本发明属于土壤处理，具体涉及一种土壤固化剂及其应用。
背景技术：
1、我国海岸带是经济发展的核心区域，各行各业的发展离不开工程建设的支持。由于受到地质环境的影响，沿海地区具有比内陆地区更严重的软土现象，这大大增加了施工难度、延缓项目工期。
2、为了解决这一技术难题，在沿海地区建设施工中，常需进行软基处理、基坑支护、路基加固等工程。软土加固技术是沿海地区工程项目实施的重要技术，我国现阶段多采用水泥作为加固剂，但加固剂的成本通常随着水泥掺量的提升而增加，且固化后土体的早期与后期强度较难达到设计要求。因此，急需开发的一种经济适用的、可取代水泥的、用于软土固化的绿色施工材料。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种土壤固化剂，该土壤固化剂具有高固废含量、高性能、低成本的特点。
2、本发明的目的还在于提供上述土壤固化剂在土壤加固中的应用。
3、本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种土壤固化剂，所述土壤固化剂主要由以下质量份配比的原料组成：高炉矿渣粉20-35份、脱硫灰5-10份、火山岩灰5-8份、水泥15-25份、粉煤灰20-25份、石灰石粉20-35份、二水石膏5-10份、外加剂10-15份。
4、本发明中的土壤固化剂以各类工业固废加工后生产的复合掺合料为主要原料(固废含量达70％以上)，加入少量水泥和其他外加剂混合而成，在常温下能通过搅拌直接与淤泥胶结，生成的胶凝性质产物可以有效粘结各土壤颗粒，生成的结晶体有效填充土壤颗粒间的空隙，从而增加土体强度。
5、优选地，所述土壤固化剂主要由以下质量份配比的原料组成：高炉矿渣粉25-35份、脱硫灰6-9份、火山岩灰5-6份、水泥18-22份、粉煤灰20-24份、石灰石粉20-30份、二水石膏6-8份、外加剂12-15份。
6、更佳地，所述土壤固化剂主要由以下质量份配比的原料组成：高炉矿渣粉30份、脱硫灰8份、火山岩灰6份、水泥20份、粉煤灰22份、石灰石粉25份、二水石膏7份、外加剂15份。
7、优选地，所述高炉矿渣粉的级别为s95级。优选地，所述水泥为p·o42.5普通硅酸盐水泥。
8、优选地，所述外加剂包括激发剂和表面活性剂。
9、优选地，所述激发剂为碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钾中的一种或者几种的组合。
10、优选地，所述表面活性剂为木质素磺酸钠、醋酸钠和三乙醇胺中的一种或者几种的组合。
11、本发明各原料中：
12、高炉矿渣粉是一种优质的矿物掺合料，含有大量的硅酸盐和铝酸盐活性物质，可与水泥水化产物反应，生成新的水化产物，提升土体的早期强度。
13、脱硫灰的主要成分包括石膏和氧化钙，其中石膏的含量较高，具有一定的硬化性和胶凝性。
14、火山岩灰和粉煤灰是具有较高反应活性的无机材料，其中二氧化硅的含量较高，在常温和有水的情况下可与氧化钙发生反应形成具有水硬性胶凝能力的产物，有利于提高土体的粘结能力。
15、水泥是常用的土壤固化剂，可以在水的作用下生成氢氧化钙、c-s-h凝胶和钙矾石等水化产物，有效粘结各土壤颗粒、提升土体强度。
16、石灰石粉具有良好的润滑性，能够提高土壤固化剂在土体中的分散性，提高固化剂在土体中的渗透深度，增强土壤固化效果。
17、碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾是碱激发胶凝材料中常用的激发剂，在水中溶解后呈碱性，碱性环境可以激发高炉矿渣和粉煤灰中玻璃相的反应活性，改变水泥中化学成分和结构的反应过程，形成大量的水化硅酸盐和水化铝酸盐，从而增强土体的强度和耐久性。硫酸钠作为激发剂主要参与水化硫铝酸钙等水化产物的生成，钠离子通过在碱性环境中与原材料玻璃相的钙离子置换溶出，促进原材料中各矿物成分的分解水化。
18、木质素磺酸钠是一种天然的表面活性剂，具有很强的分散能力，能够有效降低水的表面张力，能吸附在湿润土壤颗粒的表面并与土壤中的金属离子进行交换，增强土体固化效果。醋酸钠和三乙醇胺是常见的金属离子络合剂，可以与水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰中的铝离子和铁离子形成络合物，使其处于更加活性的状态，促进水化产物晶体的形成和生长，从而提高土体的强度。
19、本发明中所述土壤固化剂的制备方法包括但不限于：将各原料按上述用量关系混合均匀，得到土壤固化剂。
20、本发明的上述第二个目的可以通过以下技术方案来实现：上述土壤固化剂在土壤加固中的应用。
21、优选地，所述土壤固化剂的掺量为土壤干重的8％～20％。
22、所述土壤包括淤泥、粘土等。
23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24、(1)本发明采用工业固体废弃物(高炉矿渣、脱硫灰、粉煤灰)为主要原料制备土壤固化剂，实现了工业固体废弃物的资源化利用，解决了工业废弃物造成的资源浪费和环境污染的问题，达到了“以废治废”的技术目的；
25、(2)本发明提供的土壤固化剂，水泥、脱硫灰、高炉矿渣、粉煤灰等原料存在水化作用和颗粒填充作用，火山岩灰、石灰石粉、二水石膏存在化学作用和颗粒填充作用，在外加剂的作用下，各组成之间的作用有利于难溶于水的结晶体和凝胶类物质形成，可以有效地胶结土壤颗粒并填充在土壤颗粒间的空隙，从而提高土体的强度；
26、(3)本发明土壤固化剂能够以土壤干重的8％～20％掺量有效固化淤泥、粘土，且适用于其他任何形式的淤泥固化和硬化；
27、(4)本发明土壤固化剂的各原材料是工程建设施工过程中的常用材料，原料易于取材、成本低廉，具有较高的经济效益。
1.一种土壤固化剂，其特征在于：所述土壤固化剂主要由以下质量份配比的原料组成：高炉矿渣粉20-35份、脱硫灰5-10份、火山岩灰5-8份、水泥15-25份、粉煤灰20-25份、石灰石粉20-35份、二水石膏5-10份、外加剂10-15份。
2.根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于：所述土壤固化剂主要由以下质量份配比的原料组成：高炉矿渣粉25-35份、脱硫灰6-9份、火山岩灰5-6份、水泥18-22份、粉煤灰20-24份、石灰石粉20-30份、二水石膏6-8份、外加剂12-15份。
3.根据权利要求2所述的土壤固化剂，其特征在于：所述土壤固化剂主要由以下质量份配比的原料组成：高炉矿渣粉30份、脱硫灰8份、火山岩灰6份、水泥20份、粉煤灰22份、石灰石粉25份、二水石膏7份、外加剂15份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的土壤固化剂，其特征在于：所述高炉矿渣粉的级别为s95级。
5.根据权利要求1-3任一项所述的土壤固化剂，其特征在于：所述水泥为p·o42.5普通硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1-3任一项所述的土壤固化剂，其特征在于：所述外加剂包括激发剂和表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的土壤固化剂，其特征在于：所述激发剂为碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钾中的一种或者几种的组合。
8.根据权利要求6所述的土壤固化剂，其特征在于：所述表面活性剂为木质素磺酸钠、醋酸钠和三乙醇胺中的一种或者几种的组合。
9.权利要求1-3任一项所述土壤固化剂在土壤加固中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述土壤固化剂的掺量为土壤干重的8％～20％。
