CN105778923A

CN105778923A - 一种土壤固化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN105778923A
Application number: CN201610230505.6A
Authority: CN
Inventors: 轩景权; 轩诣雄; 陆鹏; 王亚元; 刘欢; 高万涛
Original assignee: JILIN ZHONGLU NEW MATERIALS CO Ltd
Current assignee: JILIN ZHONGLU NEW MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2016-07-20

Abstract

一种土壤固化剂，其特征在于包括组分：粉煤灰30%‑50%，矿渣5%‑10%，激活剂5‑10%，三乙醇胺0.5%‑1%，聚羧酸化合物0.5%‑1%，脂肪族磺酸盐0.5%‑1%，硫酸钠2%‑4%，水泥熟料28‑50%，氟硅酸钠0.5%‑2%。本发明土壤固化剂利用了大量的工业废弃物，既节约了原材料成本，又减少传统胶结材料的使用量，解决了工业废弃物的排放和环境污染问题，对生态环境起到积极的保护作用。在多雨潮湿地区过湿土路基施工中，本土壤固化剂对雨季和过湿土的固结易于添加，在一定的情况下减少了翻晒处理过程，是一种理想的土壤固化剂。该土壤固化剂施工工艺简单，易于操作，对于需加固的土壤，根据土壤性质，将一定量的土壤固化剂加入土中混拌均匀，在土壤最佳含水量下压实处理，即达到施工要求的密实度、强度等性能指标。

Description

一种土壤固化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及筑路工程领域中一种新型土壤固化剂，具体涉及一种活性粉状土壤固化剂及其制备方法。

背景技术

传统的道路基础常用的土壤胶结材料多为石灰、水泥等，这类传统的固化剂的缺点是固化土壤的早期强度不高，胶结材料加入量较大，固化土容易干缩，影响水稳定性，很难得到高质量的路基。而且这类筑路材料开采破坏植被，污染环境。尤其是石灰、水泥生产中要消耗大量的煤炭资源并释放大量的二氧化碳温室气体，加重温室效应。

近几年虽然也出现了无机类、离子类、有机类、生物酶类固化剂，这些产品对土壤选择性强，且多为液体产品，该类液体固化剂在多雨潮湿地区过湿土路基施工中很难添加到土壤中，或者对这类土壤必须经过翻晒处理后才能使用液体固化剂铺筑道路。这给施工增加了麻烦和筑路成本，因此，限制了产品的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种对土壤的成分要求低、抗压强度高且环保的土壤固化剂及其制备方法，该土壤固化剂是利用电厂的废弃物、矿渣等材料通过相应的制做工艺得到的一种固体粉状固化剂，它是一种由多种无机、有机材料合成的用以固化土壤的新型节能环保产品。该土壤固化剂生产原料易得，生产工艺简单，成本低。

为实现上述目的，本发明提供一种土壤固化剂，其特征在于：各组分的重量百分比为：粉煤灰30％-50％，矿渣5％-10％，激活剂5-10％，三乙醇胺0.5％-1％，聚羧酸化合物0.5％-1％，脂肪族磺酸盐0.5％-1％，硫酸钠2％-4％，水泥熟料28-50％，氟硅酸钠0.5％-2％。

所述的土壤固化剂，其特征在于：各组分的重量百分比为：粉煤灰50％，矿渣9％，激活剂7％，硫酸钠3.5％，三乙醇胺1％，聚羧酸化合物0.5％，脂肪族磺酸盐0.5％，水泥熟料28％，氟硅酸钠0.5％。

所述的土壤固化剂，其特征在于：各组分的重量百分比为：粉煤灰40％，矿渣6％，激活剂7.5％，三乙醇胺0.5％，水泥熟料40％，聚羧酸化合物1％，硫酸钠3％，脂肪族磺酸盐1％，氟硅酸钠1％。

所述的土壤固化剂，其特征在于，各组分的重量百分比为：粉煤灰32％，矿渣5％，激活剂5％，三乙醇胺1％，水泥熟料50％，聚羧酸化合物2％，Na₂SO₄2％，脂肪族磺酸盐1％，氟硅酸钠2％。

所述土壤固化剂的制备方法是：将各组分材料送入球磨机中进行研磨，研磨过80um的方孔筛后按比例混拌，形成一种灰白色的粉状活性材料。

本发明土壤固化剂是以电厂的废弃物、高炉矿渣为材料，配有激活剂，以及脂肪族磺酸盐、聚羧酸化合物等表面活性剂组分形成的固化剂，是一种环保型沙土土壤固化剂，利用了大量的工业废弃物，既节约了原材料成本，又减少传统胶结材料的使用量，解决了工业废弃物的排放和环境污染问题，对生态环境起到积极的保护作用。在多雨潮湿地区过湿土路基施工中，本土壤固化剂对雨季和过湿土的固结易于添加，在一定的情况下减少了翻晒处理过程，是一种理想的土壤固化剂。该土壤固化剂施工工艺简单，易于操作，对于需加固的土壤，根据土壤性质，将一定量的土壤固化剂加入土中混拌均匀，在土壤最佳含水量下压实处理，即达到施工要求的密实度、强度等性能指标。固化剂产品中的化学激活剂可有效的破坏矿渣中的玻璃体，使之发生火山灰反应，因此本发明固结土效果好，用其建成的道路具有抗压、耐久和高适应性。

具体实施方式

本发明提供了一种土壤固化剂及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施1

所述的土壤固化剂，其中，各组分的重量百分比为：粉煤灰50％，矿渣9％，激活剂7％，硫酸钠3.5％，三乙醇胺1％，聚羧酸化合物0.5％，脂肪族磺酸盐0.5％，水泥熟料28％，氟硅酸钠0.5％。

实施2

所述的土壤固化剂，其中，各组分的重量百分比为：粉煤灰40％，矿渣6％，激活剂7.5％，三乙醇胺0.5％，水泥熟料40％，聚羧酸化合物1％，硫酸钠3％，脂肪族磺酸盐1％，氟硅酸钠1％。

实施3

所述的土壤固化剂，其中，各组分的重量百分比为：粉煤灰32％，矿渣5％，激活剂5％，三乙醇胺1％，水泥熟料50％，聚羧酸化合物2％，硫酸钠2％，脂肪族磺酸盐1％，氟硅酸钠2％。

所述聚羧酸化合物是以马来酸-烯烃为主要成分的高分子化合物，或者萘系高分子化合物。

所述脂肪族磺酸盐、氟硅酸钠均为现有的公开产品，均可到山东青岛世纪星源科技有限公司和相关化工厂购买。

本发明的土壤固化剂的固化原理：土壤固化剂与土壤混合后通过一系列物理化学反应对土壤的固结产生了填充效应和胶凝效应，改变了土壤的工程性质，在反应中，激活剂可有效地激发粉煤灰、矿渣和粘土矿物的潜在活性，从而加速了火山灰反应，改善和提高了土壤的技术性能。另外，土壤固化剂通过表面活性剂改变土粒表面亲水性质，缩小土壤颗粒的间隙，土壤颗粒趋于凝聚，使土壤粒子间发生“胶结”作用。在压实功的作用下，使固化土易于压实和稳定，从而形成整体结构并达到常规所不能达到的压实密度，大大提高了路基的固结强度，从而延长了道路使用寿命，节省了工程维修成本，经济、环境效益俱佳。

针对不同土壤，本发明调整各组分比例，并采用不同加量，进行了多次无侧限抗压强度测试。

方法：试件为Φ10Х10CM。试件在最佳含水量和最大干密度的条件下成型，脱模后装入塑料袋中密封，置于标准养护室内养生6天或27天，浸水1天后，用强度试验仪测定抗压强度，取平均值作为测试结果。

实验结果见表1。

表1无侧限抗压强度测试结果

试验结果表明：

1、固化剂的固化效果与土壤和土壤的颗粒级配有关，相同参量的固化剂，原土的颗粒组成不同，强度差别较大。

2、经过土壤固化剂处理过的含沙量80％以上的沙性土壤，其抗压强度都得到了较大的提高。在相同加量的情况下7d、28d抗压强度都提高2倍以上。

本发明的土壤固化剂是一种无毒、无害、无污染的环保型固结材料。本固化剂不会影响植物生长，不会污染地下水。该土壤固化剂，施工工艺简单，易于操作，施工时也不需要特别的施工设备，工程造价低。固化剂利用了大量的工业废料，原材料成本低，它比传统的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能，经济环境、效益显著。

Claims

1.一种土壤固化剂，其特征在于：各组分的重量百分比为：粉煤灰30%-50%，矿渣5%-10%，激活剂5-10% ，三乙醇胺0.5%-1%，聚羧酸化合物0.5%-1%，脂肪族磺酸盐0.5%-1%，硫酸钠2%-4%，水泥熟料28-50%，氟硅酸钠0.5%-2%。

2.根据权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于：各组分的重量百分比为：粉煤灰50%，矿渣9%，激活剂7%，硫酸钠3.5%，三乙醇胺1%，聚羧酸化合物0.5%，脂肪族磺酸盐0.5%，水泥熟料28%，氟硅酸钠0.5%。

3.根据权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于：各组分的重量百分比为：粉煤灰40%，矿渣6%，激活剂7.5%，三乙醇胺0.5%，水泥熟料40%，聚羧酸化合物1%，硫酸钠3%，脂肪族磺酸盐1%，氟硅酸钠1%。

4.根据权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于，各组分的重量百分比为：粉煤灰32%，矿渣5%，激活剂5%，三乙醇胺1%，水泥熟料50%，聚羧酸化合物2%，Na₂SO₄2%，脂肪族磺酸盐1%，氟硅酸钠2%。

5.根据权利要求1所述的一种土壤固化剂的制备方法，其特征在于：将各组分材料送入球磨机中进行研磨，研磨过80ｕm的方孔筛，然后按比例混拌，形成一种灰色的粉状活性材料。