CN109369073B - 一种软土固化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软土固化剂，属于水硬性胶凝材料技术领域。按重量份数计，依次称取：10～25份水泥熟料，50～60份矿渣，1～5份缓凝剂，8～15份膨胀填料，10～15份添加剂，8～10份缓释胶囊和5～10份脲酶，将水泥熟料与缓凝剂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入矿渣，膨胀填料，添加剂，缓释胶囊和脲酶，于温度为30～40℃，转速为200～400r/min的条件下，搅拌混合30～50min后，得软土固化剂。本发明技术方案制备的软土固化剂具有优异的固化效果的特点，在水硬性胶凝材料技术行业的发展中具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明公开了一种软土固化剂，属于水硬性胶凝材料技术领域。
背景技术
软土是一种软塑到流塑状态的粘性土，它本身具有含水量高，压缩性高，承载力低等特点。软土是经过缓慢的沉积及经过一系列生物、化学作用而形成的。通常通过天然含水量、压缩模量、标准贯入击数、孔隙比、静力触探贯入阻力及不排水强度等因素来划分软土。针对不同的自然地理环境，地基的差异性比较大，不同的地域土质情况也各不相同。在最近运几年由于经济发展迅速，城市用地紧张，有时不得不在一些地质条件不好的地方修建，因此这时候就需要我们对软土地基进行一些特别的处理。巩固地基的主要处理受有下几种方式：1.提高软弱地基的强度；2.保证地基的稳定；3.降低软弱地基的压缩性；4.减少基础的沉降和不均匀沉降。
软土固化技术是一种应用广泛的地基处理技术之一。土壤固化剂是影响软土固化技术固化效果的重要因素之一。目前，使用的固化剂如石灰或水泥产生的水化物不能满足加固土对水化物种类和数量的特殊需要，其加固效率很低。例如：石灰可以固结土壤，但强度不高，且耐水性差；水泥土有较高的强度和耐水性能，但干缩大、易开裂、水稳性差，而且水泥中缺少膨胀性水化物，不能有效挤压填充土团粒内的孔隙，缺少足够的碱性组分，不能保证固化土处于适于水化物生成的碱性环境，并且其性能受土质影响较大，对塑性指数高的黏土、有机土和盐渍土固化效果较差，甚至有时无固化作用，致使固化土强度低、水稳性能差。
而传统的软土固化剂还存在固化效果无法进一步提高的问题，因此，如何改善传统软土固化剂的固化效果无法进一步提高的缺点，以求探索研制出具有良好综合性能的软土固化剂是待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统软土固化剂固化效果无法进一步提高的缺点，提供了一种软土固化剂。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种软土固化剂，是由以下重量份数的原料组成：10～25份水泥熟料，50～60份矿渣，1～5份缓凝剂，所述软土固化剂还包括：8～15份膨胀填料，10～15份添加剂，8～10份缓释胶囊，5～10份脲酶；
所述膨胀填料的制备方法为：
将聚烯丙胺与水按质量比1：100～1：110混合，搅拌混合后，调节pH至9.8～10.0，得聚烯丙胺溶液，于剧烈搅拌条件下，将改性葡萄糖混合液与聚烯丙胺溶液体积比1：8～1：10混合，搅拌反应后，得聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液；将聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液与硼氢化钠按质量比200：1～250：1混合，搅拌反应后，得凝胶混合物，将凝胶混合物透析，过滤，得凝胶，将凝胶与混合交联剂按质量比1：1～1：2混合，并调节pH至9.0～10.0，搅拌混合后，再次调节pH至4.0～5.0，搅拌混合，过滤，得膨胀填料；
所述添加剂的制备方法为：
将壳聚糖与氢氧化钠溶液按质量比1：12～1：18混合，冷冻，得壳聚糖悬浮液，将壳聚糖悬浮液过滤，得预处理壳聚糖，将预处理壳聚糖与氯乙酸异丙醇溶液按质量比1：3～1：5混合，超声辐射后，重复混合，超声辐射步骤3～4次，得预处理壳聚糖混合物，将预处理壳聚糖混合物与氢氧化钠溶液按质量比4：1～8：1混合，并加入预处理壳聚糖混合物质量0.1～0.2倍的氯乙酸溶液，超声辐射后，去除上层液，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与水按质量比1：8～1：10混合，调节pH至中性后，并加入预处理添加剂混合物质量0.3～0.5倍的乙醇，搅拌混合后，过滤，干燥，得添加剂；
所述缓释胶囊的制备方法为：
将尿素与海藻酸钠水溶液按质量比1：12～1：15混合，得尿素-海藻酸钠混合物，将尿素-海藻酸钠混合物与壳聚糖溶液按质量比1：2～1：3混合，过滤，干燥，得缓释胶囊。
所述缓凝剂羟甲基纤维素钠，木质素磺酸钙盐或六偏磷酸钠中任意一种。
所述改性葡萄糖混合液为将葡萄糖与水按质量比1：20～1：25混合，并加入葡萄糖质量0.1～0.2倍的碘酸钾，搅拌混合后，得葡萄糖混合液，将葡萄糖混合液与氯化钡溶液按质量比1：3～1：5混合，过滤，得滤液，将滤液与硫酸钠溶液按质量比1：3～1：4混合，过滤，得改性葡萄糖混合液。
所述透析所用透析袋的截留分子量为10000。
所述混合交联剂为将戊二醛与苯甲醛按质量比5：1～7：1混合，得混合交联剂。
所述壳聚糖溶液为将壳聚糖与乙酸溶液按质量比1：8～1：12混合，并加入壳聚糖质量1～2倍的氯化钙，搅拌混合后，得壳聚糖溶液。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在制备软土固化剂时加入膨胀填料，首先，膨胀填料中含有聚烯丙胺-葡萄糖微凝胶，在加入产品中后，可在水泥水化过程中，在碱性条件下发生膨胀，从而使膨胀填料对软土中的孔隙进行填充，进而使产品的固化效果提高，其次，膨胀填料在制备过程中可在微凝胶内部吸附混合交联剂，在加入产品中后，可在微凝胶膨胀过程中释放，从而使土壤中加入的添加剂发生交联，进而使产品的固化效果进一步提高；
（2）本发明在制备软土固化剂时加入添加剂和缓释胶囊，一方面，加入的添加剂为改性后的壳聚糖，壳聚糖在经过改性后，表面接枝羧基，在加入产品中后，可在水泥水化的碱性条件下发生电离，产生负电荷，从而与膨胀填料中带有正电荷的氨基发生静电吸附，并且随着膨胀填料中混合交联剂的释放，在膨胀填料周围发生交联，从而产品的固化效果提高，另一方面，加入的缓释胶囊可进一步填充软土内部的孔隙，并缓慢释放尿素，并且加入的脲酶可将尿素分解并产生碳酸根离子，从而在水泥中钙离子的作用下可在软土中形成碳酸钙沉淀，对软土中的孔隙进一步填充，再者，由于交联后的添加剂对尿素有吸附作用，可使产生的碳酸钙沉淀体积增大，对软土内部的大小孔隙进行均匀致密的填充，进而使从产品的固化效果进一步提高，并且由于交联后的添加剂在膨胀填料周围，可使产生的碳酸钙部分进入膨胀填料内部，使膨胀填料发生不可逆膨胀，进而使产品的固化效果进一步提高。
具体实施方式
将葡萄糖与水按质量比1：20～1：25混合于烧杯中，并向烧杯中加入葡萄糖质量0.1～0.2倍的碘酸钾，于温度为30～40℃，转速为250～350r/min的条件下，搅拌混合10～12h后，得葡萄糖混合液，将葡萄糖混合液与质量分数为8～12%的氯化钡溶液按质量比1：3～1：5混合，于温度为30～40℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合50～90min后，过滤，得滤液，将滤液与质量分数为15～20%的硫酸钠溶液按质量比1：3～1：4混合，于温度为30～40℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合40～80min后，过滤，去除滤渣，得改性葡萄糖混合液；将壳聚糖与质量分数为10～20%的乙酸溶液按质量比1：8～1：12混合，并向壳聚糖与乙酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量1～2倍的氯化钙，于温度为45～55℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合1～2h后，得壳聚糖溶液；将聚烯丙胺与水按质量比1：100～1：110混合，于温度为30～35℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合30～60min后，用质量分数为5～12%的氢氧化钠溶液调节聚烯丙胺与水混合物的pH至9.8～10.0，得聚烯丙胺溶液于转速为800～1000r/min的条件下，将改性葡萄糖混合液与聚烯丙胺溶液体积比1：8～1：10混合，并于温度为25～38℃，转速为300～500r/min的条件下，搅拌反应2～3h后，得聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液，将聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液与硼氢化钠按质量比200：1～250：1混合，于温度为30～45℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌反应10～12h后，得凝胶混合物，将凝胶混合物透析，过滤，得凝胶，将凝胶与混合交联剂按质量比1：1～1：2混合，并用质量分数为5～10%的氢氧化钠溶液调节凝胶与混合交联剂混合物的pH至9.0～10.0，于温度为40～45℃，转速为250～400r/min的条件下，搅拌混合50～80min后，再次用质量分数为10～15%的盐酸调节凝胶与混合交联剂混合物的pH至4.0～5.0，于温度为40～45℃，转速为250～400r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，过滤，得膨胀填料；将壳聚糖与质量分数为40～45%的氢氧化钠溶液按质量比1：12～1：18混合，于温度为-2～2℃条件下冷冻10～12h后，得壳聚糖悬浮液，将壳聚糖悬浮液过滤，得预处理壳聚糖，将预处理壳聚糖与质量分数为15～25%的氯乙酸异丙醇溶液按质量比1：3～1：5混合，于超声频率为45～55kHz，辐射功率为300～320W的条件下超声辐射30min后，重复混合，超声辐射步骤3～4次，得预处理壳聚糖混合物，将预处理壳聚糖混合物与质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液按质量比4：1～8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入预处理壳聚糖混合物质量0.1～0.2倍的质量分数为12～15%的氯乙酸溶液，于超声频率为45～55kHz，辐射功率为300～320W的条件下超声辐射30min后，去除上层液，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与水按质量比1：8～1：10混合于三口烧瓶中，并用质量分数为10～12%的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至中性后，并向三口烧瓶内加入预处理添加剂混合物质量0.3～0.5倍的乙醇，于温度为45～55℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合1～2h后，过滤，得添加剂坯料，将添加剂坯料于温度为55～60℃的条件下干燥1～2h后，得添加剂；将尿素与海藻酸钠水溶液按质量比1：12～1：15混合，于温度为45～55℃，转速为350～380r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，得尿素-海藻酸钠混合物，将尿素-海藻酸钠混合物与壳聚糖溶液按质量比1：2～1：3混合于离心筛制粒机中，控制尿素-海藻酸钠混合物的加入速率为8～15mL/min，于温度为30～40℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，过滤，得缓释胶囊坯料，将得缓释胶囊坯料于温度为55～60℃的条件下鼓风干燥1～2h后，得缓释胶囊；按重量份数计，依次称取：10～25份水泥熟料，50～60份矿渣，1～5份缓凝剂，8～15份膨胀填料，10～15份添加剂，8～10份缓释胶囊和5～10份脲酶，将水泥熟料与缓凝剂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入矿渣，膨胀填料，添加剂，缓释胶囊和脲酶，于温度为30～40℃，转速为200～400r/min的条件下，搅拌混合30～50min后，得软土固化剂。所述缓凝剂羟甲基纤维素钠，木质素磺酸钙盐或六偏磷酸钠中任意一种。所述透析所用透析袋的截留分子量为10000。所述混合交联剂为将戊二醛与苯甲醛按质量比5：1～7：1混合，得混合交联剂。
将葡萄糖与水按质量比1：25混合于烧杯中，并向烧杯中加入葡萄糖质量0.2倍的碘酸钾，于温度为40℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合12h后，得葡萄糖混合液，将葡萄糖混合液与质量分数为12%的氯化钡溶液按质量比1：5混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合90min后，过滤，得滤液，将滤液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合80min后，过滤，去除滤渣，得改性葡萄糖混合液；将壳聚糖与质量分数为20%的乙酸溶液按质量比1：12混合，并向壳聚糖与乙酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量2倍的氯化钙，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合2h后，得壳聚糖溶液；将聚烯丙胺与水按质量比1：110混合，于温度为35℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节聚烯丙胺与水混合物的pH至10.0，得聚烯丙胺溶液于转速为1000r/min的条件下，将改性葡萄糖混合液与聚烯丙胺溶液体积比1：10混合，并于温度为38℃，转速为500r/min的条件下，搅拌反应3h后，得聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液，将聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液与硼氢化钠按质量比250：1混合，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应12h后，得凝胶混合物，将凝胶混合物透析，过滤，得凝胶，将凝胶与混合交联剂按质量比1：2混合，并用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节凝胶与混合交联剂混合物的pH至10.0，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合80min后，再次用质量分数为15%的盐酸调节凝胶与混合交联剂混合物的pH至5.0，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得膨胀填料；将壳聚糖与质量分数为45%的氢氧化钠溶液按质量比1：1：18混合，于温度为2℃条件下冷冻12h后，得壳聚糖悬浮液，将壳聚糖悬浮液过滤，得预处理壳聚糖，将预处理壳聚糖与质量分数为25%的氯乙酸异丙醇溶液按质量比1：5混合，于超声频率为55kHz，辐射功率为320W的条件下超声辐射30min后，重复混合，超声辐射步骤4次，得预处理壳聚糖混合物，将预处理壳聚糖混合物与质量分数为12%的氢氧化钠溶液按质量比8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入预处理壳聚糖混合物质量0.2倍的质量分数为15%的氯乙酸溶液，于超声频率为55kHz，辐射功率为320W的条件下超声辐射30min后，去除上层液，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与水按质量比1：10混合于三口烧瓶中，并用质量分数为12%的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至中性后，并向三口烧瓶内加入预处理添加剂混合物质量0.5倍的乙醇，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合2h后，过滤，得添加剂坯料，将添加剂坯料于温度为60℃的条件下干燥2h后，得添加剂；将尿素与海藻酸钠水溶液按质量比1：15混合，于温度为55℃，转速为380r/min的条件下，搅拌混合40min后，得尿素-海藻酸钠混合物，将尿素-海藻酸钠混合物与壳聚糖溶液按质量比1：3混合于离心筛制粒机中，控制尿素-海藻酸钠混合物的加入速率为15mL/min，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得缓释胶囊坯料，将得缓释胶囊坯料于温度为60℃的条件下鼓风干燥2h后，得缓释胶囊；按重量份数计，依次称取：25份水泥熟料，60份矿渣，5份缓凝剂，15份膨胀填料，15份添加剂，10份缓释胶囊和10份脲酶，将水泥熟料与缓凝剂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入矿渣，膨胀填料，添加剂，缓释胶囊和脲酶，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合50min后，得软土固化剂。所述缓凝剂羟甲基纤维素钠。所述透析所用透析袋的截留分子量为10000。所述混合交联剂为将戊二醛与苯甲醛按质量比7：1混合，得混合交联剂。
将葡萄糖与水按质量比1：25混合于烧杯中，并向烧杯中加入葡萄糖质量0.2倍的碘酸钾，于温度为40℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合12h后，得葡萄糖混合液，将葡萄糖混合液与质量分数为12%的氯化钡溶液按质量比1：5混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合90min后，过滤，得滤液，将滤液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合80min后，过滤，去除滤渣，得改性葡萄糖混合液；将壳聚糖与质量分数为20%的乙酸溶液按质量比1：12混合，并向壳聚糖与乙酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量2倍的氯化钙，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合2h后，得壳聚糖溶液；将聚烯丙胺与水按质量比1：110混合，于温度为35℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节聚烯丙胺与水混合物的pH至10.0，得聚烯丙胺溶液于转速为1000r/min的条件下，将改性葡萄糖混合液与聚烯丙胺溶液体积比1：10混合，并于温度为38℃，转速为500r/min的条件下，搅拌反应3h后，得聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液，将聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液与硼氢化钠按质量比250：1混合，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应12h后，得凝胶混合物，将凝胶混合物透析，过滤，得凝胶，将凝胶用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节凝胶的pH至10.0，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合80min后，再次用质量分数为15%的盐酸调节凝胶的pH至5.0，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得膨胀填料；将壳聚糖与质量分数为45%的氢氧化钠溶液按质量比1：1：18混合，于温度为2℃条件下冷冻12h后，得壳聚糖悬浮液，将壳聚糖悬浮液过滤，得预处理壳聚糖，将预处理壳聚糖与质量分数为25%的氯乙酸异丙醇溶液按质量比1：5混合，于超声频率为55kHz，辐射功率为320W的条件下超声辐射30min后，重复混合，超声辐射步骤4次，得预处理壳聚糖混合物，将预处理壳聚糖混合物与质量分数为12%的氢氧化钠溶液按质量比8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入预处理壳聚糖混合物质量0.2倍的质量分数为15%的氯乙酸溶液，于超声频率为55kHz，辐射功率为320W的条件下超声辐射30min后，去除上层液，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与水按质量比1：10混合于三口烧瓶中，并用质量分数为12%的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至中性后，并向三口烧瓶内加入预处理添加剂混合物质量0.5倍的乙醇，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合2h后，过滤，得添加剂坯料，将添加剂坯料于温度为60℃的条件下干燥2h后，得添加剂；将尿素与海藻酸钠水溶液按质量比1：15混合，于温度为55℃，转速为380r/min的条件下，搅拌混合40min后，得尿素-海藻酸钠混合物，将尿素-海藻酸钠混合物与壳聚糖溶液按质量比1：3混合于离心筛制粒机中，控制尿素-海藻酸钠混合物的加入速率为15mL/min，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得缓释胶囊坯料，将得缓释胶囊坯料于温度为60℃的条件下鼓风干燥2h后，得缓释胶囊；按重量份数计，依次称取：25份水泥熟料，60份矿渣，5份缓凝剂，15份膨胀填料，15份添加剂，10份缓释胶囊和10份脲酶，将水泥熟料与缓凝剂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入矿渣，膨胀填料，添加剂，缓释胶囊和脲酶，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合50min后，得软土固化剂。所述缓凝剂羟甲基纤维素钠。所述透析所用透析袋的截留分子量为10000。
将葡萄糖与水按质量比1：25混合于烧杯中，并向烧杯中加入葡萄糖质量0.2倍的碘酸钾，于温度为40℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合12h后，得葡萄糖混合液，将葡萄糖混合液与质量分数为12%的氯化钡溶液按质量比1：5混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合90min后，过滤，得滤液，将滤液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合80min后，过滤，去除滤渣，得改性葡萄糖混合液；将壳聚糖与质量分数为20%的乙酸溶液按质量比1：12混合，并向壳聚糖与乙酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量2倍的氯化钙，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合2h后，得壳聚糖溶液；将聚烯丙胺与水按质量比1：110混合，于温度为35℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节聚烯丙胺与水混合物的pH至10.0，得聚烯丙胺溶液于转速为1000r/min的条件下，将改性葡萄糖混合液与聚烯丙胺溶液体积比1：10混合，并于温度为38℃，转速为500r/min的条件下，搅拌反应3h后，得聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液，将聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液与硼氢化钠按质量比250：1混合，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应12h后，得凝胶混合物，将凝胶混合物透析，过滤，得凝胶，将凝胶与混合交联剂按质量比1：2混合，并用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节凝胶与混合交联剂混合物的pH至10.0，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合80min后，再次用质量分数为15%的盐酸调节凝胶与混合交联剂混合物的pH至5.0，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得膨胀填料；将尿素与海藻酸钠水溶液按质量比1：15混合，于温度为55℃，转速为380r/min的条件下，搅拌混合40min后，得尿素-海藻酸钠混合物，将尿素-海藻酸钠混合物与壳聚糖溶液按质量比1：3混合于离心筛制粒机中，控制尿素-海藻酸钠混合物的加入速率为15mL/min，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得缓释胶囊坯料，将得缓释胶囊坯料于温度为60℃的条件下鼓风干燥2h后，得缓释胶囊；按重量份数计，依次称取：25份水泥熟料，60份矿渣，5份缓凝剂，15份膨胀填料，10份缓释胶囊和10份脲酶，将水泥熟料与缓凝剂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入矿渣，膨胀填料，缓释胶囊和脲酶，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合50min后，得软土固化剂。所述缓凝剂羟甲基纤维素钠。所述透析所用透析袋的截留分子量为10000。所述混合交联剂为将戊二醛与苯甲醛按质量比7：1混合，得混合交联剂。
将葡萄糖与水按质量比1：25混合于烧杯中，并向烧杯中加入葡萄糖质量0.2倍的碘酸钾，于温度为40℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合12h后，得葡萄糖混合液，将葡萄糖混合液与质量分数为12%的氯化钡溶液按质量比1：5混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合90min后，过滤，得滤液，将滤液与质量分数为20%的硫酸钠溶液按质量比1：4混合，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合80min后，过滤，去除滤渣，得改性葡萄糖混合液；将壳聚糖与质量分数为20%的乙酸溶液按质量比1：12混合，并向壳聚糖与乙酸溶液的混合物中加入壳聚糖质量2倍的氯化钙，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合2h后，得壳聚糖溶液；将聚烯丙胺与水按质量比1：110混合，于温度为35℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合60min后，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节聚烯丙胺与水混合物的pH至10.0，得聚烯丙胺溶液于转速为1000r/min的条件下，将改性葡萄糖混合液与聚烯丙胺溶液体积比1：10混合，并于温度为38℃，转速为500r/min的条件下，搅拌反应3h后，得聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液，将聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液与硼氢化钠按质量比250：1混合，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应12h后，得凝胶混合物，将凝胶混合物透析，过滤，得凝胶，将凝胶与混合交联剂按质量比1：2混合，并用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节凝胶与混合交联剂混合物的pH至10.0，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合80min后，再次用质量分数为15%的盐酸调节凝胶与混合交联剂混合物的pH至5.0，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得膨胀填料；将壳聚糖与质量分数为45%的氢氧化钠溶液按质量比1：1：18混合，于温度为2℃条件下冷冻12h后，得壳聚糖悬浮液，将壳聚糖悬浮液过滤，得预处理壳聚糖，将预处理壳聚糖与质量分数为25%的氯乙酸异丙醇溶液按质量比1：5混合，于超声频率为55kHz，辐射功率为320W的条件下超声辐射30min后，重复混合，超声辐射步骤4次，得预处理壳聚糖混合物，将预处理壳聚糖混合物与质量分数为12%的氢氧化钠溶液按质量比8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入预处理壳聚糖混合物质量0.2倍的质量分数为15%的氯乙酸溶液，于超声频率为55kHz，辐射功率为320W的条件下超声辐射30min后，去除上层液，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与水按质量比1：10混合于三口烧瓶中，并用质量分数为12%的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至中性后，并向三口烧瓶内加入预处理添加剂混合物质量0.5倍的乙醇，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合2h后，过滤，得添加剂坯料，将添加剂坯料于温度为60℃的条件下干燥2h后，得添加剂；按重量份数计，依次称取：25份水泥熟料，60份矿渣，5份缓凝剂，15份膨胀填料，15份添加剂和10份脲酶，将水泥熟料与缓凝剂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入矿渣，膨胀填料，添加剂和脲酶，于温度为40℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合50min后，得软土固化剂。所述缓凝剂羟甲基纤维素钠。所述透析所用透析袋的截留分子量为10000。所述混合交联剂为将戊二醛与苯甲醛按质量比7：1混合，得混合交联剂。
对比例：无锡某化工生产有限公司生产的软土固化剂。
将实例1至实例4所得的软土固化剂及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
试样参照JTGE30公路工程水泥及水泥混凝土试验规程制备试件；无侧限抗压强度和劈裂强度：参照JTJ057公路工程无机结合料稳定材料试验规程检测试件。水稳性能试验参考岩石力学中关于岩石水稳系数的测定方法检测试件。
具体检测结果如表1所示：
表1软土固化剂性能检测结果
| 检测项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 对比例 |
| 无侧限抗压强度/MPa | 5.4 | 5.2 | 4.7 | 4.4 | 3.2 |
| 劈裂强度/MPa | 2.3 | 2.1 | 1.8 | 1.6 | 1.4 |
| 水稳系数/% | 88 | 85 | 83 | 79 | 74 |
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的软土固化剂后无侧限抗压强度、劈裂强度、水稳系数都得到显著提高，因此本发明技术方案制备的软土固化剂具有优异的固化效果的特点，在水硬性胶凝材料技术行业的发展中具有广阔的前景。
Claims (3)
1.一种软土固化剂，是由以下重量份数的原料组成：10～25份水泥熟料，50～60份矿渣，1～5份缓凝剂，其特征在于，所述软土固化剂还包括：8～15份膨胀填料，10～15份添加剂，8～10份缓释胶囊，5～10份脲酶；
所述膨胀填料的制备方法为：
将聚烯丙胺与水按质量比1：100～1：110混合，搅拌混合后，调节pH至9.8～10.0，得聚烯丙胺溶液，于剧烈搅拌条件下，将改性葡萄糖混合液与聚烯丙胺溶液体积比1：8～1：10混合，搅拌反应后，得聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液；将聚烯丙胺-改性葡萄糖混合液与硼氢化钠按质量比200：1～250：1混合，搅拌反应后，得凝胶混合物，将凝胶混合物透析，过滤，得凝胶，将凝胶与混合交联剂按质量比1：1～1：2混合，并调节pH至9.0～10.0，搅拌混合后，再次调节pH至4.0～5.0，搅拌混合，过滤，得膨胀填料；
所述改性葡萄糖混合液为将葡萄糖与水按质量比1：20～1：25混合，并加入葡萄糖质量0.1～0.2倍的碘酸钾，搅拌混合后，得葡萄糖混合液，将葡萄糖混合液与氯化钡溶液按质量比1：3～1：5混合，过滤，得滤液，将滤液与硫酸钠溶液按质量比1：3～1：4混合，过滤，得改性葡萄糖混合液；
所述混合交联剂为将戊二醛与苯甲醛按质量比5：1～7：1混合，得混合交联剂；
所述添加剂的制备方法为：
将壳聚糖与氢氧化钠溶液按质量比1：12～1：18混合，冷冻，得壳聚糖悬浮液，将壳聚糖悬浮液过滤，得预处理壳聚糖，将预处理壳聚糖与氯乙酸异丙醇溶液按质量比1：3～1：5混合，超声辐射后，重复混合，超声辐射步骤3～4次，得预处理壳聚糖混合物，将预处理壳聚糖混合物与氢氧化钠溶液按质量比4：1～8：1混合，并加入预处理壳聚糖混合物质量0.1～0.2倍的氯乙酸溶液，超声辐射后，去除上层液，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与水按质量比1：8～1：10混合，调节pH至中性后，并加入预处理添加剂混合物质量0.3～0.5倍的乙醇，搅拌混合后，过滤，干燥，得添加剂；
所述缓释胶囊的制备方法为：
将尿素与海藻酸钠水溶液按质量比1：12～1：15混合，得尿素-海藻酸钠混合物，将尿素-海藻酸钠混合物与壳聚糖溶液按质量比1：2～1：3混合，过滤，干燥，得缓释胶囊；所述壳聚糖溶液为将壳聚糖与乙酸溶液按质量比1：8～1：12混合，并加入壳聚糖质量1～2倍的氯化钙，搅拌混合后，得壳聚糖溶液。
2.根据权利要求1所述的一种软土固化剂，其特征在于：所述缓凝剂羟甲基纤维素钠，木质素磺酸钙盐或六偏磷酸钠中任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种软土固化剂，其特征在于：所述透析所用透析袋的截留分子量为10000。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ban Liangmin Inventor after: Guo Yingqing Inventor after: Liu Xia Inventor after: Song Yuxing Inventor before: Guo Yingqing Inventor before: Liu Xia Inventor before: Song Yuxing |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20201118 Address after: Room 405-406, unit B, building 13, yuenian square, Longcheng street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: SHENPENG ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co.,Ltd. Address before: 213000 Room 401, Unit A, 6 Blocks, Baiyun East Court, Zhonglou District, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant before: Guo Yingqing |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |