【流态固化土】十问十答之技术科普篇.docxVIP

【流态固化土】十问十答之技术科普篇

一流态固化土是什么东西？

正如混凝土是用胶凝材料固结砂石、砂浆是用胶凝材料固结砂子，流态固化土是用胶凝材料固结土粒。

从固结对象的角度，流态固化土可以看作混凝土和砂浆的延续和补充，在低强度填筑领域发挥优势，将和混凝土和砂浆形成三足鼎立之势。

材料制备和使用上，流态固化土和混凝土和砂浆一脉相承，胶凝材料+固结对象+水+外加剂（非必须），拌合形成具有可施工性的流态材料，浇筑后经历初凝和终凝过程，形成具有一定强度的固体材料。

只不过，从强度形成机理以及充当骨架功效来看，不同之处是，砂石或砂子可称作骨料，土粒则不称作骨料，这个问题在后续篇章再展开讨论。

二流态固化土的性能咋样？

流态固化土，作为需要搅拌后泵送或溜槽浇筑，并且形成一定强度的回填材料，最重要的两项性能指标就是流动性能和强度性能，还以《预拌流态固化土填筑技术标准》说明：流动性能，扩展度≥300㎜；强度性能，作为回填材料，根据工程需要确定，且不宜低于0.4MPa。

流态固化土含水率很大，再加上原材料粒径都很小，因此流动性能没有问题，而且只要能满足施工需要，甲方也无需关注这个指标。

强度性能一般以立方体试块抗压强度0.4MPa为标准，对于回填来说，这个强度是足够的。

大家可能对这个强度没有直观感觉，我们通过实地模拟，体验如下：0.1MPa时可上人活动，0.2MPa时可人工开挖，0.3MPa时需机械开挖，强度超过1.0MPa时就不易开挖，因此，后期考虑会有开挖需要的回填项目，强度不宜过高。

另外，这个强度的生成时间，是可以通过固化剂掺量以及外加剂来灵活调整的。

三固化剂是什么东西？

行业把流态固化土所用胶凝材料统称为固化剂。

目前现行标准且以《预拌流态固化土填筑技术标准》为例，定义固化剂为：“以CaO、活性Al2O3和SiO2为主要成分，同时添加具有改善土颗粒表面的功能性添加剂和活性激发剂制成的功能性复合胶凝材料。”

别被定义中的化学分子唬到了，透过本质看现象，O、Si、Al、Fe、Ca，依次排序是地壳含量最高的五种元素，总占比将近95%，地聚物煅烧后都含有大量Al2O3、SiO2、CaO，且部分具有活性或潜在水硬性，即火山灰特性，如矿渣微粉、粉煤灰、钢渣粉等，水泥因以富钙石灰石为主要原料，固CaO含量最多。

第一代流态固化土，延续水泥土做法，固化剂主要采用水泥或加活性掺合料配制，固化机理大家都较熟悉，不做赘述，但是鉴于两个原因，注定淘汰出市场：一是水泥对于具有表面活性的细粒土固结效果不佳，对于高含水率土壤更是干缩等问题较大；二是流态固化土作为低强度材料，性能指标也具有高冗余度，不应和混凝土和砂浆争夺高碳排的水泥资源，更应消纳工业固废作为原材料。

第二代流态固化土，充分利用项目各地工业固废资源，因地制宜，固化剂可灵活采用矿渣微粉、粉煤灰、钢渣粉等配制而成复合矿物体系，可称作碱激发胶凝材料，固化机理是，富含活性Al2O3和SiO2可在水玻璃或烧碱等碱激发剂作用下，水化反应生成水化硅酸铝酸盐凝胶，大部分与土粒包裹胶结硬化，小部分还可膨胀填充土粒孔隙。

可见，固化剂不是标准化产品，不仅要依据项目所在地土质情况，而且最好可以结合当地固废资源，如何因地制宜配制固化剂，达到强度目标的同时，控制泌水和干缩等，后续篇章再做探讨。

四固化剂的粉剂和液剂是什么东西？

这是市场化的说法，严格来说，流态固化土的固化剂，没有粉剂和液剂之分，固化剂是无机胶凝材料，只可能是粉状，上一问题已说明；固化外加剂才有粉剂和液剂之分，展开说明：

流态固化土机理不同于压实固化土，归属广义混凝土体系，粉状无机胶凝材料才能称作固化剂，正如混凝土中的水泥和活性掺合料，原理上是必须的；液剂只能称作固化外加剂，尽管是对土壤颗粒改性，但也正如混凝土中减水剂对水泥颗粒改性，原理上是非必须的。

液剂，更多是用于压实固化土，作用效果类同混凝土减水剂，通过表面活性剂的吸附，改善土颗粒表面带电性或水膜厚度，降低亲水性，使得土颗粒和无机胶凝材料在挤压成型时具有更高密实度。

五什么土都能用吗？

流态固化土技术一方面就是为了消纳工程弃土或泥浆，而且作为低强度材料，性能指标也具有高冗余度，不应该对原料过于挑剔，应该尽可能针对各种土质都有固化剂的匹配方案。

除了肉眼可见的污染土垃圾土不能用之外，还以《预拌流态固化土填筑技术标准》说明：“土料的有机质含量不得超过5%，颗粒最大粒径宜与固化土拌合设备相匹配”。

有机质含量，是出于固化土耐久性考虑，我国大部分地区土壤有机质含量都偏低，这对农业来说可不是好事，未经人为干预的土壤，除了东北黑土地区有可能高于5%，其他地区都远低于5%。

最大粒径，仅仅是出于对搅拌和泵送的施工考虑，大粒径的石块砖块对回填后的性能本身没有负面影响，只要能搅得开、送得出，就没有问题