本发明涉及一种多元无机复合粉体土壤固化外加剂，属于工程材料技术领域。
背景技术：
土壤固化剂技术始于20世纪40年代，美国、日本、加拿大等国对该技术进行了深层次的研发，由于国内近些年的高速发展，大兴土木，对基建材料——如石头、混凝土等需求量日益扩大，加上现在环保政策日益收紧，急需一种新型材料在经济及质量上做到创新实用。
目前的土壤固化剂多为液体土壤固化剂，但该类固化剂生产工艺复杂、成本较高，对固化土壤有一定限制，而且施工时都需辅以水泥或石灰进行固化，增加施工难度，使用不方便、成本高。粉体土壤固化剂是一种新型固化剂，也有一些水泥土壤固化剂、石灰类土壤固化剂的研究及应用，但是基本都是单纯地使用水泥及石灰类土壤固化材料，固化效果明显不足、对环境适应性差，如在较干旱地区，基础经长期暴晒干燥会产生温缩裂缝，在雨水较多地区基础因水稳性差和防渗透性差而产生吸水湿陷、坍塌、膨胀，含水率较高的淤泥质土壤无法使用等。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对现有土壤固化剂施工不便、环境适应性差和固化效果不佳的不足，提出一种多元无机复合粉体土壤固化外加剂，提高固化剂对使用环境的适应性和固化效果，简化现场施工环节。
为解决上述技术问题，本发明提供一种多元无机复合粉体土壤固化外加剂，所述多元无机复合粉体土壤固化外加剂，其特征在于：所述粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉55-70份、生石灰粉20-30份、水泥6-13份、激发剂0.5-2份，各原料重量份可根据实际需要具体确定。
所述激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.5-0.8:0.5-1，可根据实际需要具体确定。
所述矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂的粒度均小于等于0.074mm，可根据实际需要具体确定。矿粉为常规矿粉，可采用水淬矿渣微粉，如钢厂废渣研磨成粉，也可采用s95矿粉；水泥可采用325号或425号水泥。
本发明多元无机复合粉体土壤固化外加剂制备时，先按重量份分别取粒度均小于等于0.074mm氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取粒度均小于等于0.074mm的矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀即可制得。
本发明与土壤、水之间发生一系列的水解和水化反应，产生大量胶凝物质和结晶物质等，胶结包裹土壤中的土颗粒，并通过激发剂激发土壤颗粒活性，促进、稳定反应进程，使土壤具备一定结构强度，且在较长时间内控制强度稳定增长，增加土壤的整体强度，较好的水硬性、水稳性及防渗透性。对于需加固的土壤，根据土壤的物理和化学性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性能指标。
本发明将矿粉、石灰粉、水泥、激发剂科学配比混合而得，通过各组分的有效配合，与土壤混合后能形成一个由水化胶凝物为主、结晶物质为辅，含水率稳定、又略有空隙的整体类蜂窝状胶合结构，增加土壤的整体强度，使土壤有较好的水硬性、水稳性及防渗透性，提高了对使用环境的适应性，且不需配合其它固化材料使用，简化了现场施程序，具有固化效果好、成本低、适用范围广、材料环保、施工方便等优点。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详尽描述。实施例中未注明的技术或产品，均为现有技术或可以通过购买获得的常规产品。
实施例1：本多元无机复合粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉67份、生石灰粉20份、水泥12份、激发剂1份。激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.5:1。生石灰粉和激发剂的粒度均小于等于0.074mm，矿粉采用s95矿粉，水泥采用325号水泥。先按重量份分别取氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀，即得到本多元无机复合粉体土壤固化外加剂。
本实施例产品用于云南某地区红土土壤进行固化实验，红土样本数据如下表：
以1立方红土土壤配比100公斤本固化剂混合搅拌均匀，装入50×50mm圆柱体磨具中经物理压实后，检测7天及28天无侧限抗压强度数值，共进行6个样品的固化实验，检测到的具体数据如下表：
本发明与土壤混合后能形成一个由水化胶凝物为主、结晶物质为辅，含水率稳定、又略有空隙的整体类蜂窝状胶合结构，增加土壤的整体强度，较好的水硬性、水稳性及防渗透性。
实施例2：本多元无机复合粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉58.5份、生石灰粉30份、水泥11份、激发剂0.5份。激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.8:0.5。生石灰粉和激发剂的粒度均小于等于0.05mm，矿粉采用s95矿粉，水泥采用325号水泥。先按重量份分别取氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀，即得到本多元无机复合粉体土壤固化外加剂。
本实施例产品用于云南某地区红土土壤进行固化实验，红土样本数据如下表：
以1立方红土土壤配比100公斤本固化剂混合搅拌均匀，装入50×50mm圆柱体磨具中经物理压实后，检测7天及28天无侧限抗压强度数值，共进行6个样品的固化实验，检测到的具体数据如下表：
实施例3：本多元无机复合粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉70份、生石灰粉18份、水泥10.5份、激发剂1.5份。激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.6:1。生石灰粉的粒度小于等于0.04mm，激发剂的粒度小于等于0.06mm，矿粉采用s95矿粉，水泥采用425号水泥。先按重量份分别取氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀，即得到本多元无机复合粉体土壤固化外加剂。
本实施例产品用于云南某地区红土土壤进行固化实验，红土样本数据如下表：
以1立方红土土壤配比100公斤本固化剂混合搅拌均匀，装入50×50mm圆柱体磨具中经物理压实后，检测7天及28天无侧限抗压强度数值，共进行6个样品的固化实验，检测到的具体数据如下表：
实施例4：本多元无机复合粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉60份、生石灰粉25份、水泥13份、激发剂2份。激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.7:0.8。生石灰粉的粒度小于等于0.03mm，激发剂的粒度小于等于0.05mm，矿粉采用钢厂废渣研磨成粒度小于等于0.07mm的粉末，水泥采用325号水泥。先按重量份分别取氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀，即得到本多元无机复合粉体土壤固化外加剂。
本实施例产品用于云南某地区红土土壤进行固化实验，红土样本数据如下表：
以1立方红土土壤配比100公斤本固化剂混合搅拌均匀，装入50×50mm圆柱体磨具中经物理压实后，检测7天及28天无侧限抗压强度数值，共进行6个样品的固化实验，检测到的具体数据如下表：
实施例5：本多元无机复合粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉55份、生石灰粉30份、水泥13份、激发剂2份。激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.8:1。生石灰粉的粒度小于等于0.074mm，激发剂的粒度小于等于0.074mm，矿粉采用s95矿粉，水泥采用325号水泥。先按重量份分别取氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀，即得到本多元无机复合粉体土壤固化外加剂。
本实施例产品用于云南某地区红土土壤进行固化实验，红土样本数据如下表：
以1立方红土土壤配比100公斤本固化剂混合搅拌均匀，装入50×50mm圆柱体磨具中经物理压实后，检测7天及28天无侧限抗压强度数值，共进行6个样品的固化实验，检测到的具体数据如下表：
实施例6：本多元无机复合粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉64.5份、生石灰粉28份、水泥6份、激发剂1.5份。激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.5:0.6。生石灰粉的粒度小于等于0.074mm，激发剂的粒度小于等于0.074mm，矿粉采用s95矿粉，水泥采用325号水泥。先按重量份分别取氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀，即得到本多元无机复合粉体土壤固化外加剂。
本实施例产品用于云南某地区红土土壤进行固化实验，红土样本数据如下表：
以1立方红土土壤配比100公斤本固化剂混合搅拌均匀，装入50×50mm圆柱体磨具中经物理压实后，检测7天及28天无侧限抗压强度数值，共进行6个样品的固化实验，检测到的具体数据如下表：
从上述各实施例的试验数据可以看出，本发明对土壤具有良好的固化性能和适应性，可以克服缺少砂石料地区的高成本基础建设问题，克服干旱地区基础因缺水及经暴晒干燥产生温缩裂缝的缺点，克服雨水较多地区基础因水稳性差和防渗透性差而产生吸水湿陷、坍塌，膨胀的缺点，克服含水率较高的淤泥质土壤无法固化的缺点，克服水剂类固化剂施工时都需辅以水泥或石灰进行固化、增加施工难度的缺点。
上面对本发明的技术内容作了说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下对本发明的技术内容做出各种变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。