CN107474849A - 一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法 - Google Patents

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徐颖
王亮
陈佩圆
崔丽云
李孝坤
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Abstract

本发明公开了一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法。本发明利用腻子粉为钙源制备具有较好生物兼容性、化学稳定性、粘附性以及较高的比表面积、强度和刚度的羟基磷灰石，然后使其填充在砂土颗粒之间，提高砂土的强度，具有环境友好、加固效果明显、原材料获取方便的特点，如果条件成熟能运用到实际，则具有非常深刻的工程意义。

Description

一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法
技术领域
本发明涉及一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，属于砂土加固领域。
背景技术
当前，对不满足工程要求的软弱土层往往需要进行加固处理。水泥、石灰以及化学浆材是常用的土体加固材料。尽管使用这些材料可提高土体强度和抗渗性等性能，然而这类材料往往会提高土体pH值形成“盐碱地”，污染地下水，并对生态环境造成不可逆影响。因此，寻找一种加固效果优良、环境友好和生态兼容的材料对土体进行加固具有重要的实用和环境意义。
羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2，HAP)是人体骨骼和牙齿的主要的无机成分，具有较好的生物兼容性、化学稳定性、粘附性以及较高的比表面积、强度和刚度，是一种常用作药物运输和骨骼修复的仿生材料。
为提出一种环境友好的土体加固方式，本发明涉及一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种环境友好、加固效果明显、原材料获取方便的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，以腻子粉为钙源，(NH4)2HPO4(DAP)为原料，将腻子粉和砂土混合干拌后分别加入配制好的DAP溶液，搅拌压实使DAP和腻子粉反应生成具有较好生物兼容性、化学稳定性、粘附性以及较高的比表面积、强度和刚度的羟基磷灰石填充在砂土颗粒之间，使砂土得到加固。
本发明提供的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于：利用腻子粉为钙源制备羟基磷灰石，然后用来加固砂土。本发明具体方法包括以下步骤：
步骤(1)：按配合比设计，将砂土和腻子粉经105℃充分干燥后干拌，之后加入配制好的DAP溶液，搅拌均匀；
步骤(2)：将厚为2mm，高为100mm的PVC管嵌入d×h＝50mm×100mm的钢模具中，在PVC管中加入340±5g上步得到的样品，夯实抹平后，拆模；
步骤(3)：将拆模后的圆柱体砂土试样放置在养护箱中养护，养护一段时间；
步骤(4)：养护时间结束后使用压力机测量圆柱体砂土试样的抗压强度；
步骤(5)：分析比较处理后的砂土试块的抗压强度。
所述的一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(1)所述的DAP为分析纯。
所述的一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(1)所述的配制好的DAP溶液质量浓度一般定位15％、30％和40％。
所述的一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(1)所述的干拌时间为3min。
所述的一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(1)所述的搅拌时间为5min。
所述的一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(3)所述的养护箱养护条件为温度50℃、相对湿度50％。
所述的一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(3)所述的养护时间设置为3d、7d、14d和28d。
本发明利用腻子粉为钙源制备具有较好生物兼容性、化学稳定性、粘附性以及较高的比表面积、强度和刚度的羟基磷灰石，然后使其填充在砂土颗粒之间，提高砂土的强度，具有环境友好、加固效果明显、原材料获取方便的特点，而且如果把废旧建筑墙体的腻子粉用到该发明中，则能更好地利用建筑垃圾，减轻建筑垃圾处理的压力。
本发明的有益效果是：
本发明利用腻子粉为钙源制备羟基磷灰石加固砂土，如果条件成熟能运用到实际，则具有非常深刻的工程意义。本发明操作简单，工程实际应用前景广阔，绿色环保。
附图说明
图1是本发明实施例1腻子粉的X射线粉末衍射(XRD)图；
图2是本发明实施例1养护时间结束后砂土试样的扫描电镜(SEM)图；
图3是本发明实施例2养护时间结束后砂土试样的扫描电镜(SEM)图；
图4是本发明实施例3养护时间结束后砂土试样的扫描电镜(SEM)图。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解以及技术方案、优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未提及的具体实验方法，通常按常规实验方法进行。
实施例1
首先按配合比设计将砂土和腻子粉经105℃充分干燥后干拌3min，之后加入质量浓度15％的DAP溶液，搅拌5min，然后将厚为2mm，高为100mm的PVC管嵌入d×h＝50mm×100mm的钢模具中，在PVC管中加入340±5g上步得到的样品，夯实抹平后，拆模。将拆模后的圆柱体砂土试样放置在温度50℃、相对湿度50％的养护箱中养护，养护龄期为3d。养护时间结束后使用压力机测量圆柱体砂土试样的抗压强度，分析比较处理后的砂土试块的抗压强度。
实施例2
首先按配合比设计将砂土和腻子粉经105℃充分干燥后干拌3min，之后加入质量浓度30％的DAP溶液，搅拌5min，然后将厚为2mm，高为100mm的PVC管嵌入d×h＝50mm×100mm的钢模具中，在PVC管中加入340±5g上步得到的样品，夯实抹平后，拆模。将拆模后的圆柱体砂土试样放置在温度50℃、相对湿度50％的养护箱中养护，养护龄期为14d。养护时间结束后使用压力机测量圆柱体砂土试样的抗压强度，分析比较处理后的砂土试块的抗压强度。
实施例3
首先按配合比设计将砂土和腻子粉经105℃充分干燥后干拌3min，之后加入质量浓度40％的DAP溶液，搅拌5min，然后将厚为2mm，高为100mm的PVC管嵌入d×h＝50mm×100mm的钢模具中，在PVC管中加入340±5g上步得到的样品，夯实抹平后，拆模。将拆模后的圆柱体砂土试样放置在温度50℃、相对湿度50％的养护箱中养护，养护龄期为28d。养护时间结束后使用压力机测量圆柱体砂土试样的抗压强度，分析比较处理后的砂土试块的抗压强度。

Claims (8)

1.一种原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于：利用腻子粉为钙源制备羟基磷灰石，然后用来加固砂土。
2.一种如权利要求1所述的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤(1)：按配合比设计，将砂土和腻子粉经105℃充分干燥后干拌，之后加入配制好的DAP溶液，搅拌均匀；
步骤(2)：将厚为2mm，高为100mm的PVC管嵌入d×h＝50mm×100mm的钢模具中，在PVC管中加入340±5g上步得到的样品，夯实抹平后，拆模；
步骤(3)：将拆模后的圆柱体砂土试样放置在养护箱中养护，养护一段时间；
步骤(4)：养护时间结束后使用压力机测量圆柱体砂土试样的抗压强度；
步骤(5)：分析比较处理后的砂土试块的抗压强度。
3.根据权利要求2所述的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(1)所述的DAP为分析纯。
4.根据权利要求2所述的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(1)所述的配制好的DAP溶液质量浓度一般定位15％、30％和40％。
5.根据权利要求2所述的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(1)所述的干拌时间为3min。
6.根据权利要求2所述的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(1)所述的搅拌时间为5min。
7.根据权利要求2所述的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(3)所述的养护箱养护条件为温度50℃、相对湿度50％。
8.根据权利要求2所述的原位制备羟基磷灰石加固砂土的方法，其特征在于步骤(3)所述的养护时间设置为3d、7d、14d和28d。
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