井廢棄泥漿固化處理技術的研究與應用依然是社會關注的重點。

3.油田鉆井廢棄泥漿固化處理技術難點

3.1 油田地理環境不同

對于油田鉆井廢棄泥漿固化處理技術應用而言,需要針對不同的油田地理環境特點去做相應的調整和改善,從而適應當地的條件。在鉆井的過程當中往往需要通過添加一些有效的化學處理劑,這樣就需要針對不同的地質條件和水文條件,加入不同成分和數量的化學處理劑。這種做飯,既保證了廢棄泥漿固化處理的針對性,有提升了處理技術的效果。

3.2 油田鉆井廢棄泥漿特點不同

由于油田鉆井廢棄泥漿存在著各自的特點,因此在處理過程中必然需要具有針對性,采用相應的處理技術進行操作。這樣就給處理技術提出了更高的要求,同時也增加了處理技術的資金、時間投入。對于需要工藝相對困難的油田鉆井廢棄泥漿處理來說必然需要十分復雜的工程,在具體的操作過程中往往充滿了很大的挑戰。

3.3 環境變化導致穩定性不足

在目前的油田鉆井廢棄泥漿固化處理技術上確實帶來了一定的成效,但是隨著時間的發展,油田的環境不斷的發生改編,這樣勢必會對廢棄泥漿固化處理技術帶來難度,技術穩定性不能夠保證,嚴重時可能再次發生污染事件。所以環境變化導致處理技術穩定性的下降也是需要關注的重點。

3.4 部分油田廢棄泥漿會污染周圍生活環境

油田位置是多樣的,其中一部分油田距離人們的生活區較近,因此一旦出現廢棄泥漿污染現象,就很可能給周圍生活環境造成影響。主要表現在對水源的污染以及農田的污染,因此關注油田廢棄泥漿對人民生活質量的影響也十分有必要。

4.改善油田鉆井廢棄泥漿固化處理技術措施

4.1 推廣化學固化法

化學固化法是目前對石油鉆井廢棄泥漿固化處理的重要技術之一。采用這種技術主要的工作原理就是掌握廢棄鉆井液的性質情況,通過利用有效的固化劑實現對廢棄泥漿的處理。通過固化劑與泥漿之間產生的化學反應,將其中的重金屬元素以及堿類物質從廢棄泥漿中分離出來,從而達到有效地對廢棄泥漿固化處理,保護環境。

4.2 做好固化劑的選擇

不同的廢棄鉆井液需要選擇不同的固化劑進行處理,固化劑的不同會產生不同的價值和作用。而且固化劑的選擇將會直接作用于對廢棄泥漿的處理效果。所以在整個選擇過程中,必須要對固化劑的參數做好嚴格的考察,保證其能夠適應所處理的油田鉆井廢棄泥漿需要。一般而言,固化劑主要包括了有機固化劑和無機固化劑兩種。它們在使用范圍以及性能方面都存在著很大的不同,并且無機固化劑在投資成本方面相對較高,而且對具體的處理效果較強。需要認識到的是有機固化劑在對廢棄泥漿處理方面存在著時間限制,隨著時間的延續可能導致作用的下降,從而引發二次污染現象。這些方面在無機固化劑上則存在著明顯的優勢。如無機固化劑成本低,相對廉價,而且滲透效果比較強。因此受到了業界的廣泛認可。

4.3 推行實施無害化固化處理技術

油田鉆井廢棄泥漿會對周圍的環境造成嚴重的污染,如果涉及到人民生活質量以及農田情況,則會產生嚴重的后果。所以推行實施無害化固化處理技術非常關鍵。無害化處理技術的原理就在于將廢棄鉆井液中的有害物質進行轉化和固化,使其變為無害物質。同時,進行完轉化和固化之后,還需要做好相應的檢驗工作,這樣可以有效的降低出現二次污染的情況。如果在檢查過程中一旦發現在廢棄物中依然存在著危害物質,則需要進一步對廢棄泥漿進行處理。只有達到既定的標準,將有害物質有效排除之后,才能夠保證廢棄泥漿不會對環境造成威脅。需要注意的是,在進行固化處理過程中應當保證固化后的物質可以發揮與土壤同等的作用,使其能夠適應耕種標準。

5.結語

通過以上的分析,可以看到當前對油田廢棄泥漿固化處理技術的應用在環境保護領域有著重要的地位和意義。目前在社會各界得到了廣泛的共識。廢棄泥漿存在著分布廣泛、相對分散的特點,其含有的重金屬元素以及堿性物質會對環境造成巨大的傷害,因此對其采取針對性的固化處理,對當代社會有著積極的意義。同時需要注意的是,在進行廢棄泥漿固化處理的結果上,應當使其能夠滿足耕種的標準,這樣才能夠達到最佳的效果。

參考文獻

[1]李莉;張永麗;劉慧;張舉;閻寧;;鉆井廢液固化治理技術在四川油氣田的應用[J];天然氣工業;2008年02期

[2]梅宏,韓新芳,于海寧;XG廢鉆井液固化劑的作用過程[J];新疆石油學院學報;2002年04期

[3]鄧皓;孟慶海;王蓉沙;劉光全;謝水祥;許毓;;廢混油鉆井液資源化利用技術研究[J];油氣田環境保護;2007年01期

[4]趙雄虎,王風春;廢棄鉆井液處理研究進展[J];鉆井液與完井液;2004年02期

第7篇

關鍵詞:高填方路堤病害問題處治措施

中圖分類號: U213.1+1 文獻標識碼:A 文章編號:

Abstract: based on the high embankment and the mechanism analysis of common disease, combined with practical experience in comprehensive discussion, summarizes some feasible management measures to prevent high embankment is the damage caused by occurrence.

Keywords: high embankment processing measures disease problem

引言:

公路建設的快速發展的,新的高速公路和舊路改造和擴建,經常會遇到在路基高路堤處理的問題。重復荷載的作用、隨著時間的增長和車輛,完成后,路基經常出現路基整體下沉或部分解決;路基縱橫向開裂,路基滑動或邊坡坍塌和滑動疾病。本文在轉換過程中所涉及的新高路堤上進行分析,以識別道路的原因,填補公路建設者的一種常見疾病,疾病的治療方案,并有一定的參考。

一、高填方路堤病害成因

公路自然環境的多樣性,但也由路基本身的重量荷載和車輛荷載的作用。能否確保公路長期穩定,高填方路堤關鍵取決于設計和施工。

1、設計方面原因

不良地質路段的情況也有所增加。土壤的基礎上,大量的不良地質,強度低,承載能力低,不當的設計處理能力,路基容易壓縮和解或擠壓位移,導致高填方路基沉降變形。路線跨越寬淺游的河床,河堤和橋梁,填補了高路堤銜接,橋梁建設與之間的彈性模量差異較大,作為過渡段結構設計不合理等,會導致不均勻沉降引起橋頭跳車。

2、施工方面原因

路堤施工前,未認真做好臨時排水設施建設與永久性排水系統的有機結合,使得路堤排水系統不暢通,長期積水浸泡路堤,致使地基和路基土承載力降低,導致沉降發生。

填筑順序不當。在高填方路堤施工中,填層超厚或未嚴格按分層填筑、分層碾壓工藝施工,路堤壓實度不足而導致路堤沉降變形;全斷面范圍未均勻分層填筑,而是先填半幅,后填另半幅而發生不均勻沉降。高填方路堤在分層填筑時,沒有按照相關規范或設計要求的厚度進行鋪筑,隨意加厚鋪筑厚度;壓實機具按規定的碾壓遍數壓實時,壓實度達不到規范規定的要求,當填筑到路基設計高程時,必然產生累計的沉降變形,在重復荷載與填料自重作用下產生下沉。

3、路堤填料原因

種植土壤,腐殖質,或沼澤濕地土壤,質量差的土壤,或土壤中含有非破碎大塊土壤或凍土塊,由于土壤抗水性差,強度低,路基高填方路堤施工填土,鉆進將塑性變形或塌陷損壞,冷凍或季節性凍土區,由于劣質土壤或容易凍土路基凍融翻漿現象的存在。填石路堤的石材規格不一,凹凸不平或局部的爆破積累的性質,亂石中空隙很大。

二、高填方路堤危害的處理措施

1、高填方路堤施工前的措施

(1)采取合理設計措施

加強與工程地質勘察,詳細調查,并沿擬建的公路工程地質和水文地質情況證明的規則,嚴格按照工程設計和地質勘查工作,對嫌疑的工程地質和水文地質情況,以增加坑的數量。在設計外業驗收地質調查,作為一項重要的檢查之一。明確表示對原地面壓實度和承載能力的基礎要求,其目的是為了防止路基填重量和車輛荷載,由于地基沉降承載力不足,基礎承載力低的部分應采取有效的工程處理措施。通過橫坡陡峭的峽谷地段的路線應該是需要設置縱橫向臺階,填補路基原地面形成一個很好的結合方面,應放慢斜坡。盡量避免高填方路堤和陡坡路堤設計。否則,應按照路基設計規范和要求的解決和建議的工作要求設計。

(2)做好路堤施工的準備工作。

開工前,施工單位、監理單位的工程技術人員要認真審閱設計文件,詳細了解公路沿線地形地貌、工程地質、水文地質、路堤填料、各段的填方數量和特殊路基分布等情況,并逐一核實設計文件提供的資料,做到心中有數;發現與設計文件提供的資料有誤時,應及時上報業主,妥善處理,同時要與設計單位做好技術交底工作。

(3)重視原地面處理。

路基施工前,必須徹底清除植被,樹根,垃圾和種植土,壓實努力提高原地面。植被,樹根,垃圾,土壤貧瘠的自然環境暴露較軟,不容易壓實,有些土壤是容易產生疾病,如鹽漬土,膨脹土,因此必須拆除。土是三相體,土壤顆粒骨架的水和空氣所占用的差距。土壤壓實過程中,由于土壤顆粒的瞬態負載或振動力的作用,使土壤顆粒重新調整位置,重新組合,互相壓實,縮小差距,土壤密度增加,形成致密的整體,從而提高強度,提高了穩定性。土基壓實后,土壤滲透系數,毛細水的作用和絕緣性能的塑性變形顯著改善,因此施工應增加表層土壤的壓實密度。

(4)嚴格選取路堤填料,并控制好填料質量。

對于高填方路堤路段施工,在填料料場選擇時,除按規范要求的液限、塑性指數、含水率和CBR等指標外,還應根據填料的性質綜合選擇水穩性好、干密度大、承載能力高的礫石類土填筑路堤為宜。在路堤填筑前必須將料場蓋山土清除干凈,防止樹根、雜草、種植土等混填于路堤之中。施工中嚴格控制填料含水率,嚴禁過濕的土填于路堤之上;且要求不同土質分層填筑,剔除填料中超大顆粒,以保證各點密實度均勻一致。

2、高填方路堤施工過程中的措施

(1)嚴格控制路堤填筑工藝。在高路堤填筑全面鋪開前,各施工單位必須根據不同填料、各種施工機械組合鋪筑試驗路段,以獲得最佳機械組合方式、填層厚度、碾壓遍數和填料的施工含水率范圍。路堤填筑方式應采用水平分層填筑,即按照橫斷面全寬分層逐層向上填筑;當原地面縱坡大于12%的地段,宜采用縱向分層填筑施工,填筑至路基上部時,仍應采用水平分層法填筑。每層應保證層面平整,便于各點壓實均勻一致。在路堤施工過程中要嚴格控制填層厚度,根據不同的填料和場地要選擇不同的壓實機具。

(2)抓好路堤特殊部位的施工質量控制。

如橋涵結構物臺背回填、路橋過渡段填方以及填挖結合部,這些地方地形條件特殊,填方施工難度大。臺背、路橋過渡段往往是路堤和橋成后而剩余的缺口,因此,有必要將該段作為路堤施工的管理點,抽調組成專門的回填隊伍。

臺背處大型設備不易工作而采用小型夯實機具時,填筑的分層厚度若太厚就很難壓實度,一般宜控制在15cm左右,同時應加大抽檢頻率保證壓實度。對于填挖結合部,應徹底清除結合部的松散軟弱土質,做好換土、排水和填前碾壓工作,按設計要求從上到下挖出臺階,清除松方后逐層碾壓,確保填挖結合部的整體施工質量。

(3)做好壓實度的檢測工作。

在壓實過程中,施工單位自檢人員應按規定的頻率檢查路堤各層的壓實度,目前對于“按200m抽檢4處”的規定,施工單位感覺工作量偏大,部分人員憑經驗減少壓實度的抽檢頻率,甚至于偽造試驗資料應對檢查。面對檢測工作量大的問題,可以考慮采用傳統的環刀法、灌砂法與快速檢測核子密度濕度儀法相結合,對薄弱地點,如路堤邊緣、臺背處采用傳統方法檢測,路基中可考慮采用核子密度濕度儀檢測,這樣可提高檢測速度。

3、高填方路堤使用過程中出現問題后的措施

(1)換土復填法

因填筑土質不符合要求,路堤出現下沉但面積不大且深度較淺,采用換土復填方法,簡便快捷。此法是將原路堤出現病害部分的土挖去,更換符合規范要求的土。一般采用級配較好的砂礫土、塑性指數滿足規范要求的亞黏土為宜。回填時,挖補面積要擴大,且逐層挖成臺階狀,由下往上,逐層填筑,碾壓密實,壓實度要求高出原路堤壓實度10%~2%為宜。這種方法只要掌握好路堤的填筑方法即可。

(2)固化劑法:

在處理高路堤下沉,以取代路堤填土時被限制,填充材料的數量少,混合固化劑處理路基病害。這種方法的先例已經在一些省份和城市在中國的應用,實踐證明,更好作為一個特殊的建筑材料,在不同的物理性質和化學成分的不同類別,特點和固化方法的固化劑。路面材料,固化劑,從形態上看,可以分為兩大類,固體和液體化學成分的角度來看,可以分為兩部分,基于固化劑和助固化劑。主要固化劑,固體粉末的固化劑,石灰,石膏,水泥,固化劑與酚氨聚丙烯,聚丙烯酸,或含有活性的有機化合物,如聚合物幫助;液體固化劑的主要固化劑,用一杯水,以幫助固化劑,使用各種碳酸鎂,碳酸鈣等無機鹽。前者與土壤混合層碾壓密實,適合于表面或淺層土壤固化,使用特殊的技術,它采用泥漿注入到土壤操縱土體固結,適用于深土體固結。

結束語:

減少高填方路堤疾病的危害,我們需要做列早預見,早預防,發現問題,及時采取有效的補救措施,繼續在建設中積累的經驗,以減少病害到最低限度,確保高填路基的穩定性和耐用性,可反復靠在運載車輛的作用以抵御各種自然因素。

參看文獻:

第8篇

1.1吸水固化劑配制粉煤灰65%~85%,高黏凹凸棒石黏土粉5%~20%,膨潤土粉3%~15%,高吸水樹脂0.1%~5%。

1.2半成品的配制將疏浚淤泥與吸水固化劑分別加入混凝土配料機,按照配料要求(疏浚淤泥55%~90%,吸水固化劑10%~45%)將二者混合,加入混凝土攪拌機中進行攪拌,攪拌過程中,疏浚淤泥中的大量水分被吸水固化劑吸收,吸水固化后的疏浚淤泥為生態環保營養土半成品。

1.3微量元素混合物的配制硫酸亞鐵0.01%~25%、硫酸鋅0.01%~25%、鉬酸銨0.01%~20%、硫酸銅0.01%~20%、硼砂0.01%~20%、硫酸錳0.01%~20%。

1.4生態環保營養土成品的配制將生態環保營養土的配料按質量百分比(營養土半成品35%~85%、發酵后的畜禽糞便5%~35%、食用菌菌渣5%~25%、碳化后的食用菌菌渣2%~20%、微量元素混合物0.01%~2%)混合,加入雙軸攪拌機中進行攪拌,攪拌均勻后經過皮帶輸送機輸送到對輥機中擠壓成不規則的顆粒,再將不規則的顆粒輸入一體化土壤滅菌殺蟲裝置中進行滅菌、殺蟲、烘干,得到成品。

2結果與分析

筆者按上述方法,選擇不同配料比,已生產出一系列產品,并成功應用于景觀花卉種植及種苗繁育。

2.1選擇配料比例

吸水固化劑配制:粉煤灰72%,高黏凹凸棒石黏土粉15%,膨潤土粉12.6%,高吸水樹脂0.4%。半成品配制:疏浚淤泥82%,吸水固化劑18%。微量元素混合物配制:硫酸亞鐵22%、硫酸鋅20%、鉬酸銨16%、硫酸銅16%、硼砂14%、硫酸錳12%。生態環保營養土成品配制:營養土半成品72%、發酵后的畜禽糞便12%、食用菌菌渣10%、碳化后的食用菌菌渣5.9%、微量元素混合物0.1%。按照該流程,加工圓柱形系列生態營養環保土(圖2)。

2.2應用實例

在江蘇花海種苗科技有限公司的彩色地被植物、藤本植物、宿根花卉、芳香植物、花灌木、觀賞草、球根花卉、中草藥植物、特種瓜果蔬菜、功能保健植物、彩色觀賞蔬菜、家庭綠化植物等應用試驗表明,生態環保營養土能夠滿足植物正常生長發育,具有很強的保水保肥功能,2~3周只需澆水1次,土質疏松,不板結(圖2)。

3結論

第9篇

【關鍵詞】公路施工;特殊路基;類型概況;施工方法;處理措施

公路建設是經濟發展的基礎,路基在公路工程中的作用,舉足輕重!路基不僅背負公路自身重量,而且承載交通負荷,是土地重量路面構造的關鍵與根本。作為業內人士,面對公路工程施工過程中遇到的各種特殊路基,一定要結合實際情況,采取科學有效、萬無一失的處理措施并認真落實,從而確保公路整體質量,滿足公路交通運輸的需求。

1.公路施工殊路基類型概況

何謂特殊路基?通常而言,特殊路基是指修建在對工程建設不利的地質現象以及特殊的地質情況之下而使用的道路路基。

新疆地域遼闊,在公路施工中所使用的路基類型也是多種多樣,并且其地形地質情況復雜,致使各種路基具有很大的差異性。另外,由于在不同地區的不同氣候或者不同的天氣情況下,其土層的土質狀況皆會發生變化,加之新疆天然地基的土質構造十分不利于公路路基的建設。所以,在公路工程施工建設中,工作人員應根據不同構造的土層,來選擇使用不同的特殊地基進行施工。依據以往公路的路塹修造經驗,按照路基土層結構的差異,可將公路施工所遇到的特殊路基分為以下六種類型:軟土型特殊路基、濕陷特殊路基、濕土型特殊路基、膨脹土型特殊路基、永久凍土型特殊路基以及鹽漬土型特殊路基。由于篇幅有限,本文言簡意閡,主要針對公路施工中遇到的膨脹型特殊路基、濕陷黃土型特殊路基、軟土型特殊路基的處理措施進行分析、論述,希望能為我國公路事業的朝前邁步助一臂之力。

2.公路施工中對特殊路基的處理措施

2.1 公路施工中對膨脹型特殊路基的處理措施。

膨脹型路面特殊路基指的是路面路基的土層為粘土土層,并且該圖層具有失水收縮、遇水膨脹的顯著特點。這種土層一般密度比較大,而且承載能力非常強,所以經常被人誤認為這是非常良好的路面路基。可是從長遠角度來看,這種土層在吸水以及失水的過程當中會改變自身體積差,非常容易造成成型路面開裂以及路基長時間含水而移位等嚴峻問題。所以,通常對這種特殊地基會使用土壤混合技術以及路基填筑Q置技術來進行處理。

2.2 公路施工中對濕陷黃土型特殊路基的處理措施。

濕陷黃土型特殊路基的土層當中含有大量的碳酸鹽以及硫酸鹽,這些可溶性極強的鹽類在土層當中遇見水分以后非常容易融進水中,從而便會造成土層坍塌以及土層迅速下陷等狀況。通常而言,此類路面路基的土層大都呈現出黃色或者褐色,土層當中的干粉所占據的比例大多可以達到百分之六十以上,在遇水或者潮濕的環境非常容易被沖擊、侵蝕,這便造成了路面性質非常不穩定,產生了極 為嚴重的安全隱患問題。遇到這種土層時,應當從疏導水與攔截水這兩個方面進行考慮。其土層之下是否有地下水也應當列入考慮的范圍當中。通常在道路工程的施工當中,經常會使用換填處理法以及強夯處理法來對該類土質層進行處理。

2.2.1 換填處理法。

換填處理法的作用原理,是將路基當中含有黃土層的土壤完整挖除掉,而后再重新添置具有穩定性強、土壤強度大的新土壤。該種處理方法的特點便是實用性非常強,而且經濟投入比較少,在工程施工以后的成果質量較好。這種方法對于黃土層厚度較小的情況下最為實用,但是對于黃土厚度較大的路面路基來說,其耗費的經濟損失過大,建設成本負擔過重,不具有良好的實用性。

2.2.2 強夯處理法。

強夯處理法乃是一種最為實際的處理方法。這種方法使用于黃土土層的密度較少,但土壤之間的空隙較大,且含水量能夠確定在一定范圍之內的土層。強夯處理法是利用夯錘的反復砸壓而使得土層的密度增大,土層構造變得更為緊實。土層當中的空氣空隙剛好可以將砸壓過程當中所產生的氣體以及水分有效的排除掉,以此來增加土層的結實程度。在公路工程的施工過程中,對其使用過強夯處理法的黃土層的承受能力明顯要高于未經過處理的黃土土層,其密度也得到了明顯的增強。因此,這種處理方式非常適合在濕陷黃土型的特殊地基中進行使用。

2.3 公路工程施工中對軟土型特殊路基的處理措施。

軟土型特殊路是指其路基的圖樣層強度比較低、壓縮含量較大,且在公路工程施工建設當中最容易遇到的一種路面路基情況。如果對于這種情況不做以及時有效的處理,那么便會產生路面開裂、路面塌陷、路基整體下滑等難以預料的嚴重后果,這將嚴重阻礙我國道路的通暢以及經濟的快速發展。通常而言,對于軟土型特殊路基的處理措施一般會使用水泥土攪拌樁處理法、排水處理法或者灰土加密樁柱處理法等,下文將著重介紹兩種較為常用的處理方法。

2.3.1 水泥土攪拌樁處理法。

這種軟土型特殊地基的處理方法是利用攪拌樁機將水泥土全部注入土質之中,并予以充分攪拌,以此來加大土層的硬度。這種處理方法是使用固化劑處理法的一個分支措施,它是利用水泥土作為固化劑中的主劑,這種處理方法具有起效速度快、設備投入金額低、操作方便簡單以及圖紙地基的硬度增強效果顯著等 諸多優勢,乃是道路工程的施工過程使用頻率比較高的一種土層地基加固措施。水泥土攪拌處理法按照噴入土質層當中的材料差異可以分為“濕法”和“干法”兩種類型。

“濕法”指的是在施工的過程當中使用水泥土泥漿噴入軟土土 層,它的優點是可以使土壤與水泥土得到非常充分的攪拌,而且方便二次攪拌;它的缺點是水泥土的凝固時間較長。

“干法”指的是在工程施工的過程當中,使用水泥干粉噴進軟土層之中,它的優點是水泥的凝固時間非常短;缺點是水泥干粉不容易與軟土攪拌均勻,并且不方便二次攪拌。

2.3.2 使用固化劑處理法。

使用固化劑處理法指的是在工程施工的過程當中將軟土與固化劑進行充分攪拌以達到將土層加固的目的。固化劑的原理便是將土層土壤結構與土層組織結構在固化劑的促成下所產生的一種化學反應,從而使混合的土壤層內部形成網狀的鏈接,來達到加固土層的目的。通常而言,這種方法在有機物質含量較多的土層中采取使用效果會更好。在固化劑當中融入無機鹽可以使土壤的早期強度得到有效的增強,因為無機鹽呈現堿性,所以在產生化學反應的過程當中可以起到催化劑的作用,能夠非常有效的提高土壤的內部物質的活躍性,產生非常強烈的粘連作用。除此之外,在使用內部物質催化劑的同時,如果再加入適當的活性劑,不單單可以加強土層內部的粘連性,還能夠非常有效的去除掉土壤當中的雜質,使得土壤在硬化的作用之下可以形成非常未定的狀態。固化劑與活性劑處理方法的使用乃是當代改變軟土層結構地基的最新研究趨向。

3.結束語

綜上所述,特殊路基的施工是公路工程施工中常見的地基問題,其施工質量的好壞,直接影響著整個公路的運行壽命。因此,在公路施工中,應注重特殊路基的施工處理,以保證公路工程的施工安全、高效、優質。

參考文獻:

[1]周啟琳.公路施工中軟土路基的施工技術處理研究[J].黑龍江科技信息,2015(14).

第10篇

關鍵詞:路基施工;材料;填土

Abstract: The foundation is an indispensable important component of road, it can bear the weight of the structure of highway, namely static load, and simultaneously bear when car transmitted through the highway from the dynamic load, is one of the important indexes for evaluation of highway. Therefore, the roadbed must have sufficient robustness, stability and durability. It can ensure the car running at high speed stability, comfort and safety.

Key words: roadbed construction; materials; filling

中圖分類號:U416

一、材料要求

1、路基填土

1.1路基填料宜優先選用級配良好的礫類土、砂類土作為填料,泥炭、淤泥凍土、強膨脹土、有機質土及易溶鹽超過允許含量的土等,不得直接用于填筑路基。

1.2本工程位于冰凍地區,嚴禁采用未經處理的粉質土直接填筑路基。當采用其他細土時,路基填料CBR應滿足要求。此外,液限大于50%,塑性指數大于26的細粒土不得直接作為路基填料。

1.3禁止使用沼澤土、泥炭及淤泥、含有樹根、樹樁、易腐朽物質或有機質含量大于5%,氯鹽含量大于3%,碳酸鹽含量大于0.8%的土。1.4中央分隔帶及綠化帶填土按綠化回填要求進行填筑。

1.5細粒土盡可能粉碎,粒徑不得大于15mm。

2、碎石

2.1碎石中不含植物殘體、垃圾等雜物。

2.2最大粒徑應小于30mm,要求其壓碎值不超過30%、強度不小于15MP(未篩分碎石)。

2.3碎石的顆粒組成應符合JTJ034-2000中第2.2.1.6中2#級配要求,為方便施工,宜采用10~30mm的粗集料,5~10mm的中集料,0~5mm的石屑細集料三種粒料配合。

2.4池塘路基處理碎石墊層用碎石強度不小于15MP(未篩分碎石),最大粒徑應小于150mm,通過20mm篩孔的選料不得超過總量的30%,通過0.075mm篩孔的選料不超過總量的10%。

3、石灰

3.1石灰應采用消石灰或生石灰粉;消石灰中不得有未消解的生石灰顆粒,石灰等級應在三級以上。

3.2如采用生石灰,鈣質生石灰中有效氧化鈣氧化鎂的含量應大于70%;如采用消石灰,鈣質消石灰中有效氧化鈣氧化鎂的含量應大于50%。

3.3石灰劑量=石灰質量/干土質量,生石灰塊應在使用前7~10天充分消解。消解的生石灰應保持一定的濕度,不得產生揚塵,也不得過濕成團。消石灰宜過孔10mm的篩,并盡快使用。

4、水泥

水泥應符合國家技術標準的要求,宜采用42.5MPa的普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質硅酸鹽水泥。

5、土壤固化劑

5.1土壤固化劑采用液粉土壤固化劑路邦EN-1(濃縮液),固化劑濃縮液摻入劑量為0.014%,或根據實驗確定。

5.2土壤固化劑的技術性能指標應符合現行行業標準《土壤固化劑》CJ/T3073的規定,溶液的固體含量不得大于3%,不得有沉淀或絮狀現象。

二、施工程序

1、混渣填筑

1.1混渣填筑厚度較大時應分層填筑分層壓實,每層以20~25cm為宜。

1.2混渣填筑時應嚴格控制含水量,對于含水量較大的應進行適當的晾曬方可以進行碾壓。而且應避免使用含土量過大的混渣,如果有含土量較大的材料進場,應先進行堆備,待其他含土量較少的混渣進場時摻拌后填入路基中。

1.3混渣的強度應保證不小于15MP,最大粒徑應保證小于150mm,通過20mm篩孔的選料不得超過總量的30%,其通過0.075mm的不超過總量的10%,大粒徑渣石應填筑在下部,小粒徑渣石填筑在上層,保證混渣頂的平整度(誤差不超過2cm)空隙較大時應掃入石渣(未篩分),或石屑填充,上部可填筑渣石或石屑。

1.4雨天時注意對基槽進行排水或其它處理措施,杜絕在含水量過大的情況下對混渣進行碾壓。

1.5為避免地基產生過分擾動造成地基基底無法壓實,壓路機在碾壓過程中嚴禁使用震動碾壓。但與此同時為保證填料的密實性,在碾壓過程中橫向接頭要重疊50cm進行碾壓,做到無漏壓,保證碾壓均勻,且嚴格控制碾壓遍數為四遍。碎石填料與混渣碾壓要求相同。

2、碎石填筑

2.1由于碎石填筑厚度僅為20cm,應嚴格控制混渣頂面高程,杜絕混渣侵入碎石填筑范圍,減少碎石填筑厚度。

2.2碎石填料粒徑應控制在5cm以內,其通過0.075mm的總量不超過總量的10%,且級配良好,無雜物。

2.3使用碎石強度不小于15MPa(未篩分碎石)。

2.4大粒徑碎石應填筑在下部,小粒徑碎石填筑在上層,保證碎石頂的平整度(誤差不超過2cm)。

3、路基施工填土要求

3.1路基必須分層填筑分層碾壓。每層最大壓實厚度不宜超過20cm(當壓實機械可以保證壓實度并經現場試驗、檢測合格后可適當加大壓實厚度),路床頂面最后一層壓實厚度為20cm(遇特殊情況不滿足設計要求是,最小壓實厚度不得小于10cm)。

3.2含水量應控制在壓實最佳含水量±2%之內。

3.3路基填筑寬度每側應寬出填筑層設計寬度30cm,壓實寬度不小于設計寬度,最后銷坡。

3.4路基表面應具有2%~4%的向外橫坡,防止積水。為避免路基邊坡被雨水沖刷,路基填筑過程中要求在路基下坡腳外兩米處設置臨時排水埝和排水設施。

3.5征地邊線外兩側各10m范圍內禁止集中取土。

3.6路基填筑范圍內嚴禁作為施工便道使用。

3.7路基填筑應均勻密實,路床頂面橫坡于路拱橫坡一致。

3.8路基填土高度路基最小填土高度須保證不因地下水、地表水、毛細水及凍脹作用而影響穩定性。

4、灰土填筑

4.1試驗標定在上土之前應取現場土樣測定土的天然含水量及液塑限并進行標準擊實試驗確定最佳含水量和最大干密度。

4.2測量放樣測量組準確放出道路中心線。

4.3路堤填筑時在取土場用挖掘機和裝載機將土裝入自卸汽車,運到填土路基處。根據路基寬度、自卸汽車方量及松鋪厚度,用白灰灑線打網格,確定每車土的卸土位置,以保證填土厚度。

4.4素土攤鋪粗平后,首先應根據虛鋪系數追蹤測定高程,在考慮虛鋪系數的情況下若高程達不到設計值應及時采取措施補救,待滿足要求后用鏵犁和旋耕犁進行翻曬和粉碎。在上灰前,檢查土的含水量,當接近最佳含水量時及時上灰。

4.5攤鋪石灰:素土整平穩壓后,按眼路線走向5×10m打好方格,根據配比將每格需要的石灰量人工攤鋪均勻。上灰時應保證灰土中無雜質、無未消解的灰塊。

4.6路拌機拌合:石灰攤鋪完成后,均需用路拌機拌合,拌合遍數2遍以上,要用專人在路拌機后面隨時檢查拌合深度,拌合深度以打入路床頂以下5~10mm為宜,確保無素土夾層,保證拌合均勻色澤一致,沒有灰花團和花條,檢測混合料的含水量和灰劑量,含水量控制在最佳含水量1~2個百分點,灰劑量符合規范要求。

4.7整平和碾壓:用平地機、水準儀跟蹤控制高程。當高程、橫坡達到規范要求時,先用振動壓路機穩壓一遍,再用振動壓路機振壓兩遍,然后用18~21t壓路機進行碾壓三遍,由路肩向路中心碾壓,碾壓時輪跡重疊1/2輪寬,路肩處應多壓2~3遍。嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上急調頭或急剎車,以保證石灰土的表面不被破壞。若在碾壓過程中出現“彈簧”現象,應采用挖除、重新換填或摻石灰或水泥等措施進行處理。在壓路機碾壓結束之前用平地機再終平一次,使其縱向順適,路拱符合設計要求。終平應仔細進行,必須將局部高出部分刮除并掃除路外,對局部低洼之處不再進行找補,可待鋪筑下層時處理。

4.8試驗檢測:一段路基完成后,試驗人員及時進行路面外形、壓實度、灰劑量等的試驗檢測,自檢合格后報請監理工程師驗收,驗收合格后進行下層施工。

第11篇

Abstract: The surfactant is a kind of fine chemical products widely used in industry, agriculture, health and environmental protection departments. Inseparable from the road construction and road materials and road materials performance improvements and the development and application of the surfactant has a close relationship.

關鍵詞: 表面活性劑;瀝青;乳化;;吸附;石料

Key words: surfactant;asphalt;emulsion;lubrication;adsorption;stone

中圖分類號:U41 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)33-0109-02

0 引言

當前交通運輸車輛的載承負重與行車密度越來越大,道路的里程越來越長,而道路工程的技術發展水平不僅關系行車的安全與舒適,更是影響經濟和社會發展的一個重要因素。目前在我國的道路建設中還普遍存在著諸如路面裂縫、車轍、路面坑槽、沉陷、施工環境差、道路壽命短等等的缺陷,如何減輕和防治這些缺陷,是現在道路工程技術研究中的一項主要內容,這方面的研究成果也將為我國的道路建設事業做出最大的貢獻。而表面活性劑的應用與這些道路缺陷的減輕與防治及提高道路性能方面又有怎樣的聯系呢?

1 表面活性劑結構與性能

表面活性劑(surfactant,又稱表面活性物質)是指能顯著降低溶劑(一般為水)表面張力并具有一定結構(兩親)、親水親油特性和特殊吸附性能的物質。

1.1 結構

1.2 性能 這類物質由于其特殊的結構而容易吸附,同時還具有不同程度的滲透、乳化、分散、、發泡、增溶、消泡、殺菌、洗滌、柔軟、防腐、抗靜電、防銹等一系列的性能。

表面活性劑是工農業發展中不可或缺的化學助劑,其最大優點是用量小而收獲大。目前在紡織,石油,洗染,農藥,醫療,冶金,機械,采礦,建筑,航空,食品,環保等各個領域中都有著廣泛的應用。

2 表面活性劑在道路建設中的應用

2.1 乳化劑 眾所周知,瀝青和水是不能互溶的,是不能形成相對穩定的平衡體系的。而如果給水溶液中加入表面活性劑,在機械攪拌的過程中,表面活性劑分散瀝青乳液中,其分子結構中的親油基吸附于瀝青顆粒的表面,親水基伸入水中,分子間定向排列,使得瀝青顆粒的表面形成一層致密的膜,可以阻止瀝青顆粒的絮凝和聚結。若表面活性劑是離子型的,還可使瀝青顆粒表面帶有同種電荷,瀝青顆粒之間因靜電斥力而處于分散穩定狀態。此時表面活性劑是作為乳化劑。

乳化劑的使用,使瀝青乳液穩定性增強,在常溫狀態下粘度很低、流動性很好,可以直接使用,且可以和潮濕的冷石料一起使用。施工中不需要加熱任何材料,從而節約了能源,同時在常溫下施工,既改善施工條件,又保護環境。使用乳化劑還可以節省瀝青用量的10%~20%,經濟效益顯著。用乳化瀝青修路時,幾乎可以不受陰濕或低溫季節的影響,施工季節延長。使用乳化瀝青施工,工序簡單,可在1小時內開放交通,時間大為縮短。

乳化瀝青常用的表面活性劑有陽離子型、陰離子型、兩性離子型和非離子型。陽離子型乳化劑有牛脂丙烯二胺,椰子油丙烯二胺,Cl7~C20或C7~C9烷基丙烯二胺二鹽酸鹽和烷基胺的鹽酸鹽,木質素類季銨鹽和胺類等;陰離子有如羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽類;非離子乳化劑主要有脂肪醇聚氧乙烯醚,烷基酚聚氧乙烯醚,多元醇脂肪酸脂,多元醇酯聚氧乙烯醚等四大類。陽離子乳化劑與礦料有更好的粘附性,成型速度快,早期強度高,用量少。陰離子型瀝青乳化劑原料來源廣,成本低,生產工藝簡單,適用于一般道路使用。非離子乳化劑常與離子型,特別是與陽離子型乳化劑進行復配,改善離子型乳化劑的某些性能。兩性離子乳化劑其耐硬水,鈣分散能力較強,與其他類型的乳化劑有良好的配伍性,但價格較高。

2.2 溫拌劑 溫拌劑通常為表面活性劑。在瀝青路面的道路建設中,常利用表面活性劑的性質來降低瀝青和石料混合物在碾壓成型時的黏度,使混合料在較低的溫度下仍具有較好的可壓實性能。表面活性劑的加入使石料界面和瀝青間的接觸角減小,因而在拌和過程中能使瀝青在石料上更好地鋪展,并提高了瀝青混合料的裹附性能。拌和后的瀝青混合料中殘存的微量水分,在混合料壓實的過程中起到了作用,從而提高了瀝青混合料的可壓實性及和易性。

使用溫拌劑后,混合料的拌和溫度下降30-60度,大大地節約了能源,改善工作環境,同時又使作業過程中產生的有害氣體大為降低,達到節能減排的效果。又因為溫拌劑的加入提高了壓實性,水穩定性,從而防止瀝青老化,保證壓實程度和施工質量;加入表面活性劑后,能很好地增強石塊、石粉與瀝青的粘結程度,使溫拌瀝青達到高強度防剝離的目的,延緩瀝青路面壽命。并且能夠在秋冬季和初春的低溫條件施工,從而延長了施工季節。

這類表面活性劑通常為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇縮醛、脂肪酸酐酯、聚氧乙烯酸酯類表面活性劑。

2.3 減水劑 表面活性劑也常用于混凝土路面,主要用來提高砂漿的強度,它是在不影響混凝土施工和易性的條件下,是一種具有減水和增強作用的外加劑,稱為減水劑。這種外加劑通常為陰離子型表面活性劑,它吸附于水泥顆粒表面使顆粒帶電,顆粒間由于帶相同電荷而相互排斥,使水泥顆粒被分散而釋放顆粒間多余的水分而產生減水作用。另一方面,加入減水劑后,水泥顆粒表面形成吸附膜,影響了水泥的水化速度,使水泥石晶體的生長更為完善,減少水分蒸發的毛細空隙,網絡結構更為致密,提高了水泥砂漿的硬度和致密性。

減水劑的主要作用是減水和增塑,使水泥顆粒更分散,水合效率更高;減少了混凝土配合比中水的用量,提高強度、抗滲性和耐久性;減小了混凝土拌合材料的分離趨勢,使硬化后的混凝土質量均勻等。

減水劑的種類有木質素磺酸鹽類、萘系、密胺系、聚羧酸鹽類、干酪素類、氨基磺酸鹽類、丙烯酸系減水劑等。高效的減水劑主要為聚合物型表面活性劑,以聚萘磺酸鹽為主,如萘磺酸甲醛縮合物類、烷基萘磺酸甲醛縮合物類等。

2.4 混凝土的早強劑 混凝土早強劑是指能提高混凝土早期強度,并且對后期強度無顯著影響的外加劑。最常用早強劑為三乙醇胺。三乙醇胺是一種表面活性劑,摻入水泥混凝土中,對混凝土早期強度有明顯的提高。

另外,在摻早強劑的石灰─粉煤灰材料中加入適當的表面活性劑,有利于粉煤灰顆粒表面的潤濕,有利于早強劑與石灰─粉煤灰拌合均勻,最終有利于材料強度的提高。

2.5 發泡劑 有一種高能低排的新型路面材料,它是一種泡沫型溫拌瀝青混合料。其中的泡沫就是由一種表面活性劑產生,這種表面活性劑常稱為發泡劑。這種泡沫型溫拌料的拌和溫度只有100℃~120℃,攤鋪溫度可以下降至80℃上下,同時道路的使用壽命更長。這種路面材料中表面活性劑的加入不僅達到節能減排的效果,更是提高了工程質量,提升了經濟效益,有效地改善了工人的作業環境。

2.6 液態土壤固化劑 在道路的建設過程中,常會遇到路基土壤中含水量過大的情況,為達到建設質量要求,必須對地基土壤進行處理。液態土壤固化劑通常是由多種表面活性劑和穩定劑組成,是含高分子聚合物的混合物,完全溶于水后通過離子交換作用,與土壤顆粒表面之間形成化學鍵,并附吸于土壤表面,同時將土壤表面的吸附水從土顆粒表面替換,并將土壤顆粒包圍起來,形成一層保護膜,使土壤從親水變成憎水,土壤經過碾壓后,水分子很容易就從土層中排出,并通過土壤顆粒間的電荷作用,使土顆粒更加緊密,孔隙變少、密實度增大,塑限減少、滲透性降低,從而使土壤更加穩定,達到建設質量要求。

表面活性劑類固化劑在使用時,用量較小,運輸起來方便,建設成本還能大幅度下降;這類固化劑常以水溶液的形態與土壤混合,施工方便;加入催化聚合成分或者直接利用土壤成分來實現交聯,土壤早期強度和后期穩定強度均可以滿足要求并且適應性也比較好。

液態固化劑常用的表面活性劑有三乙醇胺、或木質素磺酸鈣或木質素磺酸鈉,瀝青等。

除以上用途外,表面活性劑還可用作混凝土的引氣劑,以改善混凝土的和易性和提高抗凍性及耐久性;用作泡沫劑,以制作自重更輕的泡沫混凝土;用作混凝土或砂漿防水劑可提高其防水性能;用作絮凝劑可用于水下混凝土等等。另外,也可用作混凝土養護劑。在混凝土路面滑模施工中還可用作脫模劑。表面活性劑也可用于灌漿材料中,提高材料的性能,如聚乙烯基吡咯烷酮、水溶性硅油、吐溫T-80、吐溫T-60及其他非離子型表面活性劑加入到聚氨酯化學灌漿材料中,可以穩定化學漿液的分散性,又保持漿液的穩定性。

3 結語

通過以上的分析可見,表面活性劑的應用在提高道路性能中的作用是至關重要的,是不可替代的,它不僅能大大減少道路病害的發生,還能提高道路質量,延長道路使用壽命,另外還能節約資源,保護環境,改善工作條件等。近幾年來,我國的表面活性劑工業發展迅速,并取得了一定的成績,但表面活性劑在道路建設工程中的應用范圍相對狹小,也不普遍,與國際上的水平還有很大的差距,我國在這方面的技術開發與研究還有待進一步加大投資力度,加強科研力量,以期引領我國的道路建設事業邁上一個新的臺階,從而推動我國國民經濟和社會的飛速發展。

參考文獻:

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[8]李永德,陳榮軍,李祟智.高性能減水劑的研究現狀與發展方向[J].混凝土,2002(09).

第12篇

關鍵詞:高爐礦渣微粉 固化劑 無側限抗壓強度 機理

高爐礦渣是高爐煉鐵過程中鐵礦石中SiO2、Al2O3等雜質與石灰熔化合而成的,以硅酸鈣、鋁酸鈣為主要成分的熔融物,經水淬而急冷處理后形成的粒狀活性材料。其主要成分為CaO、SiO2、Al2O3、MgO和Fe2O3等氧化物,還常常含有一些硫化物。

礦渣微粉作為水泥中的混合材已經做了大量的試驗研究,試驗表明:礦渣微粉摻量可提高15-25%以上,既節省了資源,也降低了生產成本;同時表明水泥的水化升溫不顯著,這樣有利于水泥早期強度,試驗還表明,參加了礦渣的水泥混凝土的凝結時間變長,混凝土的強度,耐磨性和耐久性都有所增強。

1、試驗方案及材料

1.1 試驗方案

根據以前的試驗,本試驗用粉煤灰、生石灰粉、礦渣微粉、水泥和碳酸納等材料進行復配,對各個配比測定3天、7天和28天無側限抗壓強度,并分析了強度隨齡期的變化及礦渣微粉摻量變化對強度的影響。

1.2 原材料的品質

1) 試驗用土

試驗試件制備用土采用的是某平原地區含鹽量較低的粉土,其基本指標如表1。2) 粉煤灰

粉煤灰采用華北某電廠濕排灰,主要化學成分如表2 ,屬于低鈣粉煤灰。

3) 生石灰

采用生石灰塊,經粉碎、磨細、過5mm圓孔篩后用塑料袋密封包好備用。其化學性質如表3。

4)礦渣微粉

2、試驗方法

2.1 無側限抗壓強度

試驗根據《公路土工試驗規程》(JTJ051-93)和《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ057-94)的有關規定進行。采用靜力壓實法制備試件。試件尺寸為:直徑×高=50mm×50mm試件成型并編號后,立即用塑料薄膜包裹放入養生室,以防止水分的蒸發,養生室要控制溫度為20℃,相對濕度大于94%。試件養生時間為3d、7d及28d,在養生期的最后一天,先將養生試的件浸泡水中,水面應超過試件頂面約2.5。浸泡12h,測試無側限抗壓強度時將試件從水中取出,擦去試件表面水分,然后放在萬能試驗機上進行無側限抗壓強度。試驗儀上使用1mm/min的速率進行抗壓試驗。

3、試驗結果與分析

將養生至3天、7天和28天,飽水后進行無側限抗壓強度試驗,其實驗結果如表5所示:

由表5可看出:當不改變粉煤灰、石灰及激發劑碳酸鈉摻量的條件下,改良土的強度隨著水泥含量的增加而增加,隨著礦渣微粉摻量的增加而增加。這些組合都表現出很好的早強效果,其主要是由于添加激發劑碳酸鈉的原因,并且其穩定土的后期強度增長也加快。在含有激發劑的條件下,促進水泥水化及火山灰反應,生成水化產物,將土顆粒膠結在一起,增強土體的密實性,提高土體的強度。

3.1 礦渣微粉對強度的影響

選取粉煤灰為12%摻量,礦渣微粉的摻量對強度的影響(其他材料摻量不變)。如圖2所示。

由圖1所示:固化土的強度隨著礦渣微粉摻量(小摻量下)的增加而增加,隨著齡期的增長,礦渣微粉穩定土試件的強度也逐漸增長,這說明了火山灰反應持續的進行,并持續的生成火山灰產物,填充于土顆粒之間,增強土體強度。

4、試驗路鋪筑

本試驗路以前面的室內試驗為依據,其中有的配比根據當地實際情況做了小小的變動。通過對一般處理方法和所研制的固化劑在工程實際中的對比試驗,來檢驗所研制固化劑的應用價值。施工的流程見圖2所示。

碾壓成型的穩定土層抗變形能力較低,在環境溫度和濕度發生變化后宜干縮開裂。另外穩定土在強度形成過程中也需要適當的濕度以滿足化學反應時對水分的需求。因此,成型后的灰土表面必須及時灑水養生,以保持表面濕潤為原則,養護期一般需7天。同時,嚴禁車輛行駛。

5、結論

本試驗所有的配比都可以滿足基層及底基層穩定土的施工規范的要求,而且強度比較高,在實際應用中要根據當地的材料來源和土質條件來適當的調整配比。

礦渣微粉的作用很明顯,對固化土的早期強度很大的貢獻,同時是有利于延長水泥的凝結時間,給施工帶來方便。

參考文獻

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[2]. 曹恒. NCS固化劑改善膨脹土填筑路基施工技術,焦作工學院學報,2002.

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