CN104211315A - 无机胶凝土体改性剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无机胶凝土体改性剂及其使用方法，主要采用纳米二氧化硅、铝粉、铁粉及三聚磷酸钠等成分制成。本发明的土体改性剂是水硬性胶凝材料，可代替传统水泥、砂浆及混凝土，能将普通黏土胶结成密实高强度板块，稳定性高且成本低，可施用对象广泛。

Description

无机胶凝土体改性剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种土体改性剂，具体的涉及一种用于软基处理的土体改性剂及其应用方法。 

技术背景

国外对于改性土的研究和应用，从 20 世纪初就开始了。一些经济发达国家在兴建道路、港口、机场等工程时，采用石灰、水泥等对土体进行改性，都取得了良好的效果，但在长期的土体改性工程中，人们逐步认识到，采用传统的水泥、石灰、粉煤灰等材料存在明显的不足，满足不了工程建设发展的需要，主要表现在：改性土强度形成缓慢，早期强度低，影响施工进度；改性土干缩大、易开裂、水稳性差；水泥改性土受土体类别限制较大，对塑性指数高的粘土、有机土和盐渍土改性效果差，甚至没有改性作用。 

由于我国土体性质复杂多变，引进的土体改性技术很难适应各种土体类型的要求。目前，开发性能优异的土体改性材料是国内外工程界积极探索的方向。研究、开发适合我国土体性质的新型改性剂改性土技术必能带来重大的经济效益和社会效益，推动我国改性土技术的发展，扩大我国改性土技术的应用范围和使用规模。 

发明内容

本发明目的在于提供一种用于软基处理的土体改性剂及其应用 

方法。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案： 

一种无机胶凝土体改性剂，其特征在于，含有以下组分：纳米二氧化硅、铝粉、铁粉及三聚磷酸钠混合配制而成，所述的纳米二氧化硅、铝粉、铁粉及三聚磷酸钠的质量比为(4~6):(2~3):(1~2):(1~2)。

所述的无机胶凝土体改性剂的使用方法，其特征在于： 将无机胶凝土体改性剂和需要改性的土体混合， 然后再加入适量的水混合均匀，再将土体压实成型后微波辐射3-5分钟即得到土体改性建筑材料，所述的无机胶凝土体改性剂、土体、水的质量比=（1-2）：(95-99):(16-18)。 

本发明中的土体改性剂混合入土体后，添加一定量的水分，纳米二氧化硅与铝粉、铁粉中的活性组分及土体成分互相反应，使粘土颗粒表面形成凝结硬化壳，三聚磷酸钠进入土体颗粒内部，与土体中的矿物组分发生物理化学作用，形成胶凝物质，使粘土颗粒表面产生不可逆的凝结硬化。固化后的粘土具有水稳定性和强度稳定性。分散土体系的主要结构连结是靠矿物与胶结物界面上的化学力实现的，层状硅铝酸盐自身建立空间网状结构；铝粉、铁粉的主要水化产物以及其与粘土矿物反应的生成物，均属上述胶结物之一，能牢固地胶结分散的土壤颗粒，使之成为一个具有较高强度的整体。另外，反应生成极性水分子及OH^-，进入土体颗粒内部空穴，使土体分散，比表面积增加，同时，电解质浓度增加，胶粒双电层减薄，颗粒亦趋于凝聚。 

本发明的有益效果： 

（1）本发明本身对环境不造成污染，并具有容易在土体中分散的性能，施工工艺简便；

（2）改性剂可代替传统水泥，提高水稳定性能，并将土体转化成坚实版块，可广泛用于道路工程领域；

（3）本改性剂的施用对象广泛，粉砂、黏土、淤泥、矿渣及建筑废弃物均有效，有利于环境保护。

为了更好的理解本发明，通过以下实例进行说明： 

实施例：

纳米二氧化硅、铝粉、铁粉及三聚磷酸钠以一定质量比混合，得到土体改性剂。土体改性剂与土体混合，调整添加水量达到最佳含水率17%，制备成直径为60mm的土壤试件，压实度为96%，采用液压式万能试验机测定无侧限抗压强度，土体试件组成配比如表1所示，抗冻性测试结果如表2所示。

表1 土体试件组成配比 

表2 土体试件抗冻性测试结果

注：强度损失率为冻融循环12次减少强度与冻融前强度比值

从测试结果可看出，土体改性剂改性后的土体抗冻性能优于普通

水泥改性土体。

Claims (2)

1.一种无机胶凝土体改性剂，其特征在于，含有以下组分：纳米二氧化硅、铝粉、铁粉及三聚磷酸钠混合配制而成，所述的纳米二氧化硅、铝粉、铁粉及三聚磷酸钠的质量比为(4~6):(2~3):(1~2):(1~2)。

2.根据权利要求1所述的无机胶凝土体改性剂的使用方法，其特征在于： 将无机胶凝土体改性剂和需要改性的土体混合， 然后再加入适量的水混合均匀，再将土体压实成型后微波辐射3-5分钟即得到土体改性建筑材料，所述的无机胶凝土体改性剂、土体、水的质量比=（1-2）：(95-99):(16-18)。