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二土评论(五)——土壤(岩土)固化剂的名称、种类与国内相关标准辨析

2021.06.01 阅读 2976

1.土壤(岩土)固化剂的名称与种类

土壤(岩土)固化剂的名称有多种说法,通常惯用的说法是“土壤固化剂”,但从岩土工程的角度而言,称为岩土固化剂更为贴切。因为岩土工程中言“土”很少及“壤”,壤更过多的是与农学、生物学相关;从实际应用出发,可以称为“软土固化剂”,因为是软土,所以才需要加固,或者说对于(狭义的)固化剂更适用于软土的加固——水泥可以认为是一种通用的固化剂,但适合固结粗粒土和巨粒土,而用于细粒土特别是黏性土效果不佳,可参见拙文《土壤(岩土)固化与岩土固化剂的开发原则》,在此不再赘述。笔者建议将名称统一为“岩土固化剂”较为妥当,其一更符合岩土工程的说法,其二,“岩土固化剂”涵盖的范围也较为宽泛,而不仅仅针对软土。

曾经有人将岩土固化剂分为两个大类:钙基类和非钙基类。

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这种分类实际上是一种不对等的分类!为什么不对等?因为这里所说的钙基类固化剂是一种胶凝材料,可以独立使用;而非钙基类中离子型、生物酶、聚合物等所谓的固化剂,掺量往往很低(通常为土质量的万分之几到千分之几),大多数情况下不能独立使用,需要配合水泥、石灰等胶凝材料使用。因此,它是一类助剂。严格地说,此类固化剂确切地说是“土壤固化外加剂”。《土壤固化剂》CJ/T3073-1998其实所涉及的产品并不是胶凝材料(固化剂),而是土壤固化的助剂。新修订的《土壤固化外加剂》CJ/T 486-2015,将名称明确为“土壤固化外加剂”是十分明智而准确的。该标准中,定义“土壤固化外加剂”( soil stabilizing admixtures)是:加入土壤中,通过与无机结合料、土壤和水的物理和(或)化学反应,改善土壤工程性能的外加剂。唯其定义后加了一句“简称土壤固化剂”,虽然是为了照顾之前的延续称谓,但实际上又容易造成与胶凝材料的混淆,当应去掉。

这些“土壤固化外加剂”主要用于采用压实法施工的固化土,如路基工程,而极少见于其他岩土固化领域如地基处理中使用。因此,所谓的“钙基类与非钙基类”的分类,具有鲜明的“道路特色”。从现在的情况看,这种分类客观上混淆了固化剂(胶凝材料)和固化外加剂(功能性助剂)的概念。

因此,笔者建议,将“固化剂”明确定义为:用于岩土固化的胶凝材料;而将“固化外加剂”明确定义为:用于岩土固化的功能性助剂(非胶凝材料)。至此,土壤(岩土)固化剂的名称与种类,可以清晰分明了。

2.国内相关标准

现行的行业产品标准有:

《软土固化剂》CJ∕T 526-2018,该标准定义的软土固化剂明确为“无机水硬性胶凝材料”。“水泥”的英文Cement,根据ACI 116的定义,其原意是指的一切水硬性胶凝材料。相比之下,中文语境下的水泥,其含义则较为狭窄。因此,从广义或者原意的“水泥”的角度看,这里的软土固化剂称为“水泥”也未尝不可,更通俗的最好称为“固土水泥”。如此,在社会意义上对此类产品的理解和认知会更加容易而广泛。

《土壤固化外加剂》CJ/T 486-2015。该标准适用于无机类、有机高分子类、有机无机复合类和离子型土壤固化外加剂。从标准中的试验方法看,这些外加剂是必须与水泥一起使用的。因此,其非胶凝材料的特征非常明确。

工程标准:

行业标准《土壤固化剂应用技术标准》

CJJ∕T 286-2018

该标准仅适用于路面结构的基层和底基层,不包括其他领域的固化土应用。

地方标准《城镇道路土壤固化剂稳定混合料基层技术规程》DB42/T 1014-2014 

湖北省地标

地方标准《土壤固化剂加固道路路基应用技术规程》DB33/T1052-2008

浙江省地标

地方标准《土壤固化剂应用技术规程》

DBJ/T 13-323-2019

福建省地标,该标准适用于市政道路工程、软基加固工程

地方标准《GS土体硬化剂应用技术规程》DG/TJ 08-2082-2017 

上海市地标,该适用于地基处理、基础工程、基坑围护工程。


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


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