CN110591727B - 一种松散土固化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种松散土固化剂及其制备方法，包括以下原料组分及重量份：0.5～3份聚丙烯酸钠、10份六偏磷酸钠、50份碳酸钾和1000份水。步骤1，称取聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钾和水作为原料；步骤2，取步骤1称取的聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钾，混合均匀后，研磨，得到混合物A；步骤3，取步骤2所得混合物A及步骤1所取水的加入反应釜中，搅拌、静置后，得到松散土固化剂。本发明的固化剂，抗压强度高，防水性能优越，加固效果持久。

Description

一种松散土固化剂及其制备方法

技术领域

本发明属于固化剂技术领域，特别涉及一种松散土固化剂及其制备方法。

背景技术

随着人类社会发展，现有土地已不足以满足人类生存的需求，在对自然界经行建设改造时破坏了原有的稳态，导致土体强度降低，滑坡、泥石流等自然灾害频发，尤其是在我国西北黄土高原地区，由于黄土土体中富含钙质成分，且具有堆积松散，颗粒分选性差，孔隙结构大，湿陷性强烈等特征，因此在对其进行开发时需要通过物理化学手段对土体进行改良，保证土体性能满足工程需求。目前常用的物理方法为强夯法，但其噪音过大且时效性有限，不宜在城市中使用，化学加固方法相较于其他方法具有占地面积小，噪音小，但也存在一定的局限性：如采用石灰固化的黄土强度低，抗水性差；采用水泥固化的黄土易开裂，改变松散土PH值致使植被生长迟缓，地下水质量下降，对环境不友好。

松散土固化剂是一种能够改善和提高松散土工程和技术性能的材料，具有固化速度快、强度高、用量少、取材方便、节省施工时间以及降低工程造价等优点，在公路、铁路、建筑物地基、水利、机场和边坡等领域均已获得广泛的应用。高性价比的松散土固化剂需求日趋明显，而目市面上前虽然存在多种松散土固化剂，但普遍存在以下问题：(1)价格昂贵；(2)耐水性差；(3)环境友好度低；(4)施工复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种松散土固化剂及其制备方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种松散土固化剂，包括以下原料组分及重量份：

0.5～3份聚丙烯酸钠、10份六偏磷酸钠、50份碳酸钾和1000份水。

进一步的，聚丙烯酸钠的平均分子质量为3×10^7～5×10^7，六偏磷酸钠的平均分子质量为611.77，碳酸钾的平均分子质量为138.21。

进一步的，一种松散土固化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，称取聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钾和水作为原料；

步骤2，取步骤1称取的聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钾，混合均匀后，研磨，得到混合物A；

步骤3，取步骤2所得混合物A及步骤1所取水的加入反应釜中，搅拌、静置后，得到松散土固化剂。

进一步的，步骤1中原料的重量份数为：聚丙烯酸钠0.5～3份，六偏磷酸钠10份，碳酸钾50份，自来水1000份。

进一步的，步骤3中，搅拌15～30分钟，静置2～3小时。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明的固化剂，通过改变土体内部结构，在一定程度上提高了土体粘聚力，降低土的渗透系数，使抗压强度提高，防水性能大幅提升。

本发明固化剂所选材料绿色无污染，在不同温度及压强下性能不受影响，可满足长期加固要求。

本发明的制备方法简单、成本低廉，市场前景广阔，适合规模化生产。

本发明使用方法简单，可直接喷洒，绿色环保，对环境友好度高。

具体实施方式

以下对本发明进一步说明：

一种松散土固化剂，包括以下原料组分及重量份：

0.5～3份聚丙烯酸钠、10份六偏磷酸钠、50份碳酸钾和1000份水。

聚丙烯酸钠的平均分子质量为3×10^7～5×10^7，六偏磷酸钠的平均分子质量为611.77，碳酸钾的平均分子质量为138.21。

一种松散土固化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，称取聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钾和水作为原料；

步骤2，取步骤1称取的聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钾，混合均匀后，研磨，得到混合物A；

步骤3，取步骤2所得混合物A及步骤1所取水的加入反应釜中，搅拌、静置后，得到松散土固化剂。

步骤1中原料的重量份数为：聚丙烯酸钠0.5～3份，六偏磷酸钠10份，碳酸钾50份，自来水1000份。

步骤3中，搅拌15～30分钟，静置2～3小时。

实施例1：

本实施例的新型多功能松散土固化剂，由如下重量的原料制成：聚丙烯酸钠0.5份，六偏磷酸钠10份，碳酸钾50份，自来水1000份。

本实施例的新型多功能松散土固化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取如下重量的原料：聚丙烯酸钠0.5kg、六偏磷酸钠10kg、碳酸钾50kg和自来水1000kg，所述聚丙烯酸钠平均分子质量为3×10^7～5×10^7；

(2)取步骤(1)称取的聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠，碳酸钾混合均匀后，研磨，得到混合物A；

(3)将步骤(2)所得混合物A及步骤(1)所取水加入反应釜中，在55℃下搅拌15分钟，常温下静置2小时，既得所述新型多功能松散土固化剂。

实施例2：

本实施例的新型多功能松散土固化剂，由如下重量的原料制成：聚丙烯酸钠3份，六偏磷酸钠10份，碳酸钾50份，自来水1000份。

本实施例的新型多功能松散土固化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取如下重量的原料：聚丙烯酸钠2kg、六偏磷酸钠10kg、碳酸钾50kg和自来水1000kg，所述聚丙烯酸钠平均分子质量为3×10^7～5×10^7；

(2)取步骤(1)称取的聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠，碳酸钾混合均匀后，研磨，得到混合物A；

(3)将步骤(2)所得混合物A及步骤(1)所取水加入反应釜中，在55℃下搅拌30分钟，常温下静置3小时，既得所述新型多功能松散土固化剂。

上述实施例1及实例2所制得的松散土固化剂均是以聚丙烯酸钠为有效成分，该松散土固化剂可以用于固化松散土、改善松散土抗渗性能和抗冲蚀性能，即本发明的松散土固化剂具体在松散土固化以及改善松散土抗渗性能和抗冲蚀性能方面应用时，具体的方法如下：

方法一：

将上述实例1中所配制的松散土固化剂分多次喷洒至待固化处理松散土的表面，至松散土表层润湿厚度为12～15cm即可。

方法二：

将上述实例2中所配制的松散土固化剂与待固化处理松散土混合搅拌，液体：松散土的质量比为1：4，即可使松散土的抗渗性能和抗冲蚀性能得以改善，并且使松散土固化性能好。

为了验证本发明的松散土固化剂的性能，现通过下述实验进行说明，具体为：

1、崩解试验

取边长为5cm的立方体砂黄土试样泡入水中，保持水流静止，1min后黄土崩解殆尽：

将实施例1中所配制的松散土固化剂分多次喷洒至待固化处理松散土表面，至松散土表层润湿厚度为12～15cm，一天后取取边长为5cm的立方试样浸入水中，保持水流静止，土样长期浸泡在水中不产生崩解。

2.渗透试验

将实施例2中所配制的松散土固化剂与待固化松散土按液体：松散土的质量比为1：4搅拌，静置一天，分别取加固及未加固松散土进行渗透系数测定，测得未加固土层渗透系数为5.37×〖10〗^(-4)，加固土层渗透系数为2.47×〖10〗^(-6)，加固后渗透系数降低了217倍。

可以看出，该松散土加固剂对松散土的抗渗性能有明显的改善效果，该固化剂能够填充土体内部孔隙，提高松散土抗渗性能。

3.抗冲蚀试验

将实施例2中所配制的松散土固化剂按液体：松散土质量比1：4搅拌，静置一天，在相同水流下对未加固土及加固土进行抗冲测试，未加固土体7min开始出现裂缝，23min时完全冲垮，加固土体没有出现侵蚀现象。

对比可以看出，该松散土加固剂对松散土的抗冲性能有明显的改善效果，该固化剂可以加强土粒间的连接，提高松散土抗冲蚀性能。

Claims (4)

1.一种松散土固化剂，其特征在于，由0.5～3份聚丙烯酸钠、10份六偏磷酸钠、50份碳酸钾和1000份水构成。

2.根据权利要求1所述的一种松散土固化剂，其特征在于，聚丙烯酸钠的平均分子质量为3×10^7～5×10^7，六偏磷酸钠的平均分子质量为611.77，碳酸钾的平均分子质量为138.21。

3.一种松散土固化剂的制备方法，其特征在于，基于权利要求1或2任意一项所述的一种松散土固化剂，包括以下步骤：

步骤1，称取聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钾和水作为原料；

步骤2，取步骤1称取的聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钾，混合均匀后，研磨，得到混合物A；

步骤3，取步骤2所得混合物A及步骤1所取水的加入反应釜中，搅拌、静置后，得到松散土固化剂。

4.根据权利要求3所述的一种松散土固化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，搅拌15～30分钟，静置2～3小时。