改良劑改良鹽漬土的抗凍性綜述★

孟 松 松

(寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

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改良劑改良鹽漬土的抗凍性綜述★

孟 松 松

(寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

闡述了鹽漬土的成因和分布特征，分析了粉煤灰、石膏、水泥、石灰等改良劑改善鹽漬土抗凍性的研究進(jìn)展，并提出改良劑改良進(jìn)程中存在的缺陷，指出改良鹽漬土的抗凍性能對加快鹽漬土地區(qū)的開發(fā)建設(shè)具有重要意義。

鹽漬土，改良劑，抗凍性能

0 引言

鹽漬土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。鹽漬土它的易溶性鹽含量超過了0.3%，并且具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性，因此其被劃分為一種特殊土體[1]。隨著時代的進(jìn)步和社會的發(fā)展，工業(yè)的興起導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)用地的減少，改良鹽漬土的抗凍性，加快鹽漬土地區(qū)的開發(fā)和建設(shè)，減少其凍融性能帶來的危害，逐漸適應(yīng)時代的步伐，引起了人們的注意。

1 鹽漬土的成因和分布特征

鹽漬土的類型有很多種，其中現(xiàn)代鹽漬土的影響相對較大。影響鹽漬土形成的因素也多種多樣，包括自然因素，化學(xué)反應(yīng)以及人為活動的影響。我國鹽漬土面積大概為3 630.53×104hm2，占全國可利用土地的4.88%[2]。其主要分布在干旱、半干旱以及極端干旱地區(qū)；沿海鹽分較高地區(qū)以及地勢低洼，排水條件差的地區(qū)。

2 石灰改良鹽漬土抗凍性能的研究

石灰石經(jīng)過高溫得到石灰煅燒所得的產(chǎn)物，石灰即為CaO，工業(yè)生產(chǎn)的石灰還有一些氧化鎂以及硅酸鈣、鋁酸鈣等物質(zhì)[3]。當(dāng)今，作為工廠生產(chǎn)排放的廢料的電石灰，其排放量之大對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。經(jīng)過分析得到石灰改良劑可提高鹽漬土的抗凍性。

由鄭衛(wèi)華[4]的凍融循環(huán)實(shí)驗可得，石灰累積固化鹽漬土的規(guī)律為：改良鹽漬土的強(qiáng)度變化迅速下降，當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)增加到一定次數(shù)的時候會趨于平緩，當(dāng)達(dá)到平緩階段，意味著固化土的抗凍性能基本穩(wěn)定。石灰的含量從6%～10%，隨著石灰含量的增加，固化土強(qiáng)度損失降低，進(jìn)而改良了鹽漬土的抗凍性能。

3 石灰和粉煤灰對鹽漬土抗凍性的研究

粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，粉煤灰是燃燒電廠排出的主要固體廢物。它的化學(xué)成分以SiO2和Al2O3為主，次要成分為CaO和Fe2O3，還有少量MgO和SO3等成分。粉煤灰在建筑中有著應(yīng)用的基礎(chǔ)和優(yōu)勢，因為粉煤灰中的硅和鋁產(chǎn)生了大量的活性物質(zhì)，同時粉煤灰有著很大的表面能，密度相對于其他的改良劑較小，所以保證了它在建筑中改良劑的可行性[5]。

通過陳淵召[5]的實(shí)驗分析了解到了二灰改良劑的作用，二灰改良鹽漬土經(jīng)過離子交換與絮凝作用、硅酸化反應(yīng)、碳化作用、物理成型作用、化學(xué)作用等一系列的變換后減少了土中的空隙，使得土更加的密實(shí)，形成了比較堅固的骨架式結(jié)構(gòu)，因此使得土體的強(qiáng)度得到了增強(qiáng)。這一過程會形成一種結(jié)晶凝膠體，它會脫水固結(jié)；而在凍融循環(huán)中，水環(huán)境的存在是凍融破壞的主要構(gòu)成條件[6]，二灰改良劑通過硅酸化反應(yīng)使結(jié)晶凝聚體逐漸脫水，碳化作用生成的惰性碳酸鈣粉填充在其顆粒的孔隙間，減少了水的補(bǔ)充量，凍融循環(huán)后有著更好的抗凍性。

4 石灰、粉煤灰和水泥對鹽漬土抗凍性的研究

水泥是一種粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料。加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，它能夠在空氣中硬化。用早期石灰與火山灰的混合物膠結(jié)碎石制成的混凝土，硬化后不但強(qiáng)度較高，而且還能抵抗淡水或鹽水的侵蝕，因此其廣泛用于土木建設(shè)中。

三灰改良鹽漬土，發(fā)生與二灰相同的反應(yīng)，并且還會發(fā)生團(tuán)粒化作用、硬凝反應(yīng)和碳酸反應(yīng)。水泥會在鹽漬土中發(fā)生水化反應(yīng)生成膠體Ca(OH)2，Ca(OH)2具有強(qiáng)烈的吸附活性，從而把土粒吸附在一起形成一種穩(wěn)定的土體結(jié)構(gòu)，能夠封閉土團(tuán)中孔隙的作用，同時增加了土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性，反應(yīng)中存在著大量的Ca(OH)2不斷吸收CO2，產(chǎn)生CaCO3，CaCO3的硬度大,強(qiáng)度高，它的產(chǎn)生提高了土體的強(qiáng)度，并且會發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)。結(jié)晶生成的同時，會形成所謂的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)的空隙中有著多種礦物，通過嵌固形成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

其中羅鵬程[7]的實(shí)驗再次反映出三灰改良之中，改良鹽漬土的質(zhì)量損失較少，抗凍性較好，具有著較好的路用性能。

5 石膏改良鹽漬土抗凍性能研究

石膏是單斜晶系礦物，是主要化學(xué)成分為硫酸鈣(CaSO4)的水合物。石膏可用于水泥緩凝劑、石膏建筑制品，是一種用途廣泛的建筑材料。其中磷石膏是一種生成廢料，作為一種工業(yè)廢料，其對環(huán)境污染嚴(yán)重，其次還制約了企業(yè)的發(fā)展。磷石膏的使用，不僅解決了環(huán)境的污染，而且也解決了建設(shè)工程中對于材料的需求，達(dá)到了二次利用的目的。

通過王玉江[8]的研究發(fā)現(xiàn)：磷石膏主要呈現(xiàn)酸性，土的透水性與土的pH也有一定的關(guān)系，它的加入降低了土的pH值，并增加了土的透水性，達(dá)到改良鹽漬土的目的，所以經(jīng)過改良后的鹽漬土具有不錯的承載能力，其透水性的增加，降低了土中的含水量，進(jìn)而改良了鹽漬土的抗凍性。

6 展望

粉煤灰是發(fā)電廠燃煤排除的廢棄物，工廠生產(chǎn)產(chǎn)生的電石灰也是排放的廢料。這二者在我國的產(chǎn)量大，帶來的負(fù)面影響又不得不面對，將其作為與鹽漬土有關(guān)的建筑材料來使用，不僅可以改善鹽漬土的抗凍性，實(shí)現(xiàn)鹽漬土的資源化利用，而且還緩解環(huán)境污染的壓力，改善了環(huán)境，也促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展。雖然廢棄物改良劑的使用在鹽漬土的改良上取得了一定的成就，但是土壤是一個復(fù)雜的體系，使用含有一定重金屬的成分的廢棄物可能會引起環(huán)境的二次污染，其所帶來的負(fù)面影響也不能夠忽略。

[1] GB 50021—2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].

[2] 石玉林.中國1∶100 萬土地資源圖[Z].1991.

[3] 張 超.石灰粉煤灰類材料施工特性研究[D].西安：長安大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003.

[4] 鄭衛(wèi)華.石灰穩(wěn)定鹽漬土抗凍性能試驗分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2012(21):42-44.

[5] 陳淵召,李振霞.鹽漬土改良機(jī)理研究[J].華東公路,2013(6):92-96.

[6] 王篤實(shí).鹽漬土抗凍性的探討[J].路基工程,1993(2):62，64-65.

[7] 羅鵬程,宋 奇,劉 旭.無機(jī)結(jié)合料改良鹽漬土路基填料路用性能研究[J].公路交通科技,2011(8):135-137.

[8] 王玉江,吳 濤,吳 杰.磷石膏改良鹽堿地的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(17):7413-7414.

Summary on the antifreeze performance of conditioner improvement of saline soil★

Meng Songsong

(CollegeofCivilandHydraulicEngineering,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China)

This paper elaborated the formation and distribution characteristics of saline soil, analyzed the research progress of coal fly ash, gypsum, cement, lime and other conditioner improvement of the antifreeze performance of saline soil, and put forward the defects in conditioner improvement process, pointed out the antifreeze performance of improved saline soil had great significance to accelerate the development and construction in saline soil area.

saline soil, conditioner, antifreeze performance

1009-6825(2016)10-0064-02

2016-01-26★：寧夏大學(xué)自然基金項目(項目編號：ZR15029)

孟松松(1993- )，男，在讀本科生

TU448

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