在我国东部沿海地区基础设施建设规模持续扩展的背景下，工程渣土、疏浚淤泥等固体废弃物的资源化利用已成为土木工程领域的重要研究方向之一。预拌流态固化土以工程渣土、工业固废等为主要基材，通过掺入适量胶凝材料，制成具有良好流动性、自密实性及一定强度的建筑材料，可应用于基坑、道路基层、水下防护及桩基工程等领域，为固体废弃物的资源化利用提供了有效技术路径。

本文系统梳理了预拌流态固化土在无侧限抗压强度、流动性、凝结时间、耐久性及体积收缩性 5个核心性能方面的研究进展，明确了其在原材料配比优化设计与工程实践中的关键技术瓶颈。

1、固化剂类型

依据成分属性，现有固化剂可划分为无机化合]物类、有机化合物类、离子类及生物酶类四大体系。其中，无机化合物类固化剂（如水泥、石灰等）目前在预拌流态固化土（PFSS）制备中应用最为广泛。这类固化剂通过水化反应、离子交换及火山灰反应等化学作用，生成水化硅酸钙（C-S-H）和钙矾石（AFt）等胶凝水化物，构成稳定的空间骨架结构，显著增强土体颗粒的致密性，进而改善土体的力学性能。水泥作为传统无机固化剂的典型代表，具有凝结时间易调控、早期强度发展迅速、原料来源广泛等优势。然而，其生产过程能耗高、碳排放量大，逐渐受到环保政策收紧与可持续发展理念的双重制约。鉴于此，国内外学者已将研究重心转向成本低廉、固化效果相当且环境友好的工业废渣材料（如粉煤灰、矿渣等），通过多组分复配构建复合固化剂体系，以实现水泥的部分甚至完全替代，在保证 PFSS工程性能的前提下，显著降低碳排放强度，提升固废资源利用效率。

为进一步优化 PFSS的综合性能，制备过程中常掺入高性能外加剂（如减水剂、碱性激发剂、增稠剂等），以精准调控其流动性、凝结时间及早期强度发展进程。当前，PFSS固化剂的研究仍集中于无机化合物类体系，对有机类、离子类及生物酶类固化剂的探索尚处空白。未来，随着研究的不断深入，发展多元固废协同与功能性外加剂复合调控技术将成为核心方向；PFSS固化剂体系有望突破单一无机复合体系的局限，逐步拓展至有机−无机、离子−无机等新型材料体系，推动低成本、高性能、绿色环保型固化剂的研发与工程化 应用。

2 无侧限抗压强度

PFSS的抗压强度是其工程适用性的核心技术指标，直接关系到材料的长期稳定性与工程服役安全性。现行规范多以 28 d无侧限抗压强度（qu,28）的下限值作为安全控制基准。然而，在实际工程应用中，需在满足强度下限的基础上，确定合理且经济的强度区间，以实现性能、成本与施工可行性的综合最优目标。为此，本文在综合梳理现有文献成果的基础上，提出了如图 1所示 PFSS的qu,28设计区间，为 PFSS配合比的多目标优化设计提供更具实用性的技术参考。 

3 流动性

流动性是评估 PFSS泵送性能的关键指标之一。目前，国内尚未形成针对 PFSS流动性的统一技术规范，相关测试方法多借鉴混凝土坍落度测试理念，并参考美国及日本的规范，明确可泵送施工对应的流动值控制范围为（180±20）mm。表 1汇总了当前 PFSS的主要流动度测量方法。其中，朱鹏等对比了混凝土坍落度法与日本 JHS A313规范中的流动度试验法，发现坍落度法测得的数据曲线存在突变现象，而流动度试验法所得数据曲线更为连续平缓，具有更优的测试稳定性；LEE提出，采用高径比为 1∶1的圆柱模筒进行流动性检测，测试结果更具合理性。现有研究证实，PFSS的流动性主要受水固比、胶凝材料类型、外加剂等多因素调控。

4 凝结时间

凝结时间是调控 PFSS施工操作性与施工效率的重要指标之一。研究表明，激发剂对 PFSS凝结过程具有显著调控作用：KHADKA等采用碱液活化粉煤灰，可使 PFSS的凝结时间较基准混合料缩短 50%以上，且能维持良好的流动性；贾梦晓研究发现，当水玻璃掺量达到 0.5%时，PFSS的初凝与终凝时间分别缩短为 20 min和 25 min，有效加速了胶凝体系的水化进程。同时，胶凝体系组成对凝结行为亦存在重要影响：王宇杰和杜红秀证实，不同胶凝体系对 PFSS凝结时间的影响存在显著差异，其中水泥-矿粉复合体系的凝结时间最短，水泥-粉煤灰复合体系最长。固体组分的特性同样会影响凝结过程：易富等测试发现，稻壳灰-地聚物固化土的凝结时间随稻壳灰掺量增加而缩短，但随稻壳灰粒径增大而延长；KUO等、ZHAO等的研究表明，通过合理选用废弃骨料并控制细骨料的替代比例，可在保证 PFSS流动性的前提下，有效优化其凝结性能。此外，生物激发技术的引入可进一步提升材料的早期性能：姬语洋等在固化剂中复合掺入大豆脲酶溶液与尿素溶液，使固化土养护 14 d强度达到 28 d强度的 90%，展现出优异的早强特性与工程适用性。

5 耐久性

耐久性是评价 PFSS长期服役性能与工程应用可靠性的关键指标之一。当前研究主要聚焦于 PFSS在强度稳定、外部侵蚀、干湿循环及冻融循环等工况下的性能劣化规律：KE等通过掺入适量电石渣和粉煤灰，有效提升了 PFSS的耐久性，抑制了强度倒缩与开裂劣化；WU等在水流冲刷模拟试验中发现，PFSS的抗冲刷性能与流动值存在显著相关性—流动值越大，临界起动流速越低，动态水流环境中的保留率也随之下降，且该性能受固化龄期与海床介质类型共同调控；朱坤垅指出，在相同干湿循环次数下，含水率升高会导致 PFSS的强度折减系数降低，而固化剂掺量对干湿循环后强度衰减的影响相对较小；王艺程通过调节 C/S，显著改善了材料的抗干湿循环与抗冻融能力；王帅研究证实，粉煤灰的掺入可有效提升 PFSS的抗冻性能，其作用机理主要表现为细化材料孔隙结构、强化胶结作用并延缓冻胀破坏进程，显著提升材料 在冻融循环环境下的耐久性。

6 体积收缩性

在 PFSS拌和制备过程中，若含水率偏高或配合比设计不当，易发生离析与泌水现象—即浆体中固体颗粒沉降分离、自由水分上浮析出，直接削弱材料的匀质性，严重影响回填体的密实度与长期耐久性。为抑制此类缺陷，国外学者通过优化材料组分与引入功能性添加剂等手段开展系统性调控研究：CHEN等研究表明，抗碱玻璃纤维与玻璃纤维粉末可显著降低砂浆的体积收缩，但复掺硅灰会对收缩控制产生不利影响；SHIGEMATSU等指出，增稠剂在满足强度与流动性调控要求的前提下，可有效抑制泌水与离析，且不干扰胶凝体系的水化进程；RAHOUI等 发现，减缩剂与碱性组分协同作用会延缓水化反应进程、改变孔隙结构特征，进而影响材料的收缩行为；YANG等证实，采用城市垃圾焚烧底灰制备的固化土虽收缩值较高，但体积变形未导致力学性能劣化。因此，通过纤维增强、化学减缩及固废掺用等多路径协同调控，可系统改善 PFSS的匀质稳定性与体积稳定性。

综上所述：流态固化土PFSS的核心性能指标主要包括无侧限抗压强度、流动性、凝结时间、耐久性与体积收缩性。这些指标存在显著的耦合关联，共同决定了流态固化土PFSS的工程适用性与长期服役性能。

文章节选自｜《地基处理》预拌流态固化土研究进展与应用展望

作者｜朱剑锋 ，金嘉宇 ，徐日庆 ，胡晓明 ，周初举 ，陶燕丽

编辑与整理｜王梦宇

校对｜王雪蕊

审核｜廖述聪

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