土壤固化外加劑
土壤固化外加劑
土壤固化外加劑(英文 soil stabilizing admixtures）是加入土壤中，通過與無機結合料、土壤和水的物理和（或）化學反應，改善土壤工程性能的外加劑。簡稱土壤固化劑。
由北京建築材料科學研究總院有限公司和福建省建築科學研究院，會同耕保土壤固化股份有限公司等有關單位歷經兩年多時間完成了《土壤固化外加劑》產品標準的編製。2015年11月23日，中華人民共和國住房和城鄉建設部批准《土壤固化外加劑》為城鎮建設行業產品標準，編號為CJ/T486-2015，自2016年4月1日起實施。原《土壤固化劑》CJ/T3073-1998同時廢止。
CJ/T486-2015《土壤固化外加劑》產品標準是編製組通過查閱相關資料和進行大量的驗證試驗，總結了土壤固化外加劑的應用經驗，結合土壤固化外加劑的產品特性，編製了適合我國土壤固化外加劑生產和檢驗的產品標準，對土壤固化外加劑的推廣應用具有重要的指導意義。
按形態分為液體土壤固化外加劑(L)和粉體土壤固化外加劑(P)。
液體土壤固化外加劑標記為LSS,粉體土壤固化外加劑標記為PSS。
國內市場上液體土壤固化劑居多，粉體土壤固化劑偏少，行業標準《土壤固化外加劑》標準修訂編製組針對標準的試驗項目進行試驗驗證工作時，只有耕保土壤固化劑做為唯一粉體土壤固化劑參與驗證試驗，其餘均為液體土壤固化劑。
1、勻質性指標
土壤固化外加劑的勻質性指標應符合以下的規定。
在液體土壤固化外加劑方面外觀呈均勻狀態，不應有沉澱，含固量S±2.0%，含水率W±2.0%，密度，D±0.03g/cm，pH值A±1.0；粉體土壤固化外加劑外觀均勻一致，不應有結塊，密度，D±0.03g/cm
註：S、W、D、A分別為含固量、含水率、密度、pH值的生產廠控制值。
2、粉體土壤固化外加劑的細度
粉體土壤固化外加劑的細度為80μm方孔篩篩余不應大於15%。
3、液體土壤固化外加劑的穩定性
當使用環境溫度較低，或用戶要求控制液體土壤固化外加劑的穩定性時，土壤固化外加劑應符合5℃放置28d后不產生析晶和分層，且上層液體含固量與20℃含固量差不應大於3%。
4、可溶性重金屬離子含量
液體土壤固化外加劑及粉體土壤固化外加劑浸出液中鎘、砷、汞、鉛、鉻、鎳、銅、鋅重金屬含量最大限值應符合GB/T 25499的規定。
5、檢測試件性能指標
檢測試件性能指標應符合表2的規定。
表1 檢測試件性能指標
| 序號 | 項目 | 指標 |
| 1 | 凝結時間影響係數比，% | ≥100 |
| 2 | 無側限抗壓強度比，% | ≥120 |
| 3 | 水穩係數比，% | ≥105 |
6、術語與定義
下列術語和定義適用於本詞條。
6.1
土壤固化外加劑soil stabilizing admixtures
加入土壤中，通過與無機結合料、土壤和水的物理和（或）化學反應，改善土壤工程性能的外加劑。簡稱土壤固化劑。
6.2
穩定土 stabilized soil
在經過粉碎的或原來鬆散的土中摻入適量的無機結合料和水，摻入或不摻土壤固化外加劑，經拌和得到的混合料在壓實和養生后，當其符合工程性能要求時的土。
6.3
穩定土混合料 stabilized soil mixture
在經過粉碎的或原來鬆散的土中摻入適量的無機結合料和水，摻入或不摻土壤固化外加劑，經拌和得到的混合料。
6.4
基準試件 reference specimen
按本標準製備的不摻土壤固化外加劑的穩定土試件。
6.5
檢測試件 tested specimen
按本標準製備的摻土壤固化外加劑的穩定土試件。
6.6
凝結時間影響係數 influence coefficient of setting time
穩定土混合料停放4h后成型試件與立即成型試件的無側限抗壓強度之比。
6.7
凝結時間影響係數比 ratio of influence coefficient of setting time
檢測試件與基準試件凝結時間影響係數的比值。
6.8
無側限抗壓強度比 unconfined compressive strength ratio
檢測試件與基準試件同齡期（7d）無側限抗壓強度的比值。
6.9
水穩係數 coefficient of water stability
採用標準養生齡期7d最後一天浸水的穩定土試件無側限抗壓強度與不經過水中浸泡的同齡期試件的無側限抗壓強度之比。
6.10
水穩係數比 ratio of coefficient of water stability
檢測試件與基準試件水穩係數的比值。
大量建築垃圾、尾礦及各種工業固體廢棄物的堆放不僅佔用大量的土地資源，還造成水土流失、污染及各種安全隱患，所以土壤固化技術被列入國家節能減排關鍵支撐技術，土壤固化外加劑也作為土壤固化技術的關鍵核心產品引起各級政府的重視。根據中華人民共和國住房和城鄉建設部《關於印發2015年工程建設標準規範制訂、修改計劃的通知》（建標〔2014〕189號）的要求，由福建省建築科學研究院會同耕保土壤固化股份有限公司等參編單位，於2015年開始圍繞土壤固化外加劑產品應用進行廣泛調查研究，認真總結科研和工程實踐經驗，參考有關國際標準和國外先進標準，並在廣泛徵求意見的基礎上，緊鑼密鼓進行《土壤固化外加劑應用技術規程》的編製。
1、在道路工程中的運用
1.1道路工程中的運用範圍
1.1.1固化土面層
直接位於道路表面用摻有土壤固化劑的固化土鋪築的一層。
1.1.2 固化土基層
直接位於瀝青面層下、用摻有土壤固化劑的固化土鋪築的主要承重層或直接位於水泥混凝土面板下、用摻有土壤固化劑的固化土鋪築的一層稱做基層。基層可以是一層或兩層，可以是一種或兩種材料。
1.1.3固化土底基層
在瀝青路面基層下、用摻有土壤固化劑的固化土的次要承重層或在水泥混凝土路面基層下、用摻有土壤固化劑的固化土的輔助層稱做底基層。固化土底基層可以是一層或兩層以上，可以是一種或兩種材料。
1.2道路工程中的運用對土質的要求
凡能被粉碎的或原來鬆散的土，土的塑性指數在10-20之間。土的含砂率不應超過30%。土中有機質含量（重量比）不宜超過10%；土粒最大粒徑不應大於15mm，且大於10mm的土顆粒應小於土總重量的5%；土中不得含草根、樹根及亂石等雜物，不可使用淤泥、沼澤土、含草皮土、生活垃圾和腐蝕質土。
1.3 道路工程中運用的設計要求
1.3.1 固化土配合比設計應按設計要求、選用技術經濟合理的固化土類型和配合比。
1.3.2 固化土配合比設計應根據土的種類和性質，確定土壤固化劑的類型。
1.3.3 固化土配合比設計應根據道路等級、交通荷載等級、結構形式、材料類型等因素確定材料技術要求。
1.3.4固化土配合比應採用重量比，固化土配合比設計應包括原材料檢驗、固化土的目標配合比設計。
1.3.5固化土配合比設計指標應包括無側限抗壓強度，無側限抗壓強度應符合相關的規定。
1.3.6 進行固化土結構層設計時，應進行技術經濟比較，確定結構方案。固化土結構層設計應貫徹因地制宜、就地取材的原則。根據不同道路等級和交通對面層，基層和底基層的技術要求，選擇技術可靠、經濟合理的結構材料。
1.3. 7 固化類混合料應符合下列要求：
1 滿足設計對無側限抗壓強度、穩定性和耐久性等方面的技術要求；
2 固化類混合料強度應均勻一致；
3 固化類混合料的用量應滿足配合比設計的相應規定。
1.4 道路工程中運用的施工要求
1.4.1固化土結構層施工應在當地氣溫穩定達到5℃以上時鋪築，並應避免雨季施工。
1.4.2 使用土壤固化劑時，應嚴格檢查其包裝與標誌內容是否完整。存儲與運輸應符合CJ/T3073 相關規定，不同的固化劑禁止混用。
1.4.3固化土施工前應先鋪築一段100～200m的施工試驗路段，確定用於施工的松鋪係數和標準施工方法。
1.4.4 當固化土結構層作為二級以上道路、城市主幹路的基層時，必須採用廠拌法拌合，使用攤鋪機鋪築。
1.5 道路工程中運用的施工方法
1.5.1路拌法施工
固化土路拌法施工指土壤固化劑與土壤在下承層的施工現場分層鋪設並就地噴灑、拌合、整型、碾壓成型及養生的一種施工方法。
路拌法施工應符合下列要求：
1 土壤準備
（1）根據現場條件選用運輸設備，將土壤運送至施工現場；
（2）將運送至施工現場的土壤用施工機械進行攤鋪覆蓋下承層且稍做整平；
（3）對土壤作適當的破碎，同時對土壤的含水率進行檢測，做到土壤的含水率低於該土壤的最佳含水率。
2 測量放樣
（1）在底基層、舊路面或路床上恢復中線，直線段15m-20m設一樁，曲線段10m-15m設一樁；
（2）在所鋪築的層位兩側邊緣外釘設邊樁，以供掛線控制鋪築界線、標記厚度和高程。
3 初拌
（1）根據設計配合比的無機結合料用量，劃定無機結合料擺放線；
（2）設計配合比有消石灰或生石灰時應按劃定的擺放線提前一天加入土壤中悶料。採用路拌機械進行初拌。
4 再拌合
（1）將水泥按劃定德爾擺放線擺放並直接添加至悶好的土料中；
（2）採用路拌機械進行拌合。每次拌合應有重疊和翻透，並不得漏拌。將稀釋好的土質固化劑水溶液用洒水車裝載，分多次噴灑。首次先噴灑一半，機械拌合不得少於兩遍，在噴灑剩餘的一半拌合一至二遍，每噴灑完一次隨即進行拌合。噴灑過程中已經均勻、不遺漏、中途不得停車，應防止噴灑量過大，硬控制最終固化土拌合完成後期含水率處於最佳含水率或高於最佳含水率+1%～+2%；
（3）拌合完成的標誌是：固化土應充分拌勻，滿足固化土乾濕和顏色基本一致且無團塊土壤的要求；
（4）對拌合完成的固化土進行抽樣檢查，確保土粒最大粒徑不大於30mm，且大於20mm土顆粒小於總重量的5%；
（5）當有多層固化土施工，上層固化土拌合時應將下層固化土的表面破壞深度約1cm，且不得留有未摻拌的“素土”夾層。
5 固化土整型
（1）固化土拌合完成，先用輪胎壓路機或推土機排壓，然後立即用平地機刮平並配以人工進行整型。在直線段，平地機應由兩側向路中心進行刮平，在平曲線段，平地機應由內側向外側進行刮平；
（2）當採用人工整型是，應採用鍬與耙，並應先將固化土鋪平，用路拱板進行初步整型，再用履帶拖拉機初壓1～2遍後進行第二次整型；
（3）整型是應按設計要求嚴格控制結構層的厚度、高度、橫坡及平整度等，必須做到同步測量並及時調整；
（4）在整型過程中，嚴禁通行任何車輛，並應由人工配合消除粗、細料的離析。
6 固化土碾壓
（1）宜採用18t～22t的壓路機對攤鋪好的固化土進行碾壓；
（2）宜用先靜壓后振動碾壓最後在靜壓的方式碾壓；
（3）碾壓過程中，由道路兩側邊緣向道路中心進行碾壓，由內側路肩向外側邊緣進行碾壓；
（4）靜壓速度宜控制在1.5km/h～1.7km/h範圍，振動碾壓速度宜控制在2.0km/h～2.5km/h範圍；
（5）重複碾壓3遍～4遍，且固化土層表面無明顯輪跡，壓實度達到設計及相關規範要求；
（6）碾壓過程中，在保證規定壓實度的情況下，宜在最短時間內碾壓完成。如路面結構層的面層屬於瀝青混凝土材料，應在基層碾壓結束前，撒上星瓜米石，採用壓路機靜壓的方式將瓜米石嵌入固化土中，是固化土基層與上層瀝青能夠更加緊密結合成整體；
（7）碾壓結束后，應立即檢測其壓實度是否滿足設計要求，若不合格，應及時補壓，直至合格為止。
7 固化土養生
（1）固化土層碾壓成型后應中斷交通進行養生，養生時間不應少於72h；
（2）洒水覆蓋養生，應保持固化土表面潮濕。
1.5.2廠拌法施工
固化土廠拌法施工是指固化土在固定的場地拌合，採用穩定土拌合機械集中拌合，將拌合完成的固化土運送到待鋪麵攤鋪、碾壓成型及養生的一種施工方法。
廠拌法施工應符合下列要求：
1 建立固化土拌合站
（1）宜就近選擇場地建立固化土拌合站，選擇相應的拌合設備；
（2）拌合設備應具備連續穩定的拌合功能，以確保固化土的拌合質量及效率。
2 土壤準備
（1）團塊土壤必須充分破碎；
（2）對土樣的含水率進行檢測，滿足用土時的含水率低於該土樣的最佳含水率。
3 固化土拌合
（1）在固化土拌合前應嚴格按照設計配方比進行各材料計算，並認真檢查拌合設備運轉情況是否正常，以確保混合料拌合工作順利進行；
（2）隨時觀察或測定拌合時的固化土含水率，如遇含水率發生明顯變化或實測值偏差過大時，應立即調節土壤固化劑稀釋液的稀釋比例；
（3）固化土應充分拌勻，拌合完成滿足固化土乾濕和顏色基本一致且無團塊土壤的要求；
（4）出廠前對拌合完成的固化土進行抽樣檢查。
4 固化土運輸
（1）根據現場條件選用運輸設備，將拌合完成的固化土及時運送至待施工場地；
（2）車上的固化土應進行覆蓋，以減少水分損失；
（3）運輸過程中，宜在最短時間內運送完畢。
5 固化土攤鋪
（1）宜選用穩定土攤鋪機或挖掘機進行固化土的攤鋪。採用攤鋪機施工時，銅鼓調整攤鋪機的寬度和攤鋪厚度來控制高程及厚度；採用挖掘機攤鋪前，應進行測量放線，控制高程及厚度；
（2）固化土的松鋪係數應由室內時間預估並根據試驗段實測后確定，通常固化土的松鋪係數為1.2～1.5；
（3）在攤鋪時應按設計要求嚴格控制結構層的厚度、高程、橫坡及平整度等，必須做到同步測量並及時調整；
（4）採用平地機攤鋪刮平時，應遵循“寧刮勿補，寧高勿低”的原則。
6 固化土碾壓
按相關標準執行。
7 固化土養生
按相關標準執行。
1.6 道路工程中運用的質量檢驗與驗收
1.6.1固化土路基施工質量要求與檢查驗收除應符合本規程規定外，其餘可參照《城市道路路基工程施工及驗收規範》CJJ44執行。
1.6.2固化土施工前與施工過程中，要根據所使用固化劑的特點，認真做好現場技術交底工作，明確各工序施工要點。
1.6.3施工中，應建立健全工地試驗、質量檢測以及工序間的交接驗收等規則制度。試驗、檢測、驗收，應做到原始記錄齊全、數據準確和資料完整。
1.6.4施工單位應設有對所用材料進行各項試驗的試驗室和工地檢測的設備和儀器。
1.6.5每道工序完成後，均應進行檢查驗收，合格後方可進行下一道工序。經檢測不合格的，應進行翻修，達到合格要求。
1.6.6作為路基的固化土結構層，除滿足相關的路基質量驗收要求，還應滿足一定的強度要求，其強度要求根據設計並經過實驗驗證。
2、在制磚方面的運用
渣土、尾礦制磚項目屬於廢棄物再利用、節能環保項目，投資少，見效快，是一項利國利民的事業。耕保股份研發的技術解決了高含土量建築垃圾制磚難題，有別於用房屋拆遷產生的廢磚、混凝土結塊製成水泥磚；該技術也解決了制磚行業高耗能高排放問題，有別於用尾礦、粉煤灰、頁岩等製成高溫燒制磚或高壓蒸養磚。日前該公司渣土製磚流水線已經調試成功，示範工程採用先進的全自動化控制系統，整車渣土倒下去，輕輕碰一下按鍵，磚機就不停地推出一排一排漂亮的磚。磚的形狀、顏色、硬度可以根據客戶需要進行定製，各項性能指標均符合國家行業標準要求，渣土磚的成本比市場同類產品低約三分之一。具體可查看《廢土製磚可行性研究報告》
3、在尾礦庫處理方面的運用
尾礦庫不僅佔用土地資源，不進行合適的處理還存在重大安全隱患。尾礦除了可以用於道路工程、制磚外，還可以進行干堆或必要的脫水后加入水泥及土壤固化外加劑進行攪拌壓實即可固化，覆蓋地表而不流失，防止出現安全事故。採用尾礦充填站，利用高濃度攪拌槽把礦漿與水泥、土壤固化外加劑混合以後，進行重新回填作業，不但節省尾礦存放成本，而且也不會造成環境污染，還可有效的避免土地塌方等問題。
4、在水利工程方面的運用
一方面渣土通過土壤固化技術製成水工磚可以用在水利工程，另一方面河道淤泥清理后不能直接填埋，也必須添加水泥及土壤固化外加劑進行固化，否則一旦雨水一衝又回到河道。還有堤壩填築方面也會應用到土壤固化劑。
5、在壩坡、地基加固、場地平整、園區道路方面的應用
如堤壩、護坡、停車場、堆貨場、運動場以及綠色生態園區、景區、農林牧區、高爾夫球場區等一切需要原生態路面的場所。
6、在土樓牆體修繕方面的應用
福建土樓有很多土樓被列入文物保護，每年政府花了很多錢還是很難修繕，主要是土牆表面起粉修補后容易脫落開裂，納米土壤滲透固化劑能很好地對界面進行預處理，先解決表面起粉問題，然後在利用當地土質加特種水泥及土壤固化外加劑混合攪拌均勻後進行填補，不脫落、不開裂，並且做修舊如舊。
中華人民共和國住房和城鄉建設部批准CJ/T486-2015《土壤固化外加劑》行業產品標準自2016年4月1日起實施，原《土壤固化劑》CJ/T3073-1998同時廢止，對土壤固化外加劑的推廣應用具有重要的指導意義。
土壤固化外加劑具有廣泛的應用範圍，渣土、尾礦處理已經成為政治任務，全國各大城市的地鐵建設產生大量的渣土如何處理也成為難題，行業正期待著工程建設行業標準《土壤固化外加劑應用技術規程》的儘快編製、送審、報批及實施。一旦道路工程設計院在道路工程設計有了《土壤固化外加劑應用技術規程》行業標準依據時，他們就可以把土壤固化外加劑應用設計到工程道路中區，土壤固化行業將會是突飛猛進的發展。