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土壤固化剂是能够改善和提高土壤工程技术性能的固体材料或者液体试剂,具有固化速度快、早期强度高、用量少、就地取材、节省施工时间以及降低工程造价等优点。快硬高强土壤固化剂及其施用技术在抢险赈灾工程、灾后治理工程、道路紧急维护、建筑基础、堤坝工事、井下作业、石油开采、垃圾填埋、防尘固沙等多个领域市场前景广阔,具有重要的研究和开发价值,是各工业发达国家争先发展的先进工程材料。论文选择成都地区有代表性的紫色土壤为固化对象,以铝酸盐水泥为胶凝材料,以石膏、三乙醇胺和氯化钠为早强剂,以木质素磺酸钠为减水剂,以硫酸钠为表面活性剂,研制了土壤固化剂。使用电子万能试验机、X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微分析(SEM)研究了单掺外加剂及复合外加剂对固化土1天抗压强度的影响,并讨论了固化机理。运用Design-Expert设计软件对组方进行优化,得到固化效果良好的固化剂组方,并在实验的基础上总结了土壤固化剂的施用方法。得到以下主要结论:石膏对固化土的抗压强度的提高有明显的作用,石膏加入的量越多,固化土抗压强度越高;木质素磺酸钠作为一种减水剂,对提高固化土的抗压强度有明显的作用,用量占土壤固化剂质量分数为2%的情况下就能较好提高固化土的抗压强度;硅酸钠作为一种外加剂,随着硅酸钠用量的增加,固化土的抗压强度反而有所下降。硫酸钠和石膏作为复合外加剂时,硫酸钠的掺量小于土壤固化剂总质量的5%时能够起到增加固化土抗压强度的作用,大于5%时,固化土的抗压强度会降低;三乙醇胺与石膏的组成的复合外加剂进行实验时当三乙醇胺的掺量小于土壤固化剂总质量的0.15%时能够起到增加固化土抗压强度的作用,大于0.15%时,固化土的抗压强度会降低;土壤固化剂占固体材料的质量分数用ω表示,氯化钠与石膏的组成的复合外加剂进行实验,当ω=53.9%时氯化钠不能起到增强固化土抗压强度的作用,当ω=28.6%时氯化钠的掺量小于土壤固化剂总质量的5%时能够起到增强固化土抗压强度的作用,大于5%时,固化土的抗压强度会降低。使用Design-Expert设计软件优化了三乙醇胺、石膏、硫酸钠、木质素磺酸钠几种外加剂在限制条件下的几组最佳的组方为:土壤固化剂占固体物质比例为28.6%时,最佳优化组方为水泥和氯化钠占土壤固化剂质量的85%,其中氯化钠10g,三乙醇胺3.1%,木质素磺酸钠1%,硫酸钠3.1%,石膏7.8%,以优化组方制备试样,实测平均1天抗压强度是3.873MPa与软件预测值3.781MPa具有很好的符合度。X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微分析(SEM)结果表明:固化土中生成了钙矾石、珍珠云母、钙铝黄长石等物质,钙矾石具有膨胀性和稳定性,而珍珠云母和钙铝黄长石是玻璃状的矿物,它们对提高固化土的抗压强度作用明显。在实验研究基础上,总结了M型土壤固化剂固化成都地区有代表性的紫色土壤的工程施用技术及相关操作规范。