本书基于作者研究成果及目前土体固化剂发展现状，以土体固化剂的种类为主线，系统阐述了各种土体固化剂的原材料来源、制备过程、生命周期评价、作用机理及其在土体加固、废土材料化、污染土修复、止水防渗和防水堵漏等方面的应用。涉及的土体固化剂包括水泥类、石灰类、水玻璃类、磷酸盐类、碱激发类、镁质、离子土类、环氧树脂类、丙烯酰胺类、聚氨酯类、无机无机复合类、无机有机复合类、生物酶类、生物菌类等。
本书可供从事岩土工程和环境工程及相关专业的科技人员、管理人员及相关专业学生阅读和参考。
武亚磊，中国海洋大学博士，主要研究方向：固废资源化利用及水泥基材料的应用研究。
杨俊杰，中国海洋大学教授，博士生导师。国际土力学及岩土工程协会（国际土协）会员、中国岩石力学与工程学会环境岩土工程分会理事、中国土木工程学会土力学与岩土工程分会土的本构关系及强度理论专业委员会委员。主要研究方向有：软基处理、土工结构长期稳定性评价、离心模型试验、加筋土的基本性质及其结构物的稳定性分析、各种工业固体废物在岩土工程中的应用、生态边坡工程、极限分析上限法在岩土工程中的应用。
0 绪论
1 水泥类固化剂
1.1 概述 5
1.1.1 原材料 5
1.1.2 生产过程与生命周期评价 8
1.1.3 反应机理与微观表征 13
1.2 水泥与土中成分的作用机理 32
1.2.1 水泥与矿物的作用机理及固化模型 32
1.2.2 水泥与水溶盐的作用机理 37
1.2.3 水泥与酸碱成分的作用机理 39
1.2.4 水泥与污染成分的作用机理 40
1.2.5 水泥与有机质的作用机理 44
1.2.6 小结 46
1.3 固化土 46
1.3.1 强度与变形 47
1.3.2 渗透特性 61
1.3.3 劣化特性与耐久性 62
1.3.4 微观特性 63
1.3.5 固化机理 65
1.4 半固化土 65
1.4.1 半固化土室内模拟试验方法 66
1.4.2 废土与固化剂拌和试验 67
1.4.3 半固化土的击实与性能试验 68
1.4.4 固化剂掺量界限范围的确定 72
1.5 固化/稳定化污染土 75
1.5.1 室内试验研究方法及评价标准 76
1.5.2 宏观力学特性 84
1.5.3 浸出特性 87
1.5.4 渗透特性 90
1.5.5 劣化特性与耐久性 91
1.5.6 微观特性 92
1.5.7 固化/稳定化机理 96
1.6 结语 97
参考文献 97
2 石灰类固化剂
2.1 概述 108
2.1.1 原材料 108
2.1.2 生产过程与生命周期评价 108
2.1.3 反应机理与微观特性 110
2.2 固化土 113
2.2.1 气硬性石灰固化土 113
2.2.2 天然水硬性石灰固化土 116
2.2.3 固化机理 118
2.3 半固化土 119
2.3.1 界限含水量 119
2.3.2 击实特性 120
2.3.3 强度特性 120
2.3.4 渗透特性 122
2.3.5 劣化特性与耐久性 123
2.3.6 微观特性 124
2.4 固化/稳定化污染土 124
2.4.1 强度特性 124
2.4.2 浸出特性 128
2.4.3 劣化特性与耐久性 128
2.4.4 微观特性 129
2.4.5 固化/稳定化机理 130
2.5 结语 131
参考文献 131
3 水玻璃类固化剂
3.1 概述 134
3.1.1 水玻璃的分类 134
3.1.2 原材料与改性材料 135
3.1.3 制备过程与生命周期评价 138
3.1.4 反应机理与微观特性 138
3.2 固化土 142
3.2.1 水玻璃固化剂 142
3.2.2 改性水玻璃固化剂 145
3.2.3 固化机理 149
3.3 半固化土 150
3.3.1 界限含水量 150
3.3.2 击实特性 150
3.4 结语 151
参考文献 152
4 磷酸盐类固化剂
4.1 概述 154
4.1.1 原材料 154
4.1.2 制备过程与生命周期评价 160
4.1.3 反应过程与微观特性 162
4.2 固化土与半固化土 174
4.3 固化/稳定化污染土 174
4.3.1 强度与变形 174
4.3.2 浸出特性和渗透特性 175
4.3.3 劣化特性与耐久性 175
4.3.4 固化/稳定化机理 175
4.4 结语 176
参考文献 177
5 碱激发类固化剂
5.1 概述 183
5.1.1 原材料 183
5.1.2 制备过程与生命周期评价 227
5.1.3 反应机理与微观特性 229
5.2 碱激发类固化剂设计方法 252
5.3 碱激发类固化剂与土中成分的作用机理 255
5.3.1 与矿物的作用机理 255
5.3.2 与水溶盐的作用机理 256
5.3.3 与酸碱成分的作用机理 257
5.3.4 与污染成分的作用机理 258
5.3.5 与有机质的作用机理 260
5.4 固化土 260
5.4.1 强度与变形 260
5.4.2 渗透特性 265
5.4.3 劣化特性与耐久性 266
5.4.4 微观特性 266
5.4.5 固化机理 270
5.5 固化/稳定化污染土 271
5.5.1 强度与变形 271
5.5.2 浸出特性 276
5.5.3 渗透特性 277
5.5.4 劣化特性与耐久性 278
5.5.5 微观特性 278
5.5.6 固化/稳定化机理 281
5.6 结语 281
参考文献 282
6 镁质类固化剂
6.1 概述 300
6.1.1 镁质水泥分类 300
6.1.2 原材料 301
6.1.3 制备过程与生命周期评价 304
6.1.4 反应机理与微观特性 307
6.2 配比设计方法 320
6.3 固化土 325
6.3.1 氯氧镁水泥固化土 325
6.3.2 硫氧镁水泥固化土 330
6.3.3 硅酸镁水泥固化土 332
6.3.4 活性氧化镁碳化水泥固化土 334
6.4 固化/稳定化污染土 336
6.4.1 氯氧镁水泥固化/稳定化市政污泥 336
6.4.2 硫氧镁水泥固化/稳定化电镀污泥 338
6.4.3 硅酸镁水泥固化/稳定化污染土 339
6.4.4 活性氧化镁碳化水泥固化/稳定化污染土 344
6.5 结语 351
参考文献 351
7 离子土类固化剂
7.1 概述 360
7.1.1 原材料 360
7.1.2 应用方法与生命周期评价 361
7.1.3 反应机理 361
7.2 离子土类固化剂与土中成分的反应机理 361
7.3 固化土 364
7.3.1 基本物理性质 364
7.3.2 强度特性 366
7.3.3 劣化特性与耐久性 367
7.3.4 微观特性 368
7.4 半固化土 371
7.5 结语 372
参考文献 372
8 环氧树脂类固化剂
8.1 概述 374
8.1.1 原材料 374
8.1.2 制备过程与生命周期评价 381
8.1.3 反应机理与凝胶生成 381
8.2 固化土 383
8.2.1 强度特性 383
8.2.2 微观特性 384
8.2.3 固化机理 387
8.3 结语 387
参考文献 388
9 丙烯酰胺类固化剂
9.1 概述 389
9.1.1 原材料 389
9.1.2 制备过程与生命周期评价 391
9.1.3 反应机理 392
9.2 固化土 393
9.2.1 强度特性 393
9.2.2 微观特性 395
9.2.3 固化机理 397
9.3 结语 397
参考文献 398
10 聚氨酯类固化剂
10.1 概述 399
10.1.1 原材料 399
10.1.2 制备过程与生命周期评价 408
10.1.3 反应机理与凝胶生成 408
10.2 固化土 411
10.2.1 强度特性 411
10.2.2 微观特性 412
10.2.3 固化机理 415
10.3 结语 415
参考文献 416
11 其他有机类固化剂
11.1 脲醛树脂类固化剂 418
11.2 木质素类固化剂 419
11.3 丙烯酸盐类固化剂 421
11.4 结语 423
参考文献 423
12 无机-无机复合类固化剂
12.1 概述 425
12.1.1 定义及要求 426
12.1.2 类型 426
12.2 净浆 427
12.3 固化土 427
12.3.1 水泥基复合固化剂 427
12.3.2 石灰基复合固化剂 430
12.3.3 碱激发基复合固化剂 430
12.4 半固化土 430
12.5 固化/稳定化污染土 431
12.6 结语 431
参考文献 432
13 无机-有机复合类固化剂
13.1 概述 434
13.2 净浆 435
13.2.1 水泥基有机复合固化剂净浆 435
13.2.2 水玻璃基有机复合固化剂净浆 436
13.3 固化土 438
13.3.1 水泥基有机复合固化剂固化土 438
13.3.2 石灰基有机复合固化剂固化土 440
13.3.3 水玻璃基有机复合固化剂固化土 440
13.4 半固化土 440
13.5 固化/稳定化污染土 441
13.6 结语 441
参考文献 441
14 生物酶类固化剂
14.1 概述 443
14.2 固化土 444
14.2.1 强度特性 444
14.2.2 渗透特性 445
14.2.3 劣化特性与耐久性 446
14.2.4 微观特性 446
14.2.5 固化机理 449
14.3 结语 451
参考文献 451
15 生物菌类固化剂
15.1 概述 453
15.1.1 原材料 453
15.1.2 制备过程与生命周期评价 458
15.1.3 沉淀机理与微观特性 459
15.2 生物菌类固化剂与土中成分的反应机理 470
15.2.1 生物菌类固化剂固化土中矿物的机理 471
15.2.2 生物菌类固化剂与重金属污染物的反应机理 473
15.3 固化土 475
15.3.1 微生物诱导碳酸盐沉淀固化土 475
15.3.2 微生物诱导磷酸盐沉淀固化土 485
15.3.3 固化机理 489
15.3.4 不同粒径土的固化效果对比 489
15.4 固化/稳定化污染土 489
15.4.1 固化/稳定化效果 490
15.4.2 微观特性 492
15.4.3 固化/稳定化机理 494
15.5 结语 494
参考文献 495
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