中国报告大厅网讯,随着2026年土壤固化剂行业技术的不断迭代升级,高效、环保、适配性强的土壤固化剂成为推动岩土资源高效利用的核心支撑。当前,公路及基础交通设施建设对岩土材料的需求持续攀升,砂石资源匮乏与生态保护要求之间的矛盾日益突出,岩土替代砂石材料成为行业发展的重要方向,而土壤固化剂作为岩土固化的关键材料,其性能直接决定固化岩土的质量与应用效果。目前行业内常用的水泥、石灰类土壤固化剂存在固化效率低、碳排放高、环保性差等弊端,有机高分子聚合物类土壤固化剂虽具备诸多优势,但普遍存在水稳定性和抗盐侵蚀性能不足的问题,因此研发新型高性能土壤固化剂成为2026年行业技术突破的重点方向之一。以下是2026年土壤固化剂行业技术分析。
《2025-2030年中国土壤固化剂产业运行态势及投资规划深度研究报告》指出,制备新型土壤固化剂GHJ-2所需主要原料包括丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、苯乙烯、(NH₄)₂S₂O₈、Na₂SO₄,均为分析纯;复合乳化剂选用Span80和OP-10,均为工业品。实验用岩土(黏土)样品取自沿海某城市,其主要物理性能指标如下:最佳含水率18.3%,最大干密度1.94g·cm⁻³,液限34.2%,塑限22.6%,液性指数1.5,塑性指数13.6。
实验所需设备包括实验室均质分散器、恒温水浴锅、电子分析天平、标准恒温恒湿养护箱、微机控制电子式万能试验机,所有设备均符合实验精度要求,为土壤固化剂制备及性能测试提供可靠保障。
新型土壤固化剂GHJ-2采用乳液聚合法制备,具体流程如下:第一步,准确称取一定量的水、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸和苯乙烯于玻璃容器中,在搅拌状态下使各单体充分混合并溶解;第二步,继续在上述混合液中加入一定量的复合乳化剂(Span80和OP-10按体积比1∶1混合),在均质分散器的作用下乳化形成预乳液,备用;第三步,将上述制备的预乳液(二分之一体积)倒入三口烧瓶中,打开水浴加热装置使温度升高至60℃,然后加入一定量的引发剂((NH₄)₂S₂O₈),继续升高反应温度至80℃,反应一段时间后直至出现蓝色荧光;第四步,继续将剩余的预乳液加入到反应体系中,并将反应温度升高至90℃,反应2h后停止,冷却至室温后,即得到新型土壤固化剂GHJ-2。
为全面考察新型土壤固化剂GHJ-2的性能,制定了规范的评价方法,涵盖固化土试件制备、力学性能、水稳定性能、抗盐侵蚀性能四个方面,所有评价均参照相关行业标准执行。
固化土试件制备参照行业标准CJJ/T 286-2018《土壤固化剂应用技术标准》,在目标岩土样品中加入不同质量分数的新型土壤固化剂GHJ-2,制备圆柱形固化土试件,试件尺寸均为直径×高度=50mm×50mm,每组实验制作3个固化土试件,测定实验结果取平均值,确保数据的准确性。
力学性能评价参照行业标准JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》,将固化土试件在标准养护条件下分别养护不同龄期,以固化土试件的无侧限抗压强度和劈裂强度为评价指标,使用万能试验机分别测定不同固化土试件的无侧限抗压强度和劈裂强度值,考察新型土壤固化剂GHJ-2对固化土力学性能的影响。
水稳定性能评价参照行业标准CJ/T 486-2015《土壤固化外加剂》,将在标准养护条件下养护7d后的固化土试件继续在浸水状态下浸泡7d,然后取出测定固化土试件的无侧限抗压强度值,并与浸泡前的无侧限抗压强度相比较得出水稳定系数,考察新型土壤固化剂GHJ-2对固化土水稳定性能的影响。
抗盐侵蚀性能评价采用干湿循环实验法,将标准养护7d后的固化土试件分别放入不同质量浓度的Na₂SO₄溶液中进行干湿循环,一个干湿循环周期为2d,每一个循环周期后测定固化土试件的无侧限抗压强度的变化情况,计算出试件的无侧限抗压强度保留率,考察新型土壤固化剂GHJ-2对固化土抗盐侵蚀性能的影响。
不同土壤固化剂GHJ-2掺量(质量分数)对固化土试件无侧限抗压强度和劈裂强度的影响测试结果显示,在相同的养护龄期条件下,土壤固化剂GHJ-2的掺量越大,试件的强度值(无侧限抗压强度和劈裂强度)相对就越高。当未掺入土壤固化剂GHJ-2时,试件的强度值均比较低,其中养护龄期为7d的固化土试件的无侧限抗压强度和劈裂强度仅分别为0.54MPa和0.19MPa;而当土壤固化剂GHJ-2的掺量达到0.6%时,试件的强度值均明显增大,其中养护龄期为7d的无侧限抗压强度和劈裂强度分别可以达到2.95MPa和1.08MPa,此时固化土的力学性能指标能够达到行业标准CJJ/T 286-2018《土壤固化剂应用技术标准》中“三级固化土”的性能指标要求(7d无侧限抗压强度≥2.5MPa)。再继续增大土壤固化剂GHJ-2的掺量,固化土试件的无侧限抗压强度和劈裂强度虽仍能继续增大,但增大的幅度逐渐减小。
同时,在相同的土壤固化剂GHJ-2掺量条件下,试件的养护龄期越长,其强度值(无侧限抗压强度和劈裂强度)相对就越大,养护龄期为28d的试件强度值均明显高于7d和14d。这是由于养护的龄期越长,土壤固化剂GHJ-2与土壤颗粒之间的物理化学反应(胶结)程度进行的相对越彻底,使其能够更好的增强土壤颗粒之间的黏结力,有助于增大固化土的强度,改善其力学性能。综合来看,从无侧限抗压强度和劈裂强度的角度考虑,推荐土壤固化剂GHJ-2的最佳掺量为0.6%。
不同土壤固化剂GHJ-2掺量对固化土试件水稳定性能的测试结果表明,在相同的养护龄期条件下,随着土壤固化剂GHJ-2掺量的逐渐增大,固化土试件的水稳定系数逐渐增大。当养护龄期为7d时,土壤固化剂GHJ-2的掺量由0%增大至0.6%,固化土试件的水稳定系数可由7.2%增大至86.4%,此时固化土试件的水稳定性系数能够达到行业标准CJJ/T 286-2018《土壤固化剂应用技术标准》中对固化土水稳定性能指标的要求(水稳定系数≥80%)。当土壤固化剂GHJ-2的掺量大于0.6%时,试件的水稳定系数随土壤固化剂GHJ-2掺量增加而继续增大的幅度会逐渐减小。
此外,在相同的土壤固化剂GHJ-2掺量条件下,试件的养护龄期越长,其水稳定系数相对就越大,养护龄期为28d的试件水稳定系数均大于7d和14d。而当土壤固化剂GHJ-2的掺量≥0.6%时,养护龄期对试件水稳定系数的影响程度相对较弱。土壤固化剂GHJ-2的掺入能够有效改善固化土试件的水稳性能,核心原因在于土壤固化剂GHJ-2中活性成分可以大幅提高岩土颗粒表面的疏水性能,在岩土颗粒表面形成一层憎水膜,起到阻止水分子进入到岩土内部的作用,从而有助于提高固化土的水稳定性能。从固化土试件的水稳定性能角度考虑,同样推荐土壤固化剂GHJ-2的最佳掺量为0.6%。
以无侧限抗压强度保留率为评价指标,考察不同土壤固化剂GHJ-2掺量对固化土试件抗盐侵蚀性能的影响,测试结果显示,在相同的干湿循环周期条件下,土壤固化剂GHJ-2的掺量越大,试件在不同质量浓度Na₂SO₄溶液中干湿循环后的无侧限抗压强度保留率相对就越大。同时,随着干湿循环周期的不断增加以及Na₂SO₄质量浓度的逐渐增大,试件经过干湿循环后的无侧限抗压强度保留率均呈现出逐渐减小的趋势。即在相同的实验条件下,土壤固化剂GHJ-2的掺量越大,固化土试件的抗盐侵蚀性能相对就越强;而干湿循环周期越长,Na₂SO₄的质量浓度越大,固化土试件的无侧限抗压强度保留率相对就越小。
具体数据显示,当土壤固化剂GHJ-2的掺量为0.6%时,固化土试件在1%、3%和5%Na₂SO₄溶液中干湿循环5次后的无侧限抗压强度保留率分别可以达到90.4%、80.6%和71.3%,无侧限抗压强度保留率均比较高;而当土壤固化剂GHJ-2的掺量增大至0.8%时,固化土试件在1%、3%和5%Na₂SO₄溶液中干湿循环5次后的无侧限抗压强度保留率分别可以达到92.7%、82.8%和72.9%,与土壤固化剂GHJ-2掺量为0.6%时相差不大。这表明当土壤固化剂GHJ-2的掺量为0.6%时,就可以使固化土试件在不同质量浓度的Na₂SO₄溶液中干湿循环后仍能保持较高的强度值,抗盐侵蚀性能较强。
固化土试件在不同浓度Na₂SO₄溶液中干湿循环后的无侧限抗压强度均有所降低,而土壤固化剂GHJ-2的掺入能够有效增强固化土试件的抗盐侵蚀性能,其原因在于:固化土试件在Na₂SO₄溶液中干湿循环时会不断发生吸水膨胀和失水收缩,在固化土试件内部产生一定的应力作用,使其中的胶结结构遭到破坏,进而可能产生裂缝,降低固化土的强度;而土壤固化剂GHJ-2分子中的活性组分能够增强土壤颗粒之间的胶结作用,使其结构更加稳定,并且土壤固化剂GHJ-2的疏水作用较强,能够有效减弱水分子对胶结土的破坏作用,从而有助于增强其在硫酸盐溶液中干湿循环后的强度,提高其抗盐侵蚀能力。
本文围绕2026年土壤固化剂行业技术发展需求,以丙烯酸羟丙酯、丙烯酸和苯乙烯为主要原料,以Span80和OP-10作为复合乳化剂,以(NH₄)₂S₂O₈作为引发剂,通过乳液聚合法成功制备了新型岩土固化用土壤固化剂GHJ-2,并系统考察了该土壤固化剂对黏土样品力学性能、水稳定性能和抗盐侵蚀性能的影响,结合多组实验数据得出以下核心结论:一是在相同养护龄期条件下,土壤固化剂GHJ-2的掺量越大,固化土试件的无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳定系数相对就越高,经过不同质量浓度硫酸盐溶液干湿循环后的无侧限抗压强度保留率也相对越高;二是土壤固化剂GHJ-2能够有效改善目标黏土的力学性能、水稳定性能和抗盐侵蚀性能,综合考虑其掺量对各性能指标的影响及经济性,推荐其最佳掺量为0.6%;三是当土壤固化剂GHJ-2掺量为0.6%时,固化土试件养护7d的无侧限抗压强度可达2.95MPa,水稳定系数为86.4%,在1%、3%和5%Na₂SO₄溶液中干湿循环5次后的无侧限抗压强度保留率分别可达90.4%、80.6%和71.3%,各项性能均能满足行业标准及岩土固化施工的需求。该新型土壤固化剂GHJ-2的研发与应用,为2026年土壤固化剂行业技术升级提供了新的实践方向,也为岩土资源的高效合理利用提供了可靠的技术支撑,具有良好的行业应用前景。
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