从土壤固化过程来看,土壤中水分的存在对土壤固化具有很大的负面影响。

土壤中的粘粒由于其颗粒极为细小,表面能很大,在粘粒与水溶液界面上易发生吸附、离解或离子交换作用而带电,具有吸引极性水分子和水化离子的能力,即具有胶体性质和强的亲水性。

粘土矿物颗粒与水相互作用时,根据 作用力的大小可分为强结合水、弱结合水、毛细管水和自由水,土中结合水量是控制形成粘性土的稠度、 塑性、膨胀、收缩等水理性质及强度、变形等力学性质的重要因素之一。

由于水的存在,通过一系列的溶解、电离作用使土粒周围的阳离子形成双电层结构,使得土壤变成溶胶体。这样的胶体具有一定的稳定性,但相互间的作用力较弱,所以土壤的强度比较差。所以为了 固化土壤,必须将土壤中的水除去,阻止这一系列的溶解、电离作用发生。处理水的方式有两种:第一种是将游离水转化为结晶水。生成的结晶水合物具有 胶凝的性质,可以堵塞土块中的各种毛细管道.避免渗入水分再一次破坏固化土的结构。第二种处理水的方式是破坏土粒表面的亲水性质,削弱土粒与水之间的作用力,利用施压和引流等措施除去土壤中的水分。

研究表明,土体的力学性质取决于土粒之间的结构连结力。结构连结是在一系列物理、物理化学和化学作用下形成的,这些作用促使在颗粒接触带上产生不同性质和能量的相互作用,在土体中作用在颗粒之间的粘结力本质上是一种表面力。从这一角度出发,土的固化和稳定的基本原理就是强化颗粒间结构连结,改善颗粒接触。

现有的固化剂在土粒的胶结上一般也是两种方式。第一种是利用自身形成粘结土粒的结构,不管是凝胶或者是高聚物链,将土粒包裹镶嵌在已经形 成的结构中。这种方式,土粒和粘结物之间的作用是物理固定和静电作用。第二种胶结土粒的方式就是激发土粒本身的活性,利用土粒与土粒之间的反应使得土壤成为整体,这也是土壤固化剂最终的目标。就目前所知,在一定条件下,土壤颗粒自己会聚合。在形成离子晶体时,遵循Pauling法则。