作者：周永祥

1.土壤（岩土）固化

土壤（岩土）固化指通过某种措施将散碎状的土壤固结为具有一定强度的整体性固体物质，经固化处理的土可以称为固化土，土壤固化的主要目的是获得比天然土更高的强度、更好的整体性和抗渗性。固化土与自然土的最大区别在于整体性与散碎性的区别。

从广义上讲，也可以把固化土视为一种低强度、低弹性模量的混凝土。而一般意义上的混凝土可以理解为：用以水泥为主的胶凝材料看作（含分散胶凝材料的化学物质）固化粗粒土（石子、砂子）；固化土则可以理解为：用特殊胶凝材料组合（含改善土颗粒界面和反应活性的化学物质）固化细粒土（粉土、黏土、淤泥质土等）。水泥特别是硅酸盐水泥用于固结表面性质为惰性的粗粒土（石子、砂子），其有效性毋庸置疑。但一般的硅酸盐水泥用于有表面活性的细粒土则效果一般，甚至没有效果，特别是在高含水率状态下或者固化类似盐渍土这样的特殊土壤时，更加不适用。因此，才需要开发特殊的胶凝材料体系（固化剂）用于土壤固化，以获得技术和经济上的可行性。笔者利用冶金渣、脱硫灰渣和搅拌站废浆等废弃物为主，配制了多种固化剂，用于固化高含水率的珠海淤泥，结果显示，废渣类固化剂对淤泥的固化效果大大优于PO42.5和PO52.5R水泥。（见表1）。

2.岩土固化剂的开发与配制原则

岩土固化剂种类繁多，机理和功用不一。但大致可以分为两大类，即无机胶凝材料类和有机类功能型添加剂，前者可以替代传统的水泥、石灰等，称为“岩土（土壤）固化剂”；后者往往作为助剂使用，添加量很小，原则上可以称为“岩土（土壤）固化外加剂”。本文暂仅讨论“岩土（土壤）固化剂”。

作为固化土的核心材料，岩土固化剂的基本原理是：根据岩土特点和工程性能要求，结合地材，采用“复合矿物设计+化学激发+必要的土颗粒表面改性”的技术路线，形成一种有针对性的特殊胶凝材料，解决一般胶凝材料在土颗粒环境中存在的水化条件恶劣、水化产物难以连续分布、耐久性不足等缺点，通过调控机制，使得固化剂的水化产物在时间-空间的分布有序发生，在微结构上形成最密实的固化体。

复合矿物设计的技术内涵不是简单地两种或几种矿物混合，而是要充分考虑土壤环境的特殊性和颗粒的表面作用，考虑矿物之间物理和化学的协同效应，考虑水化反应速度与产物的匹配性效应。

岩土固化剂通常不是一种通用产品，而是有针对性地采取不同的技术实现方案。固化剂的配制通常遵循“三因”原则：即“因土”、“因用”、“因地”。所谓“因土”，即因土制宜，需要根据不同的土质类型，区分砂土、粘土、淤泥质土、盐渍土、尾矿砂（泥）等，设计固化剂的组成；所谓“因用”，即因用制宜，需要根据应用方式和施工方式，区分碾压（如路基）、搅拌（如旋喷桩桩）、灌注（如矿井充填、市政填筑）等不同的施工方式，来考虑固化剂的组成；所谓“因地”，即因地制宜，需要考虑综合利用当地多种工、矿业废渣和地域性材料，以达到就近取材、就地利用，减少物流运输的目的。这对于大宗材料提高性价比具有现实意义。

作者简介：

周永祥，博士/研究员，研究生导师。中国建筑科学研究院固废处置与资源化研究中心主任，国家建筑工程技术研究中心建材研究部主任，CCPA岩土稳定与固化技术分会秘书长，中国建筑学会建筑材料分会副理事长兼秘书长，中国岩石力学与工程学会岩土地基工程分会副理事长等。清华大学、北京交通大学、武汉大学、湖南大学、山东大学等校外导师。

研究方向：岩土稳定固化、混凝土及固废利用，涉及基础研究、标准规范和工程应用技术与产品开发。15801570532，xiangzizhou2006@126.com