一、任务来源
济南城建集团有限公司内部科技立项项目
二、应用领域和技术原理
技术原理：流态固化土由一定比例的土、固化剂、外加剂和水均匀拌合，形成的具有一定流动性、抗渗性和抗压性能优异的流态回填材料。其中固化剂为关键组分，由水泥、二氧化硅、粉煤灰、矿渣粉等为主要原料，并添加一定比例的活性激发剂和改善土颗粒表面性质制剂的复合胶凝材料。掺入基土后，通过与基土、水、空气的物理或化学反应，改善基土工程性能。
流态固化土充分利用肥槽、基坑开挖后或者废弃的地基土，在掺入一定比例的固化剂、水之后，通过独创工艺和特殊机械进行充分拌合均匀，形成具有可泵送、流动性加固材料，具有良好的强度、流动性、抗渗性，主要应用领域如下：
1.预拌流态固化土桩；
2.管廊、建筑等基槽回填；
3.市政道路或施工道路的基层材料；
4.深基坑回填；
5.矿坑、溶洞和地下采空区的回填。
三、性能指标
1.流态固化土方面：单从材料成本核算，流态固化土填筑成本在150元/m³，相较于水泥石屑、素混凝土、泡沫混凝土等传统填筑材料，具有较大的价格优势，并且充分利用现场开挖弃土，节省土方外运成本，无需碾压，施工速度快。
2.移动拌合设备方面：设备采用“1+N”（1台移动式水合固化剂计量搅拌车，N台移动固化土拌合车）模式，保证流态固化土的连续供应，具有较低的成本和较高施工效率。拌合设备全部功能模块采用一体化设计，通过快拆连接组件与载具相连，无需特种车辆审批资质。采用“浮动轴承+简支称重+双尺寸格栅分筛”的设计，极大改善了传感器的工作环境，提高了计量可靠性。
四、与国内同类技术比较
1.在流态固化土研究方面。目前国内外各公司和研究院所都有所涉及，但总体在强度和抗水性方面的性能上还有待提高，同时在生产和工艺上也没有新进展。长时间以来，行业一直处于产品性能参差不齐，标准千差万别，成本居高不下的境地。固化剂研究开发单位普遍重视合成工艺研究，忽视固化剂的应用研究；固化剂的研究、开发、生产、应用各环节彼此脱节，信息不能共享，企业自主开发能力薄弱，以至于形成固化剂品种档次低，技术落后，质量较差，难以适应用户高质化需求，配方研究不细、市场开发不力、技术服务不到位，本成果利用材料复合及其水化耦合机理，以硅酸盐水泥为主体，水化产物彼此搭接构建固化流态土“囚笼”结构，确定固化剂配合比、制备工艺及流态固化土最佳原料选择及各组分配比设计，技术先进、在不同土质、不同含水率条件下具有良好的流动性、强度与抗渗性。
2.在搅拌装备方面。目前国内全部是场站搅拌，然后采用混凝土罐车进行运输至工地，再采用塔吊调运或斗车转运至各施工面。其缺点是:占地大，无机动性；不能精确计量各组分只能依赖现场工作人员的经验操作，无法保证固化效果;效率低，浇筑困难等。近期国外也有相关公司和机构进行了现场作业装备的研发，其中美国Clayton公司研发的流态固化土拌合车，整体构型借鉴现有混凝土搅拌运输车，主体为一个滚动式搅拌桶，不具备固化剂和水的存储及固化剂液的制备功能，更无精确计量功能，仅为临时性可移动搅拌装置。本项目所研究的自动计量移动拌合设备采用“1+N”系统架构（1台移动式水合固化剂计量搅拌车，N台移动固化土拌合车），保证流态固化土连续供应，拌合设备全部功能模块采用一体化设计，通过快拆连接组件与载具相连，无需特种车辆审批资质，并且采用“浮动轴承+简支称重+双尺寸格栅分筛”的设计，浮动轴承配合油压油缸，可以避免力值传感器在物料装载时的冲击。装载完毕后称重料斗可以在多点简支布置的力值传感器上进行称重，此布置最大化改善了传感器的工作环境，提高了计量可靠性。
五、成果创新性、先进性
1.流态土固化剂为多种材料复合，浆液细致均匀，能够充分渗透于土颗粒间隙，充分发挥材料的胶凝作用，从而使得流态固化土具有良好的流动性、抗渗性，可以实现狭窄填筑空间和异型空间的密实回填，无需夯实，少对主体结构和防水层的影响，充分利用现场弃土，施工速度快，保证回填的连续性。
2.流态固化土精准计量移动拌合成套装备采用“1+N”系统架构（1台移动式水合固化剂计量搅拌车，N台移动固化土拌合车），保证流态固化土连续供应，拌合设备全部功能模块采用一体化设计，通过快拆连接组件与载具相连，无需特种车辆审批资质，此外，设备采用“浮动轴承+简支称重+双尺寸格栅分筛”的设计，改善了传感器的工作环境，提高了计量可靠性。
六、作用意义
社会效益：流态固化土所用的主材料土是渣土、泥土、泥浆﹑淤泥等建设工程弃土，所用的固化剂（复合胶凝材料）主要是冶炼矿渣、燃煤副产品、焚烧的飞灰和炉渣等工业废渣，将这些工程弃土和工业废渣回收充分利用后，可消除它们的排放对环境的污染，故流态固化土是一种无毒、无污染、可再生的环境友好型材料，能够实现可持续发展。相比于级配碎石、灰土和素混凝土，流态固化土的使用可减少开山采石挖砂，有效节约资源，保护环境。流态固化土拌合设备采用1+N模式，设计思路新颖，与实际工程需要联系紧密，使用灵活、节省人工成本、结构简单、适应实际工程应用环境性强，生产流态固化土的质量有保证，产品符合当前国家对于环境保护的大趋势。
经济效益：流态固化土采用就地取材，减少工程弃土运输和填埋处理的费用，降低材料成本。单从材料成本核算，因不同的土质采用的固化剂价格不同，综合测算流态固化土只有大约150元/m3左右，与3%水泥石屑、素混凝土和泡沫混凝土比具有较大的价格优势；与3：7灰土和级配碎石相比，在价格略低的基础上，由于免碾压，又极大地缩短了施工时间。本项目采用施工单位就地拌合的方式，以实现对工程弃土的自产自销，减少来回运输所产生的费用，可大幅度降低工程施工成本。

一、推广应用前景
流态固化土拌合物具有良好的流动性和自密性，施工周期短，且固化的早期强度较高、抗渗性好等优点，移动拌合设备可以实现施工现场移动拌合，流态固化土连续拌供应，具有较高的施工效率。
流态固化土及其移动拌合设备广泛应用于建设工程的基础施工，因其就地取材，可消纳工程弃土，可将其应用在诸多建设工程的地基处理中，具有较为广阔的应用前景。
二、推广应用措施
立足于丰富的工程应用经验，在项目关键技术突破基础上，对研发的新型固化剂进行性能检验，对移动拌合设备进行性能测试和系统验证，在性能测试达标的基础上，进行示范应用，同时推动制定流态固化土拌合与施工相关技术团体标准和省工程建设标准，进一步推进新型固化剂和移动拌合成套装备产业化。