土壤固化剂十篇

土壤固化剂篇1

论文摘要：概述土固精牌土壤固化剂的定义，简述施工工艺，通过举例彰显了它的广泛实用性，并展望了其未来广阔前景。 

1. 土固精定义

“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，是一种无毒、无害、无污染的环保高聚类有机溶液，是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及固化剂施工技术。土固精广泛应用于道路基层建设等方面，施工简单易操作，且比一般原料更能取得好效果。

2. 土固精牌土壤固化剂的施工工艺

“toogood”的施工工艺有两种：路拌法和厂拌法。路拌法是指混凝土在出厂时即按比例调配完毕再运输的路上由搅拌车进行搅拌；厂拌法是指施工现场混凝土的搅拌。路拌法较场拌法方便但不适合长途的运输，但适合较为大型的施工。厂拌法则适合较为 经济 且适合小型施工。

2.1 路拌法施工工艺流程

2.1.1 路床压实

即在清除杂草、树木、树根等有机物和大石块后，用大型机械将即将使用的路基压实，防止底部松软。

2.1.2 素土准备

2.1.3 摊平

     和“路床压实”的基本操作一致。

2.1.4 铺撒水泥或石灰

2.1.5 拌合

2.1.6 喷洒固化剂稀释液

通过一系列测量，要求按设计拌合剂量配制好固化剂，再用压力洒水车分次笨撒溶液。

2.1.7 再次拌合

    此次拌一般使用专用拌合机（或农用旋转耕作机于多铧犁）紧跟在洒水车后面拌合土壤，做到随撒随拌。拌合深度应达固化层底面，并侵入下层5-10mm，一利于下层联结。最后还要及时检测拌合土含水量，及时补充使其达到工艺要求。

    （注意：为保证拌合均匀，要以人工配合拣出其中超尺寸团粒，消除粗细克里“窝”调匀局部过湿过干区。）

2.1.8 排压再次刮平

    拌合均匀后，立即用平地机进行初整形和细整形，达到规定平整度和路拱坡度。对于局部低洼处，应把表层耙松5cm后补料找平。

2.1.9 碾压

    含水量检测合格后，先用轻型压路机配合重型钢轮和胶轮震动压路机按照碾压方案在结构层全宽内进行多次碾压，以达到设计压实密度。

    在碾压过程中，稳定土表面保持湿润，必要时补洒少量的水。碾压结束前，用平地机进行终平，修整局部低洼不平处，达到顺适，符合设计要求即可。

2.1.10 覆盖养生

    在工程结束后，对其覆盖，及时养生。

2.2厂拌法施工工艺流程

  2.2.1 路床压实

   2.2.2 稀释溶液

        根据素土的含水率稀释好固化剂，使其浓度适当。

    2.2.3 拌合

        这要求采用厂拌的相关设备对其进行拌合

    2.2.4 运输

        即把拌合好的混合材料运输至施工现场。

    2.2.5 摊铺

        用摊铺机或者推土机进行摊铺覆盖路床。

    2.2.6 排压

        用推土机对摊铺好的材料进行排压实。

    2.2.7 刮平

        用平地机将排压后的路面刮平。

    2.2.8 碾压

        和路拌法的碾压不同的是：压路机可一次碾压成型，但一定要注意接缝和调头。

2.2.9 覆盖养生

3.土固精牌土壤固化剂的成功案例

土固精的两种使用的基本施工工艺是相当简便的，省时省力，而且还环保。因此，已经被国内外多处施工点广泛使用：法国卢浮宫前砂石路、208省道湖南韶山段、宁乡乡村公路、衡阳蒸湘路市政道路、彭水县乡村公路、黎平渠道防渗工程、鄢陵开发区园区道路、成都郫县市政道路、河北邯郸公主湖湖底工程等众多工程均采用的是该种产品。

  

208省道韶山段             衡阳蒸湘路市政道路 

  

  法国卢浮宫前的沙石路（1）     法国卢浮宫前的砂石路（2）

4. 结束语

   “toogood”在道路施工中的广泛使用及其简便的两种施工工艺，无不彰显着它的广泛实用性和巨大的 经济 和环境效益。土固精牌土壤固化剂和它的施工技术都是政府建设两型社会、倡导低碳经济值得采用的好产品、好技术，将来必将成为社会工程建设不可或缺的因素。

参考 文献 ：

1)       《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》

2)       《土壤固化剂城镇建设行业标准》

3)       《城市道路路基工程施工及验收规范》

4)       《gt土壤固化剂改良土的工程特征研究》方祥位、孙树国、陈正汉、申春妮、徐尔昌

土壤固化剂篇2

论文摘要：土壤固化剂应用范围极广，其性能稳定，可用于各种路基土壤加固，固化强度可调整，且能满足不同路基建设层要求，有利于加快施工进度，就地取材，减少建筑耗材的运量，并无环境污染。

一、引言

toogood土壤固化剂是目前世界上技术最新、效果最佳且无毒、无害、无污染的环保高聚类有机溶液。可广泛地用于各种土壤砂石材料的固化，还具有抗压强度强、万能兼容、高斥水性等特点，是一种万能的离子类固化材料，用其稳定各种土壤均能满足各等级公路路基施工技术规范要求。这是种加入土壤中的外加剂，将其掺入土壤中，与含有一定水分的土壤混合后，发生一系列物理-化学反应，降低土壤颗粒间的排斥力，破坏土壤颗粒间的吸附力，同时还置换出土粒表面的水分子并生成一种不可溶解的终合物，发挥类似水泥的凝固作用，对土壤的压实密度有着直接作用；而且缩小了土壤颗粒之间的空隙，使其承载能力大大加强，从而达到高斥水性、高压实度、强承载力和抗压强度。

由于土壤固化剂可以结合当地土作为主要路基建设材料，因而在技术上和 经济 上都具有重要意义，我国公路建设改良土壤的产品仍大多沿用石灰、水泥、 工业 矿渣，砂、或这些材料的混合物，随着环境保护对道路工程用石料、河砂、山砂等 自然 资源开采的严格限制，土壤固化剂作为一种广泛易得而又环保经济实用的新型替代材料具有现实的意义。wWW.133229.cOM

本文主要是结合各地公路工程实践，探索其应用效果。

二、施工工艺

1路拌法施工（水泥固化土施工）

（1）测量放线

用全站仪按坐标法测量恢复中线，每10米设一排桩，并根据路基设计宽度，放出路基边线，为保证路基有效压实度和边坡的稳定，在放路基边线时应使两侧边线各宽出20cm-40cm力宜。然后测量技术员精确放出水准测量线，确定纵横断面的标高，并按设计高程在侧钎上作好标记，在进行水准高程控制时应考虑到松铺系数。

（2）备土整平

根据施工阶段所需的土方量拉入施工段路床，按测定的高度和宽度进行大致整平，整平方法一般采用人工配合推土机。

（3）喷洒固化剂、湿拌

技术人员首先取有代表性的点测试含水率，精确 计算 作业段所需的补水总量。（根据施工天气和土质，含水量宜大于最佳含水率1%-2%左右）然后计算作业段的体积，按每立方应加固化剂数量计算所需的固化剂用量。最后将计算出来的补水量和固化剂一并倒入洒水车并充分搅拌均匀，稀释后均匀地洒在作业段内。喷洒土壤固化剂水溶液时，宜采用压力式洒水车或喷管式洒水车，喷洒应均匀，中途不得停车。直接掺入混合料中的固化剂水溶液应分两次喷洒，首次先喷洒40%，用机械拌合不得少于两遍，再喷洒40%拌合两遍，达到拌合颜色一致为止，其余20%的固化剂水溶液应在碾压成型后喷洒封层。

（4）闷料

混合料拌合均匀后即可进行闷料，闷料时间为：沙土不小于6小时，粘土不小于10小时，但不超过两天。

（5）摊布水泥

首先将水泥用量进行计算，将施工路段划成若干个方格，每个方格按计算的水泥袋数堆放水泥，进行摊布。在摊布时应派专职施工人员控制每一个方格内的水泥数量，保证厚度和宽度，表面应没有空白的位置，也没有水泥过分集中的位置，平面力求平整。摊料过程中，应将超尺寸颗粒及其他杂物捡除。

（6）补水、再次拌合

闷料后，再次测定混合料的含水率，确定是否还需补水，然后用路拌机或其它合适的拌合机械进行拌合，拌合完成的标志是混合料颜色一致，没有灰条、灰团和花面，没有粗细颗粒“窝”，没有素土夹层，且水分合适、均匀。

（7）固化土初压、整平

混合料拌合均匀后，要立即用推土机初步排压，人工挂线精确整平，再用平地机进行整型。整平过程中，对于局部低洼处，应用齿耙将其表层厚度耙松5cm以上，并用新拌的混合料进行找补整平，整平时切忌在光滑的平面上进行薄层找补。

（8）碾压

整型后，应在最佳含水量时压实，要根据路宽、压路机轮距的不同，制定相应的碾压方案。通常采用l8t-22t振动压路机，先静压一遍再对固化土层进行压实作业。具体碾压时，应本着“先轻后重，先慢后快，先两边后中间，先静压后振动”的原则，速度控制在头两遍应是低速，1.5km/h-1.7km/h为宜，以后可用2.0km/h-2.5km/h的碾压速度。

碾压采用纵向进退式，压路机轮迹一般要求重叠二分之一轮宽，后轮必须超过两段的接缝处，后轮压完固化土面全宽时，即为一遍。碾压过程中固化土的表面应始终保持潮湿，如表层水分蒸发过快，应及时补洒少量的水。如有“弹簧”、松散、起皮、剪切推移现象，应及时翻开重新拌合。注意：整个施工过程从水泥摊布到碾压必须在水泥终凝期内完成。

在碾压过程中应对施工接缝处进行处理，施工接缝处，应搭接拌合。第一段拌合后，留出5～8米不进行碾压，在第二段施工时再将前段余留的未碾压段添加适量水泥和土壤固化剂水溶液重新拌合，与第二段相连一起进行碾压。

（9）养生及 交通 管制

固化土层每一段碾压完成并经压实度检查合格后应立即中断交通，开始养生，养生时间为一周。养生方法有：

a）洒水养生，要求路面保持湿润。

b）覆盖塑料薄膜养生，要求用土埝纵横向封实住。

c）乳化沥青做下封层养生，条件为基层的面层为沥青层。

d）铺土养生：条件为上层继续施工固化土层。

2集中拌合法施工

对于二级和二级以下的公路，若无合适的强制式厂拌设备时，也可以将混合料集中在路旁的料场用人工配合挖土机的方式进行拌合。集中拌合法施工应符合下列要求：

（1）土应粉碎，防止团块。

（2）应严格按所选定的固化土配合比配料。固化剂称量必须准确。

（3）出料时，混合料的含水量应大于最佳含水率1～2%。

（4）进入料斗的素土的干湿状态应基本一致，固化剂水溶液宜当天配制，当天使用。

（5）经拌合均匀的固化土混合料应立即运输到铺筑现场进行施工。若运距远，运输过程中宜加以覆盖，以防水分过早蒸发。

（6）运输距离与时间应能保证使固化土在凝结时间内碾压完毕。

（7）宜采用自卸式运输车与摊铺、碾压机械相配套，做到随拌随运随铺随压。

（8）固化土铺筑前，下承层表面应拉毛、去除杂物、洒水湿润。

（9）到场的固化土混合料可按数量均匀分散地直接卸于下承层面上，避免集中堆料过高，造成松实不一致。

（10）摊铺可采用各类摊铺机，亦可采用人工加抓斗式挖掘机联合摊铺。在较低等级道路上，没有摊铺机时，可采用自动平地机按以下步骤摊铺混合料：

a）根据铺筑层的厚度和要求达到的压实干密度，计算每车混合料的摊铺面积；

b）将混合料均匀地卸在路幅中央，路幅宽时，也可将混合料卸成两行；

c）用平地机将混合料按松铺厚度摊铺均匀；

d）设一个3～5人的小组，携带一辆装有新拌混合料的小车，跟在平地机后面，及时铲除粗集料“窝”，补以新拌均匀的混合料，并与粗集料拌合均匀。

（11）固化土的雨季施工应做好以下几点：

a）注意气象预报，避开雨天施工。固化土施工应在连续2～3日无雨的条件下才可正常进行。

b）确保场地排水通畅。

c）现场应配备防雨遮挡物。尚未碾压已遭雨淋的固化土混合料可作素土使用。

（12）固化土混合料的整型、碾压、成型等与路拌法相同。

三、经济环境效益分析

土壤固化技术用于高速公路工程，显著的价值在于其经济性和环保性。（以土固精土壤固化剂为例，如下表所示）

表一用传统材料施工道路基层一公里的能耗表

表二用土固精牌土壤固化剂代替砂石料修筑道路基层一公里能耗表

表三用土固精牌土壤固化剂代替传统材料施工道路基层每公里 经济 效益和环境效益比较

注：

1、表中水泥、石灰、土壤的配合比是根据施工经验估计的中间值，具体工程的配合比以试验报告的要求为准。

2、工程实践表明，由于固化土基层的抗压强度等指标远超过传统的砂石料路基，故可根据设计变更，适当减少基层和面层的厚度，表中为方便 计算 和比较，基层的厚度均取0.4m，即基层0.2m，底基层0.2m。实际工程中，经济效益更加明显。

3、土固精牌土壤固化剂的掺量范围为干土重量的0.01%～0.02%，混合料按2000㎏/m³计算，实际密度以现场测试的数据为准。

4、这种复合固结土路面基层的材料及其施工方法以分布广泛的土为主要材料，可就地取材、可节省大量的燃油费，由于工程情况各异无法定量计算，在本表中不再列出。

5、表三是在综合表一和表二的基础上制出的，其中水泥、石灰、燃油的计算价格分别为：300元/吨、250元/吨、5000元/吨，料场的占地费按10元/㎡计算，全国各地情况各异，本表数据仅供 参考 ，实际工程以当地的材料价格进行计算。

四、结语

通过对土壤固化剂在路基建设工程应用中的施工工艺探讨及其经济环境效益分析，可得出以下结论:

（1）土壤固化剂在工程中实际应用简便易与控制，使用过程中环保无污染，材料易与运输，减少了运输成本。

（2）经济优势显而易见。国外在高速公路建设中固化剂的应用非常普遍，并且应用领域非常广泛，不仅应用在路基顶层，而且还应用到了路面基层，取得了非常成熟的经验。大大节约了材料成本，并且起到了对 自然 资源的保护作用。我国在高速公路建设中对固化剂应用的非常少，但是作为一种新型建筑材料，固化剂具有的优势是非常明显的。

参考 文献 :

[1]赵永巧浅谈土壤固化剂的 发展 与固化机理研究

[2]韩笑土壤固化剂固化土的基本性能及其工程应用研究

[3]土壤固化剂在高速公路工程建设中的应用与发展

土壤固化剂篇3

关键词：土壤固化剂；粉砂土；基层；无侧限抗压强度

中图分类号：TD524+.1 文献标识码：A

引言

我国高速公路起步于1988年，快速发展始于1995年，至2010年底，中国高速公路的总里程已达7.32万公里。目前，我国传统的公路路面基层大多采用水泥稳定基层（砂砾）、石灰粉煤灰基层（沙砾）、石灰稳定土基层等形式。但采用水泥、石灰或粉煤灰对道路路基、基层土壤进行固化处理的措施远未达到理想的效果，从技术和经济上均不尽人意，存在早期强度不足、易出现裂缝、水稳性差、易软化等缺陷。为解决道路基层材料的不足，土壤固化剂以其独特的路用性能受到普遍关注，这种材料具有改善土壤水稳性、增加强度、降低于缩性特点。

本文采用不同掺量的两种固化剂对粉砂土进行改良，对7天无侧限抗压强度试验结果进行对比研究，并对其影响因素进行分析。

1 原材料技术指标

1.1 固化剂

固化剂一种可以快速而显著地改变土壤的矿物结构和物理力学性能，满足工程技术要求，从而把丰富的土壤资源改变成性能优良的工程结构材料。本文试验选用的添加剂为洛阳路世丰土壤固化剂和DHC土壤凝合素，固化剂掺量为：4%、6%、8%和10%。

1.2 土

试验采用低液限粉土进行试验研究。用比重瓶法测定其比重为2.64;用流塑限联合测定法测定其液限为21.2,塑限17.8,塑性指数为3.4，其技术指标见表1

表1 土的技术指标

2 试验方法

2.1 最大干密度和最佳含水量的确定

按照现行试验规范，通过击实试验，可以得到各配比混合料的最大干密度和最佳含水量。击实试验是用重锤锤击土料，以使土密度增加，土在一定的击实效应下，如果含水量不同，则所得的密度也不相同，能使土壤达到最大干密度所要求的含水量称为最优含水量，其相应的干密度称为最大干密度。土料粉碎、拌和和击实过程是一种最简单、最基本的加固手段，但该过程是任何类型的土壤固化剂在固化土壤时都必需的，因为固化土壤的密度和土壤固化剂在土体中的均匀性，对试件强度的形成具有非常重要的作用。因此，用同一能量击实不同配比的各组测定土样，确定出做试块时达到最大干密度和最优含水量时的用水量，是保证固化土壤强度的一种必要的有效手段。

掺加洛阳路世丰土壤固化剂和DHC土壤凝合素土的击实结果见表2。

表2 击实结果

2.2 无侧限抗压强度试验结果

为了研究固化剂对土的7天无侧限抗压强度的影响，本文采用现行规范进行试验研究。掺加洛阳路世丰土壤固化剂和DHC土壤凝合素土的7天无侧限抗压强度结果见表3。

表3 7d强度结果

2.2.1 固化剂掺量对抗压强度的影响

图1 洛阳路世丰土壤固化剂掺量与7d无侧限抗压强度关系图

实度为96%、97%和98%时，洛阳路世丰土壤固化剂使用掺量为10%时做路床，其7天无侧限抗压强度达到0.86MP以上，能够满足高速公路、一级公路底基层7天抗压强度≥0.8 MP的要求。压实度为96%、97%和98%时，DHT土壤凝合素使用掺量为6%时，其7天无侧限抗压强度达到0.81MP以上，能够满足高速公路、一级公路底基层7天抗压强度≥0.8 MP的要求；DHT土壤凝合素使用掺量为8%时，其7天无侧限抗压强度达到1.0MP以上；DHT土壤凝合素使用掺量为10%时，其7天无侧限抗压强度达到1.42MP以上。这说明，固化剂的掺量对稳定土具有显著地影响，在满足工程要求的同时，可以选择适当的掺量以节约经济造价。

试验结果分析可以看出: 随着固化剂掺量的增加，无论是采用洛阳路世丰土壤固化剂还是采用DHT土壤凝合素改良的土，其7天无侧限抗压强度都随之增大。究其原因，随着固化剂掺量的增加，能够使其电化学反应得到充分的反应，将土壤、土颗粒的亲水电荷取代或变性，使土壤永久失去亲水的电离成分不再吸水，同时使土壤的密实度、强度得到大幅度提高，从而表现为随着固化剂掺量的增加，其7天抗压强度也随之增大。

2.2.2 压实度对固化剂稳定土抗压强度的影响

从传统理论来说，压实度增大，试件更加密实，其7天无侧限抗压强度也就越大。

从表3和图1可以看出，洛阳路世丰土壤固化剂的掺量为4%时，压实度为96%和97%的抗压强度都为0.38MP，但压实度为98%时，其抗压强度又有所增加；洛阳路世丰土壤固化剂的掺量为6%时，压实度为96%的抗压强度都为0.52MP，但压实度为98%时，其抗压强度又有所增加；掺量为10%时，随着压实度增加，抗压强度随之增加。压实为96%、97%时，掺加固化剂试件强度变化不大，与预想的固化效果相差较大，具体原因需增加室内试验做进一步的探索。

从表3和图2可以看出，掺加DHC土壤凝合素稳定土的变化规律比较理想，即随着压实度的增加，其抗压强度也随之增加。

2.2.3 不同的固化剂种类对稳定土抗压强度的影响

尽管土壤中粘土成份偏低，无粘性的粉砂颗粒偏多，固化难度较大，添加固化剂的稳定土的效果还是比较理想，但是不同的土壤固化剂对稳定土的稳定效果是不同，从图3-图5可以看出：在压实度为95%、96%和97%时，掺加DHC土壤凝合素的土7天抗压强度都要大于掺加洛阳路世丰土壤固化剂。在满足实际工程的需求，结合经济因素，选择与其相应的固化剂。

结论

经过对掺加洛阳路世丰土壤固化剂和DHC土壤凝合素稳定土的7天无侧限抗压强度试验结果的对比分析表明：（1）随着固化剂掺量的增加，其7天无侧限抗压强度都随之增大。固化剂的掺量对稳定土具有显著地影响，在满足工程要求的同时，可以选择适当的掺量以节约经济造价。（2）从普遍规律来看，采用固化剂的稳定土随着压实度的增加，其抗压强度也随之增加。（3）掺加不同的固化剂土，其7天抗压强度是不同，在满足实际工程的需求，结合经济因素，选择与其相应的固化剂。

参考文献

[1]柯劲松.EN-1土壤路基固化剂及应用[J].新型建筑材料，1995年第4期.

[2]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)

[3]《固化类路面基层和底基层技术规程》(CJJ/T80-98)

土壤固化剂篇4

【关键词】土壤固化剂；路基；试验；应用

中图分类号：U41文献标识码： A

一、前言

在道路建设的过程中，路基工程是整个项目的重点工程，所以，为了保证路基工程的施工质量，一定要确保路基建设的质量。土壤固化剂在路基工程中的合理使用将可以大大提升路基工程的施工效果。

二、室内试验

1、击实试验

选取3个土样进行试验,试验结果见表1。

2、室内无侧限抗压强度试验

对不同固化土进行无侧限抗压强度试验,试验结果见表2。从表2可以看出,固化土7d无侧限抗压强度最小为0.82MPa,大于JTGD50-20065公路沥青路面设计规范6中石灰稳定类作为基层或底基层关于7d无侧限抗压强度的要求,随着试件压实度的增大,试件无侧限抗压强度提高很快,因此,施工时提高压实度标准能有效提高固化土的强度。

3、室内回弹模量及CBR值

利用试验段配比进行室内承载比试验,每种配比取4个试样试验,试验结果见表3。各种配比固化土CBR值均在9%以上,满足公路路基规范对CBR值的要求。

利用不同配比进行室内回弹模量试验,试验结果见表4。

表4回弹模量试验结果表明,试验路所采用的固化土室内回弹模量均大于135MPa,满足JTGF10-20065公路路基施工技术规范6对回弹模量的要求。

三、反应机理

1.水化反应

固化剂水化反应生成硅酸钙、铝酸钙等胶凝性物质,使粘土颗粒表面形成凝结硬化壳。与粘土物质发生化学反应,形成硅酸钙、铝酸钙等胶凝性物质,使粘土表面产生凝结硬化,具有水稳性、强度高等优点。

2.置换水反应

固化剂与土壤混合后生成钙矾石针状结晶体3CaOA12033CaSO432H20,将土壤中自由水以结晶水的形式固定下来。这种水化反应形成的结晶体使得材料的体积增加有效地填充土团粒间孔隙。

3.离子交换

固化剂与水作用产生大量的Ca2+,以及激发素中含有的高价阳离子,如Fe3+、A13+等,由于具有较高的离子强度,与土颗粒中的Na+、K+、Ca2+进行离子交换作用,使得粘土胶团表面毛电位降低,胶团所吸附的双电层减薄,电解质浓度增强、颗粒趋于凝聚,清除土壤内的液相和气相,生成的硫酸钙结晶,体积膨胀而进一步填充孔隙。

四、土壤固化剂在道路路基工程中的应用施工技术

我单位通过对天津滨海新区中海石油配套基础设施工程，室外道路工程项目对固化剂的处理应用，做出总结。

1、路拌法施工（水泥固化土施工）

（一）测量放线

用全站仪按坐标法测量恢复中线，每10米设一排桩，并根据路基设计宽度，放出路基边线，为保证路基有效压实度和边坡的稳定，在放路基边线时应使两侧边线各宽出20cm-40cm力宜。然后测量技术员精确放出水准测量线，确定纵横断面的标高，并按设计高程在侧钎上作好标记，在进行水准高程控制时应考虑到松铺系数。

（二）备土整平

根据施工阶段所需的土方量拉入施工段路床，按测定的高度和宽度进行大致整平，整平方法一般采用人工配合推土机。

（三）喷洒固化剂、湿拌

技术人员首先取有代表性的点测试含水率，精确计算作业段所需的补水总量。（根据施工天气和土质，含水量宜大于最佳含水率1%-2%左右）然后计算作业段的体积，按每立方应加固化剂数量计算所需的固化剂用量。最后将计算出来的补水量和固化剂一并倒入洒水车并充分搅拌均匀，稀释后均匀地洒在作业段内。喷洒土壤固化剂水溶液时，宜采用压力式洒水车或喷管式洒水车，喷洒应均匀，中途不得停车。直接掺入混合料中的固化剂水溶液应分两次喷洒，首次先喷洒40%，用机械拌合不得少于两遍，再喷洒40%拌合两遍，达到拌合颜色一致为止，其余20%的固化剂水溶液应在碾压成型后喷洒封层。

（四）闷料

混合料拌合均匀后即可进行闷料，闷料时间为：沙土不小于6小时，粘土不小于10小时，但不超过两天。

（五）摊布水泥

首先将水泥用量进行计算，将施工路段划成若干个方格，每个方格按计算的水泥袋数堆放水泥，进行摊布。在摊布时应派专职施工人员控制每一个方格内的水泥数量，保证厚度和宽度，表面应没有空白的位置，也没有水泥过分集中的位置，平面力求平整。摊料过程中，应将超尺寸颗粒及其他杂物捡除。

（六）补水、再次拌合

闷料后，再次测定混合料的含水率，确定是否还需补水，然后用路拌机或其它合适的拌合机械进行拌合，拌合完成的标志是混合料颜色一致，没有灰条、灰团和花面，没有粗细颗粒“窝”，没有素土夹层，且水分合适、均匀。

（七）固化土初压、整平

混合料拌合均匀后，要立即用推土机初步排压，人工挂线精确整平，再用平地机进行整型。整平过程中，对于局部低洼处，应用齿耙将其表层厚度耙松5cm以上，并用新拌的混合料进行找补整平，整平时切忌在光滑的平面上进行薄层找补。

（八）碾压

整型后，应在最佳含水量时压实，要根据路宽、压路机轮距的不同，制定相应的碾压方案。通常采用l8T-22T振动压路机，先静压一遍再对固化土层进行压实作业。具体碾压时，应本着“先轻后重，先慢后快，先两边后中间，先静压后振动”的原则，速度控制在头两遍应是低速，1.5km/h-1.7km/h为宜，以后可用2.0km/h-2.5km/h的碾压速度。

碾压采用纵向进退式，压路机轮迹一般要求重叠二分之一轮宽，后轮必须超过两段的接缝处，后轮压完固化土面全宽时，即为一遍。碾压过程中固化土的表面应始终保持潮湿，如表层水分蒸发过快，应及时补洒少量的水。如有“弹簧”、松散、起皮、剪切推移现象，应及时翻开重新拌合。注意：整个施工过程从水泥摊布到碾压必须在水泥终凝期内完成。

2、集中拌合法施工

对于二级和二级以下的公路，若无合适的强制式厂拌设备时，也可以将混合料集中在路旁的料场用人工配合挖土机的方式进行拌合。集中拌合法施工应符合下列要求：

土应粉碎，防止团块；应严格按所选定的固化土配合比配料。固化剂称量必须准确；出料时，混合料的含水量应大于最佳含水率1～2%；进入料斗的素土的干湿状态应基本一致，固化剂水溶液宜当天配制，当天使用；经拌合均匀的固化土混合料应立即运输到铺筑现场进行施工。若运距远，运输过程中宜加以覆盖，以防水分过早蒸发；运输距离与时间应能保证使固化土在凝结时间内碾压完毕；宜采用自卸式运输车与摊铺、碾压机械相配套，做到随拌随运随铺随压；固化土铺筑前，下承层表面应拉毛、去除杂物、洒水湿润；到场的固化土混合料可按数量均匀分散地直接卸于下承层面上，避免集中堆料过高，造成松实不一致。

摊铺可采用各类摊铺机，亦可采用人工加抓斗式挖掘机联合摊铺。在较低等级道路上，没有摊铺机时，可采用自动平地机按以下步骤摊铺混合料：

（一）根据铺筑层的厚度和要求达到的压实干密度，计算每车混合料的摊铺面积；

（二）将混合料均匀地卸在路幅中央，路幅宽时，也可将混合料卸成两行；

（三）用平地机将混合料按松铺厚度摊铺均匀；

（四）设一个3～5人的小组，携带一辆装有新拌混合料的小车，跟在平地机后面，及时铲除粗集料“窝”，补以新拌均匀的混合料，并与粗集料拌合均匀。

五、固化土施工技术的经济评价

1、材料费．采用固化剂固化路基，首先是不需要换土，就可以就地取材，能节约大量的沙石材料；其次是加入一定量的固化剂在短期就可以提高整体路基强度，而路基材料在造价上增加不大．

2、挖运费．由于强度的提高，达到设计要求可减薄道路厚度，减少路用材料，且无需大量挖弃不良土壤，使运费节省约80％，工程成本费用得到降低．由于挖弃和运量减少，还可以减轻或避免环境的破坏和污染．

3、施工费．由于固化土路基与一般路基的施工工艺基本相同，使用机具也大致相同，施工简单．除增加搅拌混合工序外，施工方法与常规方法相当，不会提高大量工程费用．

4、养护费．固化土呈良好的板体性能．稳定性、不透水性及抗冻性能均良好。

六、结束语

综上所述，土壤固化剂在道路路基工程的使用比较广泛，所以，必须要做好土壤固化剂的使用试验工作，确保土壤固化剂质量合格，效果显著之后，才能够真正的投入到道路路基中使用。

【参考文献】

土壤固化剂篇5

【关键词】土壤固化技术；水土保持工程；施工工艺；养护

土壤固化技术是一门综合性的工程技术，集力学、结构学、化学等众多学科理论于一体，其处理对象包括砂土、淤泥、生活垃圾等一些固体物质或半固体物质，不仅起到加固、稳定作用，还能增加结构的防渗、耐久、防污、抗冻、变形、稳定性能，在治理水土流失、改善生态环境具有重要作用，随着该项技术的不断发展，当前已广泛应用于水利水电、交通、海防、环保以及市政等各个领域。我国地域辽阔，各地区地理地貌、地质条件差异很大，所以一些地区工程的水土保持工作问题也日益凸显，特别是干旱、荒漠、昼夜温差过大、冷暖频繁交替的地区，做好水土保持工作更是一大挑战。土壤固化技术则为水土保持工作提供了强有力的支撑，下面就对其在水土保持工程中的应用做出探讨研究。

1 土壤固化技术概述

土壤固化技术是将土壤固化剂与土壤混合压实的一种用于土壤固化、稳定的工艺，通过土壤固化剂将土壤活性和胶结土壤颗粒激活，使松散土形成具有一定强度、承载力、抗渗力和耐久性的固结土，从而改变原土壤吸水后不稳定的特性，在治理水土流失、改善生态环境方面有着积极作用。土壤固化剂具有以下特点：具有很高的固化强度，与水泥固化相比，同龄期抗压强度可提高180%以上，抗折强度则可提高200%以上；具有较强的抗腐蚀性，能够抵抗酸碱盐的腐蚀；具有很好耐水性和耐久性，土壤固化后水稳定性、抗渗性、抗冻性和整体强度都会大幅度提高；相较于水泥固化，土壤固化剂的干缩性更小，耐磨性更好；固化土具有很广的适用范围，在实际工程中可因地制宜、就地取材。在水土保持工程中，无毒、安全也非常重要，相关检测表明，土壤固化剂能够满足水土保持工作要求。

2 土壤固化技术在水土保持工程中的应用

2.1 土壤固化在水土保持工程中实施的测试和要求

在水土保持工程中应用土壤固化技术时，必须按照要求做好相关方面的测试和试验，确定土壤粒度、水分范围、拌合物碾压时间，通常，土壤颗粒应小于5mm，土壤水分含量保持在25%-35%，搅拌时应保证土壤固化剂与土壤的充分混合，混合均匀度必须达到80%以上，在拌制后2个小时内可进行碾压；做好强度试验，在压实度达到90%的情况下采用70.7mmx70.7mmx70.7mm标准制样进行7天无侧限抗压强度试验，强度应大于1.5Mpa；进行现场试验，该试验内容包括施工现场混合料配比试验、室内成型试验、室内标准养护试验、现场施工成型试验、现场养护试验、现场取样制作试验，通过进行对比分析获取工程所在地自然条件下固化土体的各种物理性能与理论数据的差异规律，在标准样制模14天干化后还要进行浸泡、抗冻和毒性试验，保证固化剂配比具备一定的抗浸泡能力和抗冻能力，确保土壤重金属、氟化物、氰化物等物质的安全性能；另外，还要进行观测试验，观测固化层的抗压强度、耐久性能和变形性能。

2.2 施工工艺

土壤固化技术的施工流程为测量放线―基槽开挖或场地平整―地基夯实―模板支护―备料、筛分、闷料―加入土壤固化剂拌合―分层摊铺回填、夯实、收面―养生，在施工过程中，可通过人工施工方式或者采用小型机具进行施工，施工简单方便。

首先，堆放材料前，应首先整理下承层，使路面垫层强度、坡度和平整度都达到设计指标和相关技术要求，然后将中线布设在路面基层或土基上，根据工程实际情况控制点处设标桩进行测量放样，测量实际高程，并标出固化层边缘的设计高度。其次，做好材料准备工作，选择无机类土壤固化剂，土壤中应无杂物、树枝、杂草、腐殖土等，清除尺寸超出设计范围的土壤颗粒，之后计算出各种材料的用量和配合比，并将土均匀堆放起来。第三，摊铺土料，在摊铺前应进行相关试验确定摊铺系数，之后选择合适的摊铺工具将土料均匀摊铺在设计宽度上，保证摊铺平整度，摊铺完成后要对其厚度进行检验，达标后可进入下达工序施工。第四，摊铺完成后，如果发现土壤含水量过小，可采用均匀洒水的方法闷料，避免局部水分过少或过多。第五，摊铺土壤固化剂，摊铺前根据计算出的使用量将其按照施工作业路段摆放好，之后采用人工摊铺方法或刮平机将固化剂均匀摊铺在平整的土层上；结合施工条件选择合适拌合器具将材料均匀拌合，为了防止固化剂落入底部，在开始拌合时应掌握拌合力度，不应拌到底。第六，采用洒水车再次均匀洒水，洒水完毕后，需要再拌合至少4遍，拌合期间，实时检查混合料含水量，实际含水量不应小于最佳含水量，可稍微大于最佳含水量，待到混合料均匀且含水量适中即可停止拌合。第七，整型、碾压，需要注意的是，从拌合到碾压时间不应超过5小时，初步碾压后要在路面上均匀撒铺2～4cm厚的混合碎石，然后再次碾压，使碎石完全嵌固在固化层中，确保路面层没有明显轮迹；碾压期间，始终要保持表面湿润，发现松散或起皮现象要及时处理；压实度应大于90%，根据实际施工条件选择合适的碾压机，保证有足够均匀的压实度。最后，做好养护工作，可采用洒水覆盖法进行养护，养护期大于7d，通常在7d养护时间内试件的强度就会基本稳定；对于干旱、多风沙地区应进一步规范其固化施工，确保固化强度达到设计要求。

3 结语

实践表明，土壤固化技术是一项非常有效、经济、环保、可靠、方便的水土保持措施，用于水土保持工程的可行性与可操作性极强，它不仅能够起到加固、稳定的作用，还能够满足水土保持对固化层耐久性能、变形性能、防渗性能、稳定性能的要求，在促进资源的循环利用与恢复生态环境方面起着积极作用，具有极高的环境效益、社会效益和经济效益。我们应当不断总结实践经验，不断探索创新，加大对土壤固化原理的研究，尽快制定相应的行业标准，并促进专业施工队伍的形成，努力夯实土壤固化技术在水土保持工程和其他领域中的应用基础。

参考文献：

[1]许光照，武晟，王云正.土壤固化技术在水土保持工程中的应用研究[A].中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会2011年年会. 2011.

[2]武晟，许光照，谢永平，胡丽萍.土壤固化技术应用于戈壁荒漠区水土保持工程的试验研究[J].水土保持通报，2013（1）.

土壤固化剂篇6

道路的生命在于路材质量。针对城市道路路基处理中,用水泥、石灰及粉煤灰固化土壤存在的缺陷,探求一种能改善土壤水稳性,增加强度,降低干缩性的添加剂成了摆在建设新型节能环保道路面前的一个全新课题。如果能在工程建设中直接取用土壤,就可以大大节省砂石的用量,从而也就减少了对自然资源的开采破坏,保护了山林、水源,对自然生态环境起到积极的保护作用,同时可以减少对良田土地资源的破坏。

土壤固化剂已面世20多年,被美国工程杂志评为20世纪人类伟大发明之一。在国外已经大面积推广和应用。而在我国,则刚刚处于萌芽状态。洛阳路世丰土壤固化有限公司董事长侯梅在国外学习工作期间了解了这一产品后,10年前开始回国推广。她网罗国内外专家组织艰难的攻关研发。目前拥有了自主知识产权的路丰牌粉体、液体土壤固化剂,产品质量达到国内领先水平、国际先进水平。交通部检测中心对其产品的结论是“这两种产品可以用于道路的基层和底基层”。由于效果理想,土壤固化剂在高速公路上的应用课题已被河南省交通厅通过并认可。

洛阳路世丰土壤固化有限公司于2002年9月注册成立,是一家专业从事土壤固化剂研制、加工、销售的科技型公司,具有日供应上万吨的加工生产能力。该公司有经验丰富的技术队伍和良好的路用现场技术服务能力,可以更好地为业主和施工企业现场服务。其主打产品路丰牌土壤固化剂,经过对不同土质与各类石粉的配比,可以加工生产32个细分产品,基本可以涵盖和满足我国多区域、多土质现状的需求,改变了国外产品只能单一针对某种土质的问题,具有推广的价值。

作为一种新型材料,路丰牌土壤固化剂可以广泛运用到各类道路、广场、球场、物流园区、机场跑道、水利工程等,具有节省投资、水稳性好(不怕水)、寿命长、环保节能等特点。该固化剂经山东路桥、北京城建、湘潭路桥、中铁十五局、中交西安萌兴等集团公司和河南公路工程局等单位分别在河南许尉高速、郑石高速、郑开快速通道、洛阳城市道路、郑州公铁两用桥道路工程等几十条道路上上采用,施工质量达到交通部颁布的底基层、基层稳定的弯沉值和强度要求,经7天到28天检验,完全达到和超过原设计水泥、石灰、碎石层的设计标准,且水稳性良好,稳定层为板块式,表面光滑无裂缝,使用寿命大大延长。

这种固化剂与传统筑路方法相比,造价可降低10―20%,筑路材料可以就地取材,根据不同土壤的性质可以调整产品性能,使任何土壤、工业废渣都可以用来代替石子,并少用或不用石灰和水泥;尤其在旧路改造时,无需将旧料运走,可就地粉碎掺合固化剂重新使用,能节约近50%造价;同时还有着施工简便,有利环保、保护生态等等优点。应用结果证明,固化土路面基层,较传统石灰土基层结构可降低路基高度0.2―0.5m,每公里降低工程造价约2.6―4万元。延长使用寿命,减少维修费用。经由环保部门检测对人体无害,不会引起生物退化,不会造成对设备的腐蚀,因此无须特殊的安全保护。

土壤固化剂篇7

关键词：土壤 重金属污染 修复 研究进展

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0121-02

随着世界人口不断增加，工业化进程不断推进，能源开发和城镇建设飞速发展。人类改造自然的活动不断扩大，愈来愈多潜在性有毒物质排放到生物圈，其中大部分进入土壤圈，对土壤环境和人的健康构成威胁，其中包括重金属。在化学中，重金属一般指密度在4.5 g/cm3以上的金属，而在环境污染研究中所说的重金属实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，其次是指有一定毒性的一般重金属，如锌、铜、镍、钴、锡等。目前最引起人们关注的是汞、镉、铅、铬、砷，被合称为重金属污染中的“五毒”。通过食物链，排放到土壤中的重金属直接对生长于被污染土壤上的植物造成伤害以及通过食物链直接或间接地对人体健康造成伤害。重金属污染土壤的修复技术按学科分主要分为三大类：生物修复、化学修复和物理修复，按修复场地分为两种：就地修复和离地修复。本文主要是以第一种分类方法进行有关论述。

1 重金属在土壤中的存在形态

重金属的生物毒性不仅取决于其总量，更多的是受存在形态的影响。重金属在土壤中的存在形态决定了重金属的迁移和生物利用，从而影响其生物活性与毒性重金属在土壤中主要以以下几种形态存在（1）水溶态；（2）可交换态；（3）碳酸盐结合态；（4）铁锰氧化物结合态；（5）有机结合态；（6）残留态。随环境条件的改变，各形态之间可以发生相互转化，从而改变重金属在土壤中的生物有效性和毒性。水溶态、离子交换态的重金属在土壤环境中最为活跃，活性大，毒性也最强，易被植物吸收，也容易被吸附、淋失或发生反应转为其它形态。残留态的重金属与土壤结合最牢固，用普通的方法不能从土壤中提取出来，它的活性也最小，几乎不能被植物吸收，毒性也最小。

2 重金属的危害

大多数重金属元素都是生物代谢非必须元素，当其在环境中的存在量和在生物体中的量超过一定标准时便会对环境和生物体造成伤害。

2.1 对环境的伤害

土壤被重金属污染，很难清除，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下会进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其它次生生态环境问题。

2.2 对植物的伤害

通常情况下，植物体内的重金属含量随着其着生土壤重金属含量的增加而增加，当到达一定量后，就会影响植物的生长发育，抑制植物的光合作用过程、抑制植物的呼吸作用过程、抑制新陈代谢，导致植物生物量、产量和品质下降。

2.3 对动物及人体的伤害

重金属通过空气、水、食物等渠道进入动物和体内，产生遗传毒性、生殖毒性等，极大地影响了人群的健康和可持续发展。土壤重金属污染在植物中积累后，并通过食物链富集到动物和人体中，危害人畜健康，达到一定量后便引发癌症和其它疾病等。某些重金属如铜、钒、可引起人和的生殖障碍；铜、汞可影响影响胚胎的正常发育；铜可对儿童中枢神经系统造成影响，可导致其行为功能改变如学习困难、空间综合能力下降、运动失调、多动、易冲动、注意力下降、侵袭性增加、智商下降等；镉可影响儿童的正常发育等；锰会引起肺炎和其它疾病。

3 重金属污染土壤修复技术

3.1 重金属污染土壤生物修复技术

3.1.1 植物修复技术

植物修复（Phytoremediation）指将某种特定植物种植在重金属污染的土壤上，而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的。植物修复通常包括：植物提取作用、植物挥发作用、根际滤除作用。植物修复技术因其廉价、就地、绿色、生态、经济的优点而广受关注和期待，但目前植物修复技术也具有自身的局限性，主要表现是：多数超积累植物，只能积累一种或者两种重金属元素，而实际情况大多为几种重金属的复合污染；其次是超富集植物个体矮小，生长缓慢，生长周期长，修复重金属污染土地效率低，经济上并不一定合理。因此，能否找到超积累植物是植物修复技术是否能够推广和业化的关键。到目前为止，在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超积累植物 500多种，其中有360多种是富集Ni的植物。我国开展这方面的工作较晚，到目前为止，已陆续发现了锰超积累植物商陆（Phytolaccaceae），As超富集植物蜈蚣草（Pteris vittata），大叶井口边草（P.cretica），Cd超富集植物宝山堇菜（Viola baoshanensis）和龙葵，Zn超富集植物东南景天（Sedumalf redii）以及Cu超富集植物海州香薷（Ellsholtziasplendens）和鸭跖草（Commelina communis）。

3.1.2 重金属污染土壤微生物修复技术

重金属污染土壤微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度，或通过微生物来促进植物对重金属的吸收等其他修复过程。重金属污染的微生物修复包含两个方面的技术，即生物吸附和生物氧化、还原。前者是重金属被活的或死的生物体所吸附的过程；后者则是利用微生物改变重金属离子的氧化、还原状态来降低环境和水体中的重金属水平。

3.1.3 重金属污染土壤低等动物修复技术

低等动物修复是利用土壤中的某些低等动物的活动改变重金属在土壤中的存在形态、或者直接吸收土壤中的重金属，以达到修复效果。如张冬明等通过用中国热带农业科学院植物与环境保护研究所提供的赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）和海南省典型的砖红壤为研究材料对砖红壤中Pb的形态研究表明蚯蚓活动降低了残渣态Pb含量，显著提高了土壤交换态、无定形氧化铁结合态含量，蚯蚓活动可以显著提高Pb污染土壤的修复效率[13]。由此表明蚯蚓能够改变土壤中Pb的形态分配和能直接吸收Zn和Cd，对重金属污染土壤修复有开发前景。

3.1.4 重金属污染土壤物理修复技术

物理修复技术通过物理手段用清洁土壤更换被污染土壤或部分更换被污染土壤，使污染物浓度降低到临界危害浓度以下或阻碍污染物与植物根系接触，从而阻碍重金属在食物链中的传递。物理修复过程中常用的方法是客土法。日本神通川地区的镉污染土壤，截至1997年共有646 hm2土地用物理修复方法进行了修复。客土法修复重金属污染土壤效果好、直接、完全彻底，但也存在实施费用高、客土来源和污染土壤去向难以解决等困难，经济不发达地区难以承受，难以大面积开展修复。

3.1.5 重金属污染土壤化学修复技术

化学修复方法通过向土壤中添加一定的化学修复剂或用电化学的方法改变重金属元素在土壤中的存在形态、分布特征及迁移性。一方面通过向土壤中加入一些表面活性剂或螯合剂，增加重金属的生物有效性，结合植物修复技术或直接清除的方式达到对土壤的清洁作用；另外可以向土壤中加入化学固定剂和稳定剂，减少其向植物体累运输，直接阻断重金属在食物链中的传递，从而减轻其给人类带来的伤害；再次利用电化学原理和方法，通过电流作用诱导重金属粒子向电极一端聚集，再将其清除。与其它修复方法相比，化学修复方法具有操手段多，效率高，见效快，方便大规模开展修复等优点而在很多污染土壤修复工程中应用。常用的化学修复方法有：淋洗一提取法、固定稳定法、电动法。各种具体修复方法都有其具体的实施条件和过程，下面分别给予介绍。

3.2 淋洗-提取法

土壤淋洗技术是通过离子交换、吸附与螯合作用将土壤固相中的重金属转移到土壤液相中，然后处理其废水，回收重金属和提取剂，或者结合植物修复技术将重金属从土壤中分离出来。淋洗法具有方法简便、处理量大、见效快等优点，适用于大面积、重度污染的治理。特别适用于轻质土和砂质土，但对渗透系数很低的土壤效果不好。但是有些提取剂在使用过程中也存在负面因素：无机酸冲洗污染土壤时，会破坏土壤的理化性质，大量土壤养分淋失，破坏土壤微团聚体结构；人工螯合剂又比较昂贵，修复成本高，（如EDTA）含有重金属螯合剂的回收上也还存在很多未解决的问题，易对土壤造成二次污染。冲洗剂最好选择自然来源的，如酒石酸、柠檬酸等，天然有机酸除对重金属有一定的清除能力外，其生物降解性也好，对环境无污染。

3.3 固定稳定法

固定稳定法是向土壤中添加一些化学固定稳定剂，改变重金属的形态， 降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力，减轻对生态系统的危害。常用的固定稳定剂有磷酸盐类化合物、石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰、腐殖酸类肥料、有机肥料、氧化剂、还原剂等。受重金属污染的酸性土壤，施用石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰等碱性物质，或配施钙镁磷肥、硅肥等碱性肥料，能降低重金属的溶解度，从而可有效地减少重金属对土壤的不良影响，降低植物体的重金属浓度。同时也可以向土壤中施用腐殖酸类肥料、有机肥料、氧化剂、还原剂等，都可以降低污染物的毒性。固定稳定修复法修复过程中土壤结构不受扰动，大部分添加剂便宜易得、种类多可适当选择，适于大面积地区操作。

3.4 电动修复法

电动修复法主要是根据电化学原理及电解池原理，具有类似性质的重金属离子通过电迁移、电渗流或电泳的途径向电极的一端集聚。并通过进一步的处理从而实现污染土壤样品的减污或清洁。这种修复方法具有处理成本低、修复效率高、后处理方便等一系列优点，有非常好的应用前景。但电动修复技术在重金属污染土壤修复的研究起步晚，有关这方面的报道少。同时该方法必须在酸性土壤条件下进行，在调节土壤酸性时会同时带来对土壤理化性质的破坏。

4 结语

重金属土壤污染的普遍性决定了土壤重金属污染修复的紧迫性和必要性，隐蔽性、滞后性、累积性、地域性、不可逆转性和治理难而且周期长等特性又决定修复工作面临重大挑战。上文中介绍的各种修复手段都有自身的优缺点，如能将各种修复方法很好地实现整合，特别是植物修复、微生物修复和化学修复方法的整合必然能更有效更经济地对污染土壤进行修复。同时寻找和培育大生物量超积累植物，寻找和培育比传统修复微生物修复效果好的微生物，开发新型廉价化学修复剂，为重金属污染土壤修复工程提供更多物质和技术保障，人类修复重金属污染土壤必将成为一件容易的事。

参考文献

[1] 孙铁珩.李培军.周启星，等.土壤污染形成机理与修复技术[M].北京：科学出版社，2005.

[2] 王友保，张莉，沈章军，等.铜尾矿库区土壤与植物中重金属形态分析[J].应用生态学报，2005，16（12）：2418-24221，1997，26（2）：259-264.

[3] 周启星.复合污染生态学[M].北京：中国环境科学出版社，1995：4-9.

土壤固化剂篇8

关键词：污染土壤；修复治理；物化技术

1物理技术

1.1工程措施

工程措施主要是利用新鲜未受污染的土壤替换或部分替换污染的土壤，以稀释原污染物浓度，增加土壤环境容量，从而达到修复土壤污染的一种物理方法，包括客土、换土、深耕翻土等方法。其中，深耕翻土法适用于轻度污染的土壤，而客土法和换土法则适用于相对重污染的土壤。工程措施法是较为经典的重金属污染土壤治理手段，具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大，投资费用高，破坏土体结构，易引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或进一步处理，因此不是一种理想的污染土壤修复方法。

1.2玻璃化玻璃化技术主要用于重金属污染土壤的修复过程中，通过对污染土壤固体组分施加高温高压处理，使之形成化学性质稳定、不渗水、坚硬的玻璃态物质，将重金属固定于其中，从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。王贝贝等采用微波技术对土壤中Cd进行玻璃化固定处理，结果表明，当微波（539W）辐照5min时，Cd的固定率可达95%以上。玻璃化技术最大的特点是见效快，适用于对受到重金属污染严重的土壤进行抢救性修复工作，但该技术实施工程量大，费用偏高，限制了其推广应用。

1.3热修复

热处理技术是通过直接或间接热交换，将污染土壤及其所含的污染物质加热到足够的温度，使污染物挥发或分离，主要包括热脱附和微波热修复。该技术主要适用于处理土壤中的VOC和SVOC、农药、高沸点氯代化合物等，不适用于处理土壤中除Hg、As和Se外的大部分重金属、腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂等。美国海军工程服务中心采用热处理技术在154℃条件下修复油类污染土壤，总石油烃浓度由4700mg/kg降至257mg/kg，去除率达到95%；Kunkel等采用原位热解吸技术修复受Hg污染土壤，研究表明在温度低于土壤沸点的条件下可以去除污染土壤中99.8%的Hg；此外，Navarro等还研究了利用太阳能来热解吸污染土壤中的Hg和As，以解决热解吸技术能源消耗的问题，取得了较好的处理效果。

与传统热处理技术由外至内的热传导不同，微波加热可使被加热的土壤介质内外同时加热升温，从而有效防止了由外至内的热传导造成的土壤外层易挥发性物质和水份的快速挥发而引起的土壤外层结构发生变化，以致阻碍土壤内层污染物挥发的问题。曹梦华等研究了微波对某实际有机氯农药污染场地的修复效果，结果表明，当微波功率为4kW、土壤量为1kg、辐照30min时，土壤中总DDT的去除率可达77.6%，较常规加热方式提高了27.4%；任大军等以MnO2作为微波吸收剂，研究微波辐照技术在密封体系中对受2，4-二氯酚污染的土壤的修复效果，结果表明，微波辐照10min即可使50mg/kg的2，4-二氯酚污染土壤得到较好的修复。目前，国内外学者对微波热修复的研究还集中在修复机理、修复效果等方面，尚缺少对修复技术的系统性及工业化的可操作性等的深入研究。

2化学技术

2.1光降解

光降解技术适用于VOC污染土壤的修复，主要有土壤表层直接光解、土壤悬浮液光解、光催化氧化等。其中，土壤表层直接光解应用较广泛，主要适用于处理水溶性低、具强光降解活性的化学物质。李智冬等利用模拟可见光照射石油污染的土壤样品，结果表明，在光降解50h后，石油的饱和烃组分中高碳数的烷烃相对含量降低，低碳数的烷烃相对含量提高；在光照60h后土壤萃取液中可能产生了羰基类化合物，说明石油在光降解过程中逐渐发生了氧化降解。

2.2化学淋洗

土壤淋洗技术是借助能促进土壤中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动淋洗液，将其注入被污染土层中，使吸附或固定在土壤颗粒上的污染物脱附、溶解，然后再将含有污染物的淋洗液从土层中抽提出来，进行分离和处理的技术。该技术的关键是淋洗液的选择，要既能高效提取污染物又不破坏土壤本身结构，常用淋洗液有水、酸/碱溶液、络合剂、表面活性剂、氧化剂和超临界CO2流体等。该技术的适用范围广，既可用于修复重金属污染土壤，也可用于修复有机物污染土壤。

Moutsatson等以2mol/LHCl淋洗多种重金属污染的土壤，结果表明，土壤中Fe、Cu、Zn、Mn和Pb的去除率分别为55%、42%、67%、70%和57%；可欣等以0.1mol/L的EDTA淋洗污染土壤，土壤中Cd、Zn、Pb和Cu的去除率分别达到89.1%、45.1%、34.8%和15%；甘文君等研究发现，草酸淋洗对土壤中Cu、Cr、Ni和Zn的去除率可达55.1%、24.8%、47.5%和29.3%；柠檬酸淋洗对土壤中Cu、Cr、Ni和Zn的去除率可达26.3%、25.7%、33.0%和21.6%；EDTA淋洗对土壤中Cu、Cr、Zn和Pb的去除率可达31.5%、28.9%、21.4%和30.6%。

于红艳等以黑腐酸为原料，制得改性黑腐酸MHA12、MHA16和MHA18，用于PAHs污染土壤中萘、菲、荧蒽、芘的洗脱，结果表明，黑腐酸经过改性后引入了烷基和磺甲基，具有较好的水溶性和表面活性，对萘、菲、荧蒽、芘都具有良好的洗脱能力；陈洁等研究发现，皂角苷对污染土壤中的菲、芘的洗脱率分别高达84.1%和81.4%；马满英等研究表明，由铜绿假单胞菌发酵产生的代表性生物表面活性剂鼠李糖脂对污染土壤中多氯联苯（PCBs）有较高洗脱效率；张景环等研究发现，月桂醇聚氧乙烯（4）醚（Brij30）和月桂醇聚氧乙烯（23）醚（Brij35）对土壤中柴油的解吸率分别为22.5%和58.1%。

土壤固化剂篇9

关键词：土壤 改良剂

50年代以前,土壤结构改良剂的研究仅限于天然结构改良剂,研究较多的是藻朊酸盐,它是从藻类中抽取的多糖羧酸类化合物,藻朊酸钠用量01%(按土重计算)便有显著的改土效果。但由于天然结构改良剂易被土壤微生物分解且用量较大,难以在生产上广泛应用,于是,人工合成结构改良剂的研究便逐渐开展起来。克里利姆土壤改良剂是初期人工合成的改良剂,主要成分是聚丙烯酸钠盐,具有高效、抗微生物分解、无毒等优点。最近几年,高效低用量土壤结构改良剂出现,使用方法不断改进,使用成本逐渐下降,使其具有越来越广阔的应用前景。 i=4i+-4nk-fg8g- [ 本 资 料 来 源 于 贵 州 学 习 网 理农医学农林学 http://www.gzu521.com ] i=4i+-4nk-fg8g-

1　土壤结构改良剂的种类、性质

土壤结构改良剂是根据团粒结构形成的原理,利用植物残体、泥炭、褐煤等为原料,从中抽取腐殖酸、纤维素、木质素、多糖羧酸类等物质,作为团聚土粒的胶结剂,或模拟天然团粒胶结剂的分子结构和性质所合成的高分子聚合物。前一类制剂为天然土壤结构改良剂,后一类则称为合成土壤结构改良剂。

1.1天然土壤结构改良剂

1.1.1天然结构改良剂的种类

1.1.1.1腐殖酸类以泥炭、褐煤为原料制成褐腐酸钠或钾,它们是一大类多环稠环有机化合物。其结构与土壤腐殖质相似。

1.1.1.2多聚糖类从瓜尔豆中提取的一种高分子物质。

1.1.1.3纤维素类主要成分为纤维素,用碱液加湿处理后,即产生纤维糊,可做为结构改良剂。

1.1.1.4木质素类一般以纸浆废液为原料制成,包括木质素磺酸、木质素亚硫酸铵、木质素亚硫酸钙等。

1.1.1.5其它粉煤灰、糠醛渣、沼渣。

1.1.2以多聚糖和腐殖酸类说明天然结构改良剂的性质和作用机制

多聚糖是一种水溶性天然土壤结构改良剂,它是从瓜尔豆中提取的一种高分子物质,其分子质量大于2.0×105u。多聚糖在水溶液中是一种生物不稳定性物质,在土壤中能被微生物降解成小分子物质,因此,改良土壤时,用量大于人工合成改良剂。多聚糖是一种线性的绕曲的高分子聚合体,在其链条上有大量的－oh,羟基与粘粒矿物晶体表面上的氧原子形成氢键,示意如下:粘土晶面si－o……ho－r－oh－o－si粘土晶面,将分散的土壤颗粒胶结在一起形成团聚体。多聚糖的亲水基－oh与粘粒的氧键,其键能为20.9～41.9 kj/mol。由它胶结的微团粒或团粒具有相当程度的稳定性。这样,粘粒表面吸附的水分子被高分子有机化合物取代,而且有机化合物的亲水功能团与粘土矿物的活性点相结合,于是,粘粒表面为疏水的烃链所被覆,从根本上改变了粘粒的水合性和胀缩性,使生成的团粒具有水稳性。

1.2人工合成土壤结构改良剂

1.2.1聚乙烯醇(pva),属非离子型聚合物,结构式为:

 

1.2.2聚丙烯酰胺制剂(phm),结构式:

 

这种制剂中的干物质含量为80%,干物质中的含氮量为192%。

1.2.3沥青乳剂(asp)

1.2.4聚丙烯腈qupb=6kvo suw="[ 此文转贴于我的学习网理农医学农林学 http://www.gzu521.com]qupb=6kvo suw="

－（－ch2－ch－）a－（ch2－ch）b－

｜

｜

coo－

ch＋

它们是由单体聚合而成的,单体有乙烯单体(ch2＝ch2)、丙烯酸(ch2＝ch－cooh)、丙烯腈单体(ch2＝ch－cn）等。在聚合物链条上有许多功能基,其中有些是活性功能基,如羧基(－cooh）、氨基(－nh2）等。这些活性功能基在溶液中解离后,就使聚合物成为带电离子,或是聚合阴离子,或是聚合阳离子。合成的结构改良剂一般具有很强的粘结力,能把分散的土粒粘结成稳固的团粒。阳离子型聚合改良剂与粘粒上的负电荷结合,胶结

分散的粘粒形成团聚体,阴离子型结构改良剂作用机制不同于阳离子型,它与带负电荷的土粒结合分三种情况:一是由氢键连结,即阴离子型结构改良剂分子上的羟基(－oh）与粘粒矿物晶体面上氧原子结合形成氢键;二是在低ph条件下,阴离子型结构改良剂产生正电荷,与粘粒晶面上的负电荷形成离子键;三是高价矿质离子作为盐桥分别与阴离子型改良剂分子上的负电荷和土粒上的负电荷结合形成离子键。

2　土壤结构改良剂的应用效果

2.1　改善土壤结构

土壤结构改良剂能有效地改善土壤团粒结构,减小土壤容重,增加总孔隙度。西南农业大学曾觉廷的研究证明,土壤改良剂能使分散的土粒形成微团聚体,进一步形成团聚体,不仅增加土壤中水稳性团聚体的含量,而且显著提高团聚体的质量。在盆栽土壤试验中,大团聚体含量比对照增加了,phm为20.88%,vam为4.73%,hna为2.24%。陕西农科院土肥所宋立新的试验表明,0.5～0.25mm团聚体相对增加3.7%～54.6%,结构改良剂不仅能使分散的土粒团聚,还可使微团粒相互粘结,所以施用结构改良剂后,大团粒的比率大大增加。有人曾做过试验,施入0.05%crd－1816后,2～5mm及大于5mm的团粒占团粒总数的63%,施用量增至0.15%时,则达90%,而对照仅为11%。结构改良剂促进团粒结构形成的同时,还提高了土壤总孔隙度,降低土壤容重。紫黄泥土施用phm(0.4%)和vam(0.1%)后,土壤中＞50μm孔隙分别是18.3%和11.7%,而对照仅有7.7%。最近,山西省农业科学院土肥所研究了粉煤灰的改土效应,试验结果表明,土壤施入粉煤灰后,可以降低容重,增加孔隙度,调节三相比,提高地温,缩小膨胀率,明显地改善了粘土的物理性状。

2.2　提高土壤蓄水保水能力

西南农业大学陈萌在紫色土上的试验证明,phm和vam均能提高土壤持水量和释水量,增大土壤吸持水分对植物的有效程度。中国农科院汪德水的研究结果说明,沥青乳剂和phm均能减少土面水分蒸发,保蓄水分,提高水分利用效率。王久志在土壤结构改良剂覆盖改土作用的研究中指出,施用沥青乳剂后,在0～15cm和1m土层内,土壤含水量分别增加19.33%～27.44%和10%。在蒸发的3个阶段中,沥青乳剂具有抑制水分蒸发的效果,抑制率达14.7%～32.3%。

2.3　提高土壤温度

℃。宋立新等研究证明施用沥青乳剂增高耕层地温,较对照高0.8～1.5℃。

3　土壤结构改良剂使用技术研究 fea)4!(?1 miv-gn6 [ 本 资 料 来 源 于 贵 州 学 习 网 理农医学农林学 http://www.gzu521.com ] fea)4!(?1 miv-gn6

3.1　土壤结构改良剂的用量

一般以占干土重的百分率表示,若施用量过小,团粒形成量少,作用不大;施用量过大,则成本高,投资大,有时还会发生混凝土化现象。根据土壤和土壤改良剂性质选择适当的用量是非常重要的,80年代,hedrick和mowry等报道,聚电解质聚合物改良剂能有效地改良土壤物理性状的最低用量为10 mg/kg,适宜用量为100～2000 mg/kg。奥田东等指出,以5000 mg/kg用量为极限,超过这个极限,反而不利于团粒的形成。近几年来的研究结果与以前有所不同,1986年,wallace试验证明,使用量为4 mg/kg时,水稳性团粒增加的幅度大,说明聚丙烯酰胺用量低于10 mg/kg,也具有一定的改土效果。

3.2　土壤结构改良剂的使用方法

如果将粉剂直接撒施于表土中,由于结构改良剂很难溶解进入土壤溶液,这种施用方法的改土效果很小,在相同情况下,将改良剂溶于水施用,土壤的物理性状明显得到改善,例如,每公顷用42 kg固态聚丙烯酰胺,土壤团聚体和土壤导水率均未增加,但改良剂溶于水施用,每公顷只用32.2 kg聚丙烯酰胺,团聚体增加45.2%,土壤的物理性状有较大改善。

3.3　施用时土壤墒情

以前普遍认为,要在表土墒情适宜时进行,适宜的湿度为田间最大持水量的70%～80％。最近,由于施用方法从固态施用到液态施用的改进,施用时对土壤湿度的要求与以前不同。研究证明,施用前要求把土壤耙细晒干,且土壤愈干,愈细,施用效果愈好。

4　在烟草上应用展望

土壤固化剂篇10

关键词增氧剂;土壤;植物;种类;使用方法

几乎所有植物需要能量和氧气生存,植物根系通过土壤溶液中的离子交换,获得营养,如氨在微生物作用下与溶解在水中的氧气反应生成亚硝酸和水(2nh3+3o2=2hno2+2h2o),完成硝化过程,被根吸收。离子态吸收氧气的同时也需要能量的参与,提供给根部的呼吸作用和吸收营养物质,促进生长成熟。如果在土壤不通气情况下,氨基酸或酰胺不但氨化过程缓慢,而且nh4+只能存在土壤溶液或铵盐中。植物生长理想的土壤透气性要求:50%液体(其中5%腐植质),25%气态,25%固态。对土壤坚硬、翻耕时成块、不易翻松的板结土壤或沉淀快的砂土以及黄泥、黏泥土质,不能达到理想土壤透气性的要求,植物根部缺少氧气会妨碍植物根的呼吸作用。为促进植物生长成熟,传统做法是在植物生长期间进行人工(用锄头)翻松土壤,让空气进入土壤植物根部,种植量越大(如棉花、果树、蔬菜),需要的劳动量也越大。如果在植物生长期间,使用增氧剂掺水施浇植物根部,不但给根部提供氧气,同时也提供根所需热量,工作效率也很高。增氧剂施浇一般在生长期间使用,使土壤增加氧气,而机械化松土是在植物收成后或播种之前,二者不冲突。特别是机械化松土难以施展的地方,如山坡地、蔬菜大棚内等,可用增氧剂施浇,给土壤作物根部增氧。

1增氧剂种类及特点

能作植物增氧剂的有很多,如过氧化钙(cao2)、过氧化钠(na2o2)、过氧化镁(mgo2)、过氧化锌(zno2)、过碳酸钠(na2co3h2o2)、包膜过碳酸钠(2na2co33h2o2)、过氧化钾(k2o2)、过氧化尿素[co(nh2)2h2o2]、过硼酸钠(nabo3)。它们都能让植物根部既得氧气又得热量,其中过氧化尿素还是植物的氮肥,过氧化钾还是植物的钾肥,作为增氧剂的过氧化物中所含有的钾和氮都是植物必需大量元素,钙和镁为中量营养元素,镁、锌、钠、硼是植物必需的微量元素[1]。

过氧化钙(cao2)室温下稳定,微溶于水,可在土壤中长期存在,在湿空气或水中不间断缓慢放出钙和氧(2cao2+h2o=2ca(oh)2+o2)并释放出热量(钙是植物细胞壁的主要成分,植物能从1个cao2中得到2个氧和1个钙,是高效的),它还具有漂白、杀菌、消毒作用,保障植物健康生长,对环境无害,但对皮肤有刺激,不要让皮肤直接接触[2]。在山地上经常使用,还可以中和土壤酸性,加快有机物分解,增强土壤透气率,防止土壤板结,使之与植物需氧速度一致。在分解过氧化钙(2cao2=2cao+o2+热量)中,生成物生石灰(cao)可作植物的基肥。试验表明,施浇到马铃薯的过氧化钙(cao2),按生石灰12kg/hm2,可增产43%;棉花按生石灰45~75kg/hm2,可增产12.5%;大豆按生石灰37.5~75.0kg/hm2,可增产25%~30%;甜瓜增加甜度,草莓上使用在数量、重量、甜度方面都会得到提高。过氧化镁(mgo2)极微溶于水,干燥不分解,在水中或湿空气中可长期缓慢释放氧气,给植物根系供氧供热,粉末稳定存在并释放氧气3~12个月,为生化治理创造了其需要的有氧环境[3]。过氧化锌(zno2)不溶于水,干燥不易分解,150℃分解,放出氧气和热量,能分解结块的淤泥。过硼酸钠(nabo3)为无味的白色固体,可溶于水,于40℃或潮湿空气中分解并放出氧气,60℃溶于自身结晶水而分解并结成粘块,与稀酸作用产生过氧化氢。过碳酸钠(na2co3h2o2),俗称固体双氧水(h2o2),能在较低水温下迅速分解,放出双氧水(h2o2)和碳酸钠(na2co3),双氧水分解放出氧气和热量,无毒无味,还能杀菌、消毒,保障植物健康生长,与过硼酸钠(nabo3)比,成本低,溶解性好。过氧化钠(na2o2)淡黄色粉末,极易吸湿,与水和有水汽的二氧化碳均发生放热反应并放出氧气,与易燃有机物接触易燃烧,高温下有强腐蚀性。包膜过碳酸钠(na2co33h2o2)为白色粉末或粒状,易溶于水,稳定性好,能让植物根长得更深。过氧化尿素[co(nh2)2h2o2]为白色结晶物,易溶于水,水溶液兼双氧水和尿素的特点(农用化学品),低温下有很好的稳定性,是优良的土壤改良剂,水中溶解度、稳定性好于过碳酸钠[4]。过氧化钾(k2o2)结构和化学性质都与过氧化钠(na2o2)相似,与水、二氧化碳反应,会产生氧气,有较强的氧化性,是白色无定形固体,易潮解,与水反应生成氢氧化钾并释放氧气,与稀硫酸生成过氧化氢。

2使用方法

桨板地、黏性土壤、洪涝地和黄泥土质与标准土壤透气率相差很大,土壤透气性不足,与空气中氧气接触量就少,植物根部缺氧妨碍根细胞的有氧呼吸及其茎的生理过程,表现为根系发育不全,细根多,大根少,新根发黄,叶小表面红,新梢细短,花少果少。桨板地、黏性土壤施浇增氧剂,增加土壤中氧的扩散率,土壤疏松通气有利于养分的分解与转化。土壤中氧的扩散率,一般情况下,随土层深度而降低,降低越快,植物根生长越浅;如果深处不是岩层,施浇增氧剂会促其根系生长得更深,如对行道树施浇能溶于水的包膜过碳酸钠或过氧化尿素,根深、粗壮就更有抗风能力。低洼、沼泽以及因台风引起的洪涝积水、排水不良的洪涝地可施用过氧化钙增氧剂补救,增加水中含氧量,缓解根细胞窒息,减少对根的伤害。黄泥土如西安城外区域、黄土高坡、黄河二岸等广阔地带均是黄泥地土质,黄泥土质渗水率低,易板结,施浇过氧化钙能提高氧分并提高土壤渗水性,施浇过氧化锌能分解结块的淤泥,使营养和氧分更加有效运用,更好促进农作物或草木生长。不论方便还是不方便人工松土的地方,如茂密山林、果树;不论狭小的地带如蔬菜大棚,还是广阔的牧场、农场、林场都可以使用增氧剂促进植物生长成熟,缩短成熟期可变相减少农业成本,而且施浇方便,省时省力尤其明显,可极大地提高劳动效率。长期雾天、雨水量多的时节,不用浇施增氧剂,因为雨雾中氧气含量较高。幼嫩组织比衰老组织呼吸作用旺,需氧量也较大,中期需氧量最大,增氧剂施浇量也要大,植物快成熟时不用浇施,以免植物转而发嫩。另外,各种类型的植物及其组织部位不同,氧气需求量及缺氧敏感度都不一样,宜根据土壤和植物需要特点及价格情况,按一定比例将植物必需的大量元素和中量营养元素以及微量营养元素的过氧化物(作增氧剂)混合使用,或者与复合肥等一起使用。

3参考文献

[1] 王永清,汤浩茹.通所和防腐增氧剂对桂花枝段和叶片水培扦插生根的影响[j].四川林业科技,1999,20(1):1-4.

[2] 张曼莉,金英花.生物高效增氧剂过氧化钙的研究[j].丹东化工,1992(1):39-41.