CN104293354A - 一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法，以重量份表示，先将3份油酸酰胺，6份三异丙醇胺溶于乙醇，然后再和5份石炭酸加水在反应釜中合成抗疏力土壤稳定剂，以及抗疏力土壤稳定剂在铺设道路、水利防渗、磷石膏环保处理、边坡治理、石雕艺术品修复。本发明所述抗疏力土壤稳定剂能改变土颗粒结构、降低土微粒界面活性；使土颗粒内部原始内聚力重新组合，产生不可逆转的凝聚；阻塞土体空隙，使土颗粒失去毛细吸水之特性；直接与自然土壤混合，抗疏力土壤稳定剂与自然土壤的用量，按重量比小于等于0.1%，降低了耗费，节省50%以上能源；混入土壤后，不会对自然环境造成污染。

Description

一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及土壤稳定技术领域，具体是指一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法与应用。

背景技术

近年来水土流失、边坡坡面失稳、泥石流、沙漠化、沙尘暴、扬尘、霾等生态环境问题已经严重影响了人们的生活。土壤稳定剂作为一类新型土壤稳定材料，可以改变土壤的物理结构，提高土壤力学强度、水稳定性、抗冲刷性、抗风蚀性等，同时不影响植被生长，优化生态环境，因此成为国内外学者研究的热点。

现有的土壤治理技术均为土壤固化剂而不是土壤稳定剂，均为使用粘合剂或氧化剂改善和提高土壤技术性能的材料。土壤固化剂的主要材料为石灰、水泥和粉煤灰，依靠这类黏结材料所固化的土体属刚性（这里的固化其实就是黏结，只不过换了词而已，没有本质的变化），有凝结时限、需要养生、有老化期，与“三合土”、“二灰土”、“水稳层”、水泥混凝土属同一类别。所不同是，土壤固化剂所固化的对象是土，而二灰土、水稳层、水泥混凝土，虽然被称为什么什么土，其实在这些结构层中是不允许有土soil的。说白了土壤固化剂的技术核心就是采用黏合的办法把土颗粒黏合起来，而土壤结构没有发生任何变化。因粘合剂的作用是黏结土壤，所以被叫作土壤固化剂，实质就是土壤黏结剂。土壤固化剂限制极多，在铺设低等级道路方面作用都极为有限，但对于其他土体的固定方面则有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够改变土颗粒结构、排列组合、减少土体内水和气体比例、降低土微粒界面活性，且用量极小（用量为重量比的0.1%），成本较低，能广泛应用于涉土领域和某些非涉土领域的抗疏力土壤稳定剂及其制备方法。

本发明的另外的发明目的是提供该抗疏力土壤稳定剂用于道路铺设，水利防渗，对磷石膏的环保处理，边坡治理、山体滑坡治理、泥石流治理、土壤沙化治理、霾治理以及石雕艺术品修复的应用。

本发明通过下述技术方案实现：一种抗疏力土壤稳定剂，以重量份表示，所述抗疏力土壤稳定剂由油酸酰胺3份，三异丙醇胺6份，石炭酸 5份组成。

优选的，以重量份表示，油酸酰胺3份，三异丙醇胺6份，石炭酸5份。

进一步地，所述抗疏力土壤稳定剂的PH值为6~8。

    上述抗疏力土壤稳定剂的制备方法，具体步骤如下，以重量份表示，

（1）取20份质量分数为95%的乙醇溶液放入容器中；

（2）接着向该容器中缓缓倒入3份油酸酰胺和6份三异丙醇胺，并缓慢搅拌；

（3）混合均匀后，将混合溶液加入反应釜中，再将10份纯净水和5份石碳酸加入反应釜内，使之发生反应；

（4）待所有物质完全溶解，经检查无沉淀和悬浮物后，装瓶入库。

抗疏力土壤稳定剂具有稳固土体、提高土体承载力、防止土中渗流、加速土体石化过程之特性；可解决诸多土力学难题，其广泛的实用性，为当今世界同类产品不可替代，是当代应用土力学史上的革命，具有良好的经济效益和社会效益。将其加入碎石、砂、粘土的混合料中，可以使混合料具有极强的抗水性能和较高的密实度，从而形成较强的力学强度。

任何粘性土壤都具有再石化的特性，只是这一过程的完成需要很长的时间和很大的压力。通过加入抗疏力土壤稳定剂，能够加速土壤石化的自然进程。抗疏力土壤稳定剂不是通过粘合剂或氧化剂起作用的，而是通过降低土壤界面活性，使土壤微粒产生不可逆转的凝聚，很大程度上破坏粘附土壤的水膜，使土壤内部产生结合力，导致土壤的含水量，特别是土壤的毛细渗透大大减少和放慢，从而降低土微粒的界面活性。

本发明提供的抗疏力土壤稳定剂用于道路铺设的应用。抗疏力土壤稳定剂应用于道路，可利用现场土壤避免借料换填，节省材料费和运输费用；其承载力的提高，可降低路面结构层厚度，减少前期投资；施工程序简单、无需断道、无养护期，可缩短施工期、节省施工费用；其良好的抗变性，无老化期，使后期维护费用大幅度降低。

本发明提供的抗疏力土壤稳定剂用于水利防渗的应用。利用现场土壤和抗疏力土壤稳定剂混合，通过物理手段构成防渗体，阻止水的渗透，可将现场土壤的K-值降到1×10^﹣9到1×10^﹣10，并使其不可逆转。

本发明提供的抗疏力土壤稳定剂用于磷石膏环保处理的应用。将磷石膏封闭于加入抗疏力土壤稳定剂的土体中，使之无法外泻，在压力的作用下达到石化，回归大自然。

本发明提供的抗疏力土壤稳定剂用于边坡治理的应用。将抗疏力土壤稳定剂加入自然土体中，然后构筑挡土墙、护坡从而达到边坡治理的效果。

本发明提供的抗疏力土壤稳定剂用于石雕艺术品修复的应用。抗疏力土壤稳定剂性能独到，特别是在填缝残缺、断裂修成方面，与石材的断面吻合强度很好；在日晒雨淋、热胀冷缩的物理性变化中，不易被“母体”排斥，还可以根据被修物的颜色进行统一调配。

本发明提供的抗疏力土壤稳定剂还可用于泥石流治理的应用。用抗疏力土壤稳定剂修筑截水、引水、蓄水工程控制地表洪水径流，削减水动力条件，使水土分离，形成“疏、盖、挡”，即疏水、阻水和挡土，泥石流治理新模式。以此来稳定山体、防止滑坡，遏制泥石流的发生，通过储存雨水，坡改梯等措施，改变山体面貌，使其成为可用地。

本发明提供的抗疏力土壤稳定剂还可用于土壤沙化治理的应用。将抗疏力土壤稳定剂加入沙化土中，通过轻压使土中水分无法外泄从而给植物提供足以生长的水分，使沙化土壤长出植物，达到土壤沙化治理的目的。

本发明提供的抗疏力土壤稳定剂还可用于霾治理的应用。霾中含有大量的土微粒，因为土微粒的重量小于大气浮力，所以漂浮在空中。抗疏力土壤稳定剂具有使土微粒迅速凝聚的特效，将抗疏力土壤稳定剂采用物理的方式喷洒到空中，使霾中的土微粒迅速凝聚成大于大气浮力的颗粒，这些颗粒就会迅速掉下来，从而达到治霾的目的。实验表明：抗疏力土壤稳定剂和土微粒的凝聚时间约15秒至30秒。

本发明与现有技术相比，具有的优点及有益效果为：

（1）本发明所述的抗疏力土壤稳定剂能改变土颗粒结构、降低土微粒界面活性；使土颗粒内部原始内聚力重新组合，产生不可逆转的凝聚；阻塞土体空隙，使土颗粒失去毛细吸水之特性，达到抗渗透、提高承载力、减少变形，达到长期稳定土体的目的；

（2）本发明可直接与自然土壤混合，抗疏力土壤稳定剂与自然土壤的用量，按重量比小于等于0.1%，大大降低了耗费，节省了50%以上的能源；

（3）本发明混入土壤后，不会对自然环境造成污染，可以用于生活饮用水的输配水系统，不会阻断生物链，影响到生态平衡；

（4）本发明可应用与多个领域，使用范围更为宽广，使用条件限制减少，可在雨天作业，不会受雨水侵蚀。

附图说明

图1为抗疏力土壤稳定剂用于铺设道路的结构示意图；

图2为抗疏力土壤稳定剂用于水利防渗的结构示意图；

图3为抗疏力土壤稳定剂用于磷石膏环保处理的结构示意图；

图4为抗疏力土壤稳定剂用于边坡治理的结构示意图；

图5为抗疏力土壤稳定剂用于石雕艺术品修复的结构示意图。

其中：1—自然土体，2—面层，3—抗疏力基层，4—抗疏力补强层道路基，5—排水沟，6—水，7—抗疏力防渗护坡，8—抗疏力防渗底层，9—抗疏力防渗层，10—磷石膏，11—抗疏力护坡，12—抗疏力挡土墙，13—引流管，14—防陷层，15—抗疏力吻合缝，16—石雕艺术品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术路线的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

实施例1：

获得抗疏力土壤稳定剂具体方法，如以下步骤，以重量份表示，

（1）取20份质量分数为95%的乙醇溶液放入容器中；

（2）接着向该容器中缓缓倒入3份油酸酰胺和6份三异丙醇胺，并缓慢搅拌；

（3）混合均匀后，将混合溶液加入反应釜中，再将10份纯净水和5份石碳酸加入反应釜内，使之发生反应；

（4）待所有物质完全溶解，经检查无沉淀和悬浮物后，装瓶入库。

其中抗疏力土壤稳定剂的PH值为6~8。

实施例2： 

抗疏力土壤稳定剂在道路方面的应用，如图1所示，将抗疏力土壤稳定剂按1：100加入水，稀释成抗疏力土壤稳定剂(工作液)，然后将抗疏力土壤稳定剂(工作液)喷洒在已翻耕的路基上，通过拌和、整形、调平、压实四道工序后立即开放交通。经过抗疏力土壤稳定剂补强的路基，无需养生，碾压完成后即使马上遭暴雨袭击也可通车，且行车不打滑、无车辙。抗疏力补强层经过行车碾压后，当测试数据满足设计数据要求后，在抗疏力补强层上面摊铺抗疏力基层。其流程为：第一步、将抗疏力基层所用的规格材料集中到场地，采用装载机、专用拌和设备或其它设备拌和。首先依次按计量将土、砂、石、拌和；其次在拌和集料上喷洒抗疏力土壤稳定剂（工作液）再拌和。第二步、将拌和后的集料（即抗疏力工程土）运至现场，然后，摊铺、压实、开放交通。抗疏力基层，无需养生，碾压完成后即使马上遭暴雨袭击也可通车，且行车不打滑、无车辙。抗疏力基层经过行车碾压后，当测试数据满足设计数据要求后，在抗疏力基层上铺设面层。面层铺设工艺按国家行业标准执行。

用抗疏力土壤稳定剂修筑道路，可利用现场土壤避免借料换填，节省材料费和运输费用；其承载力的提高，可降低路面结构层厚度，减少前期投资；施工程序简单、无需断道、无养护期，可缩短施工期、节省施工费用；其良好的抗变性，无老化期，使后期维护费用大幅度降低。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，可根据所处理土壤中黏土的含量调整抗疏力土壤稳定剂的配比，以便应用于水利防渗。如图2所示，将抗疏力土壤稳定剂（工作液）混入自然土壤，通过拌和获得抗疏力工程土，在自然土体1之上用抗疏力工程土构筑抗疏力防渗护坡7和抗疏力防渗底层8，（其厚度≥80mm≦150mm）抗疏力防渗护坡7与抗疏力防渗底层8内蓄水6，再根据不同防渗需求，在抗疏力防渗护坡7和抗疏力防渗底层8上部构筑相应结构，使之具备相应功能。

利用现场土壤和抗疏力土壤稳定剂混合，通过物理手段构成防渗体，阻止水的渗透，可将现场土壤的K-值降到1×10^﹣9到1×10^﹣10，并使其不可逆转。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，根据现场土壤中黏土的含量调整抗疏力土壤稳定剂的配比，以便应用于磷石膏环保处理。如图3所示， 将抗疏力土壤稳定剂混入自然土壤，将磷石膏10封闭于加入抗疏力土壤稳定剂土壤构成的抗疏力防渗层9中，抗疏力防渗层9位于自然土体1上方，再根据不同表面需求，构筑面层2。

将磷石膏封闭于加入抗疏力土壤稳定剂的土中，使之无法外泻，在压力的作用下达到石化，回归大自然。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，根据现场土壤中黏土的含量，调整抗疏力土壤稳定剂的配比，以便应用于边坡治理。如图4所示，在施工过程中，首先构筑柔性防陷层，经过多次试验和实际施工情况，所述柔性防陷层最佳厚度为200～300mm，可在成本以及防陷方面为最佳方案。直接使用现场的土方为基础材料，加入抗疏力土壤稳定剂混合搅拌，使用抗疏力土壤稳定剂的土壤在柔性防陷层14上方构筑抗疏力挡土墙13；对抗疏力挡土墙13上方的斜坡喷洒抗疏力土壤稳定剂，进行拍打与夯实，形成抗疏力护坡11，抗疏力护坡11的厚度根据喷洒的抗疏力土壤稳定剂来控制，一般形成的抗疏力护坡11厚度为50～100mm；所形成的抗疏力护坡11中，自然土体1内存在不确定暗流，故在抗疏力挡土墙13内设置引流管14，将不确定暗流引出滑坡土体。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上，调整抗疏力土壤稳定剂的配比和抗疏力工程土配合比，以便应用于石雕艺术品16修复。如图5所示，将抗疏力土壤稳定剂加入粘土混合，再将加有抗疏力土壤稳定剂的粘土，填入石雕艺术品16的裂缝中形成抗疏力吻合缝15，即可对有裂缝的，或者断裂的石雕艺术品16进行修复。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抗疏力土壤稳定剂，其特征在于：以重量份表示，所述抗疏力土壤稳定剂由油酸酰胺2—7份，三异丙醇胺3—8份，石炭酸 4—9份组成。

2.根据权利要求1所述的一种抗疏力土壤稳定剂，其特征在于：以重量份表示，油酸酰胺3份，三异丙醇胺6份，石炭酸5份。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗疏力土壤稳定剂，其特征在于：所述抗疏力土壤稳定剂的PH值为6~8。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的抗疏力土壤稳定剂的制备方法，具体步骤如下，以重量份表示，

（1）取20份质量分数为95%的乙醇溶液放入容器中；

（2）接着向该容器中缓缓倒入油酸酰胺和三异丙醇胺，并缓慢搅拌；

（3）混合均匀后，将混合溶液加入反应釜中，再将10份纯净水和石碳酸加入反应釜内，使之发生反应；

（4）待所有物质完全溶解，经检查无沉淀和悬浮物后，装瓶入库。

5.一种权利要求1~3任意一项所述的抗疏力土壤稳定剂用于道路铺设的应用。

6.一种权利要求1~3任意一项所述的抗疏力土壤稳定剂用于水利防渗的应用。

7.一种权利要求1~3任意一项所述的抗疏力土壤稳定剂用于磷石膏环保处理的应用。

8.一种权利要求1~3任意一项所述的抗疏力土壤稳定剂用于边坡治理的应用。

9.一种权利要求1~3任意一项所述的抗疏力土壤稳定剂用于石雕艺术品修复的应用。