CN107353905A - 一种固化土的改性制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固化土的改性制备方法，属于道路工程技术领域。本发明通过抗疏力材料包裹土颗粒，降低土颗粒表面能以提高斥水、抗水性；使细小黏粒等黏附物发生凝聚，来连结土颗粒以强化骨架颗粒连结强度；抗疏力材料膨胀挤密作用较弱，改性黄土通透性较好。抗疏力固化剂在改善黄土力学、水理性质的基础上，通过显著提高斥水性来主动阻水，一定程度上解决了传统固化剂在提高阻水性的同时通透性降低的矛盾。

Description

一种固化土的改性制备方法
技术领域
本发明涉及一种固化土的改性制备方法，属于道路工程技术领域。
背景技术
黄土在我国分布广泛，具有大孔隙结构，颗粒分布较均匀，常具有较强湿陷性，化学加固法是黄土加固的重要方法。传统化学固化材料(如：石灰、水泥、粉煤灰、水玻璃等)在较好的改良土体的力学性质、水理性质同时，往往填充挤密作用较强，通过阻断连通孔隙来提高阻水性的同时，土体内部通透性也相应降低。由于掺量、施工工艺等原因，传统固化剂生成物被动的封堵作用难以全部封闭土 体内部连通孔隙，土体内部仍然存在毛细吸水现象，而封堵作用在降低通透性的同时，易导致内部湿气难以迅速排出，不利于维持黄土内部干燥状态。在提高黄土强度、水理性质的基础上，往往难以实现阻水性与保留通透性之间相统一。我国西北广泛分布以黄土为本体的土遗址，采用传统固化材料修复土遗址被动地以降低通透性来提高土体阻水性，并不能有效阻挡遗址土吸收潮湿水汽，且内部通透性降低导致雨季的潮湿水汽排出缓慢，可能引起遗址内部潮湿劣化；同时，通透性的降低潜在提高了改性土的热传导能力，导致改性土与内部未加固土热传导变形的协调性变差。对于一般不长浸水的黄土工程，在提高黄土强度、水理性质的基础上，实现阻水性与保留通透性之间相统一也可以通过更长时间维持黄土内部干燥状态，从而提高其使用性能。
因此，开发一种黄土抗水性、阻水性与保留通透性之间相统一的固化土的改性制备方法，显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统固化剂生成物被动的封堵作用难以全部封闭土体内部连通孔隙，土体内部仍然存在毛细吸水现象，而封堵作用在降低通透性的同时，易导致内部湿气难以迅速排出，不利于维持黄土内部干燥状态。在提高黄土强度、水理性质的基础上，难以实现阻水性与保留通透性之间相统一的问题，本发明提供了一种固化土的改性制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种固化土的改性制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）去糯米与黄豆浸泡打浆后加热过滤，得滤渣和滤液；
（2）取滤渣、黄土、石灰、水泥，装入拌料桶中，搅拌均匀得复合黄土；
（3）取电离子溶液固化剂C444，高聚物固化剂SD，加入滤液中，搅拌均匀得改性固化液；
（4）将改性固化液装入喷雾器中，均匀加入复合黄土中，搅拌均匀后再用喷雾器喷洒去离子水，得改性黄土，将改性黄土密封润湿20~24h后制样，室内养护25~30天即可。
所述糯米与黄豆的质量比为2：1。
所述滤渣、黄土、石灰、水泥的重量份为0.5~0.6份滤渣，90~100份黄土，1~2份石灰，1~2份水泥。
所述电离子溶液固化剂C444，高聚物固化剂SD，滤液的重量份为0.1~0.2份电离子溶液固化剂C444，1~2份高聚物固化剂SD，1~3份滤液。
所述喷雾器喷洒去离子水为用喷雾器装去离子水喷撒黄土至黄土含水量为10~15%。
所述制样为在5～20MPa下压制30～40s制样。
本发明的有益技术效果是：
本发明利用糯米与黄豆复合高聚物类土壤固化剂和电离子溶液固化剂，通过高聚物类土壤固化剂含钙物质中的阳离子和阴离子接触后发生化学作用与固化剂所扩散进入的固体中的碱以水合形式发生特性反应而逐步发生聚合和黏稠化反应高分子物质之间形成相互交联的网格状聚合物链包裹联结土壤颗粒并填充颗粒空隙直到整个土壤系凝固成为凝胶并固化。这种固化剂同固化材料形成的凝胶化合物将填充土壤和其他添加剂，如水泥、石灰或粉煤灰等间隙这样就将土壤颗粒和其他添加剂粘结起来极大的增加了固化土板块的抗压强度和弹性从而形成了一个具有一定弹性并且无法渗透的整体板块。因为水和空气都无法进入所以固化土板块的水稳定性、抗冻融循环性及耐老化等性能都非常好而且由于固化板块具有相当的弹性所以耐温缩性也很好。同时利用强离子来破坏土壤颗粒表面的双电层结构．减弱土壤表面与水的化学作用力，并且从根本上改变土壤颗粒的表面性质，使其趋于憎水性，在压力作用下使得土壤形成强度和良好的抗水性能。其中还包括一定的离子交换促使土壤具备一些活性，从而促进土壤的稳定和强度。实现了黄土抗水性、阻水性与保留通透性之间相统一。
具体实施方式
取1~2kg糯米，0.5~1.0kg黄豆浸泡在3~5L去离子水中1~2h后装入打浆机中打浆20~30min，再加热至90~100℃下反应1~2h，过滤得滤渣和滤液；取500~600g滤渣，90~100kg黄土，1~2kg石灰，1~2kg水泥，装入拌料桶中，以80~120r/min搅拌20~30min，得复合黄土；取100~200g电离子溶液固化剂C444，1.0~2.0kg高聚物固化剂SD，加入1~2L滤液中，以300~400r/min搅拌20~30min，得改性固化液；将改性固化液装入喷雾器中，均匀加入复合黄土中，以120~150r/min搅拌8~10min，再用喷雾器装去离子水喷撒黄土至黄土含水量为10~15%，得改性黄土，将改性黄土密封润湿20~24h后，再在5～20MPa下压制30～40s制样，室内养护25~30天即可。
实例1
取1kg糯米，0.5kg黄豆浸泡在3L去离子水中1h后装入打浆机中打浆20min，再加热至90℃下反应1h，过滤得滤渣和滤液；取500g滤渣，90kg黄土，1kg石灰，1kg水泥，装入拌料桶中，以80r/min搅拌20min，得复合黄土；取100g电离子溶液固化剂C444，1.0kg高聚物固化剂SD，加入1L滤液中，以300r/min搅拌20min，得改性固化液；将改性固化液装入喷雾器中，均匀加入复合黄土中，以120r/min搅拌8min，再用喷雾器装去离子水喷撒黄土至黄土含水量为10%，得改性黄土，将改性黄土密封润湿20h后，再在5MPa下压制30s制样，室内养护25天即可。
实例2
取1.5kg糯米，0.8kg黄豆浸泡在4L去离子水中1.5h后装入打浆机中打浆25min，再加热至95℃下反应1.5h，过滤得滤渣和滤液；取550g滤渣，95kg黄土，1.5kg石灰，1.5kg水泥，装入拌料桶中，以100r/min搅拌25min，得复合黄土；取150g电离子溶液固化剂C444，1.5kg高聚物固化剂SD，加入1.5L滤液中，以350r/min搅拌25min，得改性固化液；将改性固化液装入喷雾器中，均匀加入复合黄土中，以130r/min搅拌9min，再用喷雾器装去离子水喷撒黄土至黄土含水量为12%，得改性黄土，将改性黄土密封润湿22h后，再在10MPa下压制35s制样，室内养护25~30天即可。
实例3
取2kg糯米，1.0kg黄豆浸泡在5L去离子水中2h后装入打浆机中打浆30min，再加热至100℃下反应2h，过滤得滤渣和滤液；取600g滤渣，100kg黄土，2kg石灰，2kg水泥，装入拌料桶中，以120r/min搅拌30min，得复合黄土；取200g电离子溶液固化剂C444，2.0kg高聚物固化剂SD，加入2L滤液中，以400r/min搅拌30min，得改性固化液；将改性固化液装入喷雾器中，均匀加入复合黄土中，以150r/min搅拌10min，再用喷雾器装去离子水喷撒黄土至黄土含水量为15%，得改性黄土，将改性黄土密封润湿24h后，再在20MPa下压制40s制样，室内养护30天即可。
对照例：传统固化剂处理的黄土
将上述实施例处理后的黄土与对照例进行检测，具体检测如下：
1、常温抗弯强度：按照GB/T4741-1999进行测定；
2、常温耐压强度：按照GB/T5072-2008进行测定。
3、渗透性：按照《土工试验方法标准》(GB T50123—1999)中变水头渗透试验渗透系数计算方法计算试样渗透系数。
结果如表一所示。
表一：
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
常温抗弯强度/MPa 26.9 29.8 35.2 25.6
常温耐压强度/MPa 69.7 78.5 87.3 60.5
渗流有效孔隙率/% 0.0236 0.0187 0.0165 0.0045
由上表可得本发明改善黄土力学、水理性质的基础上，通过提高斥水性来主动阻水，一定程度上解决了传统固化剂在提高阻水性的同时通透性降低的矛盾。

Claims (6)

1.一种固化土的改性制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
去糯米与黄豆浸泡打浆后加热过滤，得滤渣和滤液；
取滤渣、黄土、石灰、水泥，装入拌料桶中，搅拌均匀得复合黄土；
（3）取电离子溶液固化剂C444，高聚物固化剂SD，加入滤液中，搅拌均匀得改性固化液；
（4）将改性固化液装入喷雾器中，均匀加入复合黄土中，搅拌均匀后再用喷雾器喷洒去离子水，得改性黄土，将改性黄土密封润湿20~24h后制样，室内养护 25~30 天即可。
2.如权利要求1所述的一种固化土的改性制备方法，其特征在于，所述糯米与黄豆的质量比为2：1。
3.如权利要求1所述的一种固化土的改性制备方法，其特征在于，所述滤渣、黄土、石灰、水泥的重量份为0.5~0.6份滤渣，90~100份黄土，1~2份石灰，1~2份水泥。
4.如权利要求1所述的一种固化土的改性制备方法，其特征在于，所述电离子溶液固化剂C444，高聚物固化剂SD，滤液的重量份为0.1~0.2份电离子溶液固化剂C444，1~2份高聚物固化剂SD，1~3份滤液。
5.如权利要求1所述的一种固化土的改性制备方法，其特征在于，所述喷雾器喷洒去离子水为用喷雾器装去离子水喷撒黄土至黄土含水量为10~15%。
6.如权利要求1所述的一种固化土的改性制备方法，其特征在于，所述制样为在5～20MPa下压制30～40s制样。
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