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三类液态固化剂固化原理的比较

液态固化剂分类:  高聚物类固化剂、表面活性剂类、生物酶类
三类固化剂固化原理的比较


    酶是一种有机催化剂,能催化反应但又不参与反应,也不会成为最终产物的一部分。有些化学反应通常情况下,反应速度非常慢,一旦加入催化剂可大大加快反应速度。

人们在研究中发现自然界的土壤中也存在酶,它是土壤中各种菌类与氮、二氧化碳及其他成分进行生化反应的产物。

这些酶存在于膨胀性的和非膨胀性的黏土结构中,与各种金属阳离子进行交换而被释放出来,在黏土结构中,一些酶被吸附在结构的内部,也有的游离在结构之外。

研究结果表明,有些酶对这些结构会产生很大的影响,最终会使其变得十分紧密,当酶与土壤中的胶体物质结合时可增强其抵御生物降解作用,并保持其催化活性不受影响。

土壤中存在的各种酶类,还能释放出氢离子,使土壤粒子表面产生明显的pH值梯度,它有助于改变土壤原有结构而使抗渗透行增强。

现在这些酶可用生物工程的方法人工生产——珀尔玛酶。它们没有毒性,对环境也不会造成污染。在土壤和砂石混合料的压实过程中,当加入这种酶时,会催化化学反应,以较快速度使集料变得致密起来,经过几天后就能看出较明显的固结效果。

为了能使黏土和有机物结合生成某种“抗水”土壤,需要有大量的有机物质存在,大多数土壤的构成为土壤菌类提供了快速成长的条件。现代生物技术还可将有些菌类引入系统中,依靠空气中的氮和二氧化碳来使有机物的数量增加。

适用固化土壤种类:生物酶类土壤固化剂适合于粉性土,用级配砾石加粉性土效果更佳

 

高聚物类土壤固化剂稀释后施加到土壤中后,固化剂有效成分同土壤,尤其是含钙物质中的阳离子和阴离子接触后,发生化学作用,与固化剂所扩散进入的固体中的碱以水合形式发生特性反应,而逐步发生聚合和黏稠化反应,高分子物质之间形成相互交联的网格状聚合物链,包裹联结土壤颗粒,并填充颗粒空隙,直到整个土壤系凝固成为凝胶并固化.这种固化剂同固化材料形成的凝胶化合物将填充土壤和其他添加剂(如水泥、石灰或粉煤灰等)间隙,这样就将土壤颗粒和其他添加剂粘结起来,极大的增加了固化土板块的抗压强度和弹性,从而形成了一个具有一定弹性并且无法渗透的整体板块。因为水和空气都无法进入,所以固化土板块的水稳定性、抗冻融循环性及耐老化等性能都非常好,而且由于固化板块具有相当的弹性,所以耐温缩性也很好。

 

表面活性剂累土壤固化剂由于种类繁多,各类固化剂的固化机理也不同。亲水基表面活性剂的固化机理主要由如下的四个方面因素综合作用。 1.)表面活性物质溶于水后能显著降低水的表面张力,而土粒比较细微,具有较大的比表面能,因而具有吸附能力。

表面活性剂水溶液加入土粒后,很容易在土粒表面铺展开,它不但润湿土粒表面及毛细管,同时表面活性剂也被滞止于土粒表面及毛细管中,而它的强电荷及氢键极易与土粒表面发生吸附作用,使表面活性剂分子发生扭转,离子交换得以迅速进行,置换出土壤中固有的阳离子,这一作用使固化剂极易进入扩散层,改善土颗粒表面电荷性质。

 2).表面活性剂类土壤固化剂具有高的电荷强度,置换出土粒上的阳离子后,促使扩散层厚度减薄,电势下降,降低了土粒之间的互相排斥能,可以得到更为密实的压实体,促使微粒相互间的聚集结合,提高土粒自身的聚集力,降低了土颗粒的水化作用,提高水稳定性,增加了强度

 3).表面活性剂类土壤固化剂为一长链高分子,当作用于土粒表面时,由于表面活性物质分子量较高,而相邻键节上均带有正电荷,同一高分子链又将相邻土颗粒通过高分子链桥搭接,形成网络结构。长链与土颗粒以电荷吸引,并通过长链将相邻土颗粒连为一体。同时,高分子链之间又相交有缠结,成为一个牢固的整体结构。这一过程是不可逆的,也是固化剂加固土获得稳定强度的主要原因之一。

 4).高分子长链活性剂是溶于水的。当与土颗粒作用完成后,随着交换作用的进行,整个长链变成了不溶于水的大分子,被分散的表面活性物质转为疏水性物质,所形成的凝胶及晶体堵塞了土壤中的毛细孔,使之不易受到水的侵蚀,其疏水基团排斥外来水的侵入,降低了水对土体的浸润损害。这也是加固土获得水稳定性与冻稳定性的主要原因之一。

   在上述四个因素的综合作用下,经过固化剂与土颗粒及它们自身之间的物理、物理化学和化学的作用下达到了固化土壤的目的。


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