CN110938436A - 一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法 - Google Patents

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杨永东
申狄仑
李飞
金积均
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    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
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Abstract

本发明公开了一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法，该抗疏力土壤稳定剂由以下质量百分比的原料制备而成：SOLIDRY(SD)7～12份；芽孢杆菌2～3份；多元醇5～7份；三异丙醇胺5～10份；纳米碳酸钙10～15份；二乙烯三胺五羧酸钠3～5份；乳酸钙8～12份；纳米硅颗粒1～3份。本发明能改变土颗粒结构、降低土微粒界面活性，使土颗粒内部原始内聚力重新组合，产生不可逆转的凝聚；阻塞土体空隙，使土颗粒失去毛细吸水之特性，达到抗渗透、提高承载力、减少变形，达到长期稳定土体的目的。

Description

一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及土壤稳定技术领域，具体涉及一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法。
背景技术
抗疏力土壤稳定剂是一种由多种无机、有机材料合成的用于固化各类土壤的新型节能环保工程材料。它与土壤混合后通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，能将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来，使得土壤胶团表面电流降低，胶团所吸附的双电层减薄，电解质浓度增强，颗粒趋于凝聚，体积膨胀而进一步填充土壤孔隙，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密度。经过抗疏力土壤稳定剂处理过的土壤，其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、CBR、剪切强度等性能都得到了很大的提高，从而延长了道路的使用寿命，节省了工程维修成本，经济环境效益俱佳，是当前理想的筑路材料选择。然而，现有的抗疏力土壤稳定剂大多价格较高，用量较大，效果不是特别理想。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种抗疏力土壤稳定剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种抗疏力土壤稳定剂，由以下质量百分比的原料制备而成：
SOLIDRY(SD)7～12份；芽孢杆菌2～3份；多元醇5～7份；三异丙醇胺5～10份；纳米碳酸钙10～15份；二乙烯三胺五羧酸钠3～5份；乳酸钙8～12份；纳米硅颗粒1～3份。
优选地，由以下质量百分比的原料制备而成：
SOLIDRY(SD)7份；芽孢杆菌2份；多元醇5份；三异丙醇胺5份；纳米碳酸钙10份；二乙烯三胺五羧酸钠3份；乳酸钙8份；纳米硅颗粒1份。
优选地，由以下质量百分比的原料制备而成：
SOLIDRY(SD)12份；芽孢杆菌3份；多元醇7份；三异丙醇胺10份；纳米碳酸钙15份；二乙烯三胺五羧酸钠5份；乳酸钙12份；纳米硅颗粒3份。
优选地，由以下质量百分比的原料制备而成：
SOLIDRY(SD)14.5份；芽孢杆菌2.5份；多元醇6份；三异丙醇胺7.5份；纳米碳酸钙12.5份；二乙烯三胺五羧酸钠4份；乳酸钙10份；纳米硅颗粒2份。
进一步地，其特征在于：所述多元醇为乙二醇、丙二醇、二乙醇三异丙醇中的一种或多种。
本发明还提供了上述一种抗疏力土壤稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述的配方称取各组分；
S2、将称取的SOLIDRY(SD)、芽孢杆菌、乳酸钙、纳米碳酸钙、纳米硅颗粒混合均匀，得组分A；
S3、将称取的多元醇和三异丙醇胺混合搅拌均匀后，加入二乙烯三胺五羧酸钠，搅拌均匀，得组分B；
S4、将组分A和组分B分别包装，即得。
本发明具有以下有益效果：
能改变土颗粒结构、降低土微粒界面活性，使土颗粒内部原始内聚力重新组合，产生不可逆转的凝聚；阻塞土体空隙，使土颗粒失去毛细吸水之特性，达到抗渗透、提高承载力、减少变形，达到长期稳定土体的目的；SOLIDRY(SD)通过关闭毛细管阻止处理后的土壤被水浸入，吸水性能大大降低，从而消除了土壤的膨胀现象；纳米硅颗粒具有特殊的网状结构，与纳米碳酸钙配合建立一个新的网状结构，有效阻止了土壤内部裂纹的扩展，提高了土壤的承载力，芽孢杆菌通过食用乳酸钙作为食物，最终产生反应形成石灰石，从而进一步提高了土壤的承载力；二乙烯三胺五羧酸钠、多元醇遇水后，会形成大量的羧基和羟基，由于分子间作用力这些极性基团吸附到土颗粒表面，能够破坏非活性材料表面光滑、致密的Si-O-Si键和Si-O-Al键及其网络结构，使晶体结构产生缺陷，加速其解离和水化，这些三维大分子结构从各个方位吸附在材料表面，相互交叉，达到长期稳定土体的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
S1、按重量份称取：SOLIDRY(SD)7份；芽孢杆菌2份；多元醇5份；三异丙醇胺5份；纳米碳酸钙10份；二乙烯三胺五羧酸钠3份；乳酸钙8份；纳米硅颗粒1份
S2、将称取的SOLIDRY(SD)、芽孢杆菌、乳酸钙、纳米碳酸钙、纳米硅颗粒混合均匀，得组分A；
S3、将称取的多元醇和三异丙醇胺混合搅拌均匀后，加入二乙烯三胺五羧酸钠，搅拌均匀，得组分B；
S4、将组分A和组分B分别包装，即得。
实施例2
S1、按重量份称取：SOLIDRY(SD)12份；芽孢杆菌3份；多元醇7份；三异丙醇胺10份；纳米碳酸钙15份；二乙烯三胺五羧酸钠5份；乳酸钙12份；纳米硅颗粒3份；
S2、将称取的SOLIDRY(SD)、芽孢杆菌、乳酸钙、纳米碳酸钙、纳米硅颗粒混合均匀，得组分A；
S3、将称取的多元醇和三异丙醇胺混合搅拌均匀后，加入二乙烯三胺五羧酸钠，搅拌均匀，得组分B；
S4、将组分A和组分B分别包装，即得。
实施例3
S1、按重量份称取：SOLIDRY(SD)14.5份；芽孢杆菌2.5份；多元醇6份；三异丙醇胺7.5份；纳米碳酸钙12.5份；二乙烯三胺五羧酸钠4份；乳酸钙10份；纳米硅颗粒2份；
S2、将称取的SOLIDRY(SD)、芽孢杆菌、乳酸钙、纳米碳酸钙、纳米硅颗粒混合均匀，得组分A；
S3、将称取的多元醇和三异丙醇胺混合搅拌均匀后，加入二乙烯三胺五羧酸钠，搅拌均匀，得组分B；
S4、将组分A和组分B分别包装，即得。
对比例1
按重量份称取：SOLIDRY(SD)14.5份；
对比例2
S1、按重量份称取：SOLIDRY(SD)14.5份；多元醇6份；三异丙醇胺7.5份；纳米碳酸钙12.5份；二乙烯三胺五羧酸钠4份；纳米硅颗粒2份；
S2、将称取的SOLIDRY(SD)、纳米碳酸钙、纳米硅颗粒混合均匀，得组分A；
S3、将称取的多元醇和三异丙醇胺混合搅拌均匀后，加入二乙烯三胺五羧酸钠，搅拌均匀，得组分B；
S4、将组分A和组分B分别包装，即得。
对比例3
S1、按重量份称取：SOLIDRY(SD)14.5份；芽孢杆菌2.5份；纳米碳酸钙12.5份；乳酸钙10份；纳米硅颗粒2份；
S2、将称取的SOLIDRY(SD)、芽孢杆菌、乳酸钙、纳米碳酸钙、纳米硅颗粒混合均匀，即得。
对比例4
S1、按重量份称取：SOLIDRY(SD)14.5份；芽孢杆菌2.5份；多元醇6份；三异丙醇胺7.5份；二乙烯三胺五羧酸钠4份；乳酸钙10份；
S2、将称取的SOLIDRY(SD)、芽孢杆菌、乳酸钙混合均匀，得组分A；
S3、将称取的多元醇和三异丙醇胺混合搅拌均匀后，加入二乙烯三胺五羧酸钠，搅拌均匀，得组分B；
S4、将组分A和组分B分别包装，即得
实验方法：
称取水泥50g、素土950g、0.15g土壤固化剂，先将水泥与素土均匀拌合，再与土壤固化剂(在含有组分A和组分B时，先与组分A混匀，后与组分B混匀)均匀拌合后，依次经过碾压、养生形成土壤固化土，对其进行抗压强度测试(7天龄期和28天龄期)、水稳定性测试(常温下浸水测定其吸水率)和抗冻融性测试(养生期为28天、90天，循环是在-35℃的条件下冷冻后在20℃恒温恒湿的养护箱内融24小时为一个冻融循环，如此反复进行5次，达到规定循环次数时停止试验，测试冻融样品的抗压强度)，结果表明：实施例1～3所得的土壤固化土的抗压强度、水稳定性和抗冻融性均显著高于对比例1～4，且对比例1的抗压强度、水稳定性和抗冻融性最差。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种抗疏力土壤稳定剂，其特征在于：由以下质量百分比的原料制备而成：
SOLIDRY 7～12份；芽孢杆菌2～3份；多元醇5～7份；三异丙醇胺5～10份；纳米碳酸钙10～15份；二乙烯三胺五羧酸钠3～5份；乳酸钙8～12份；纳米硅颗粒1～3份。
2.如权利要求1所述的一种抗疏力土壤稳定剂，其特征在于：由以下质量百分比的原料制备而成：
SOLIDRY 7份；芽孢杆菌2份；多元醇5份；三异丙醇胺5份；纳米碳酸钙10份；二乙烯三胺五羧酸钠3份；乳酸钙8份；纳米硅颗粒1份。
3.如权利要求1所述的一种抗疏力土壤稳定剂，其特征在于：由以下质量百分比的原料制备而成：
SOLIDRY 12份；芽孢杆菌3份；多元醇7份；三异丙醇胺10份；纳米碳酸钙15份；二乙烯三胺五羧酸钠5份；乳酸钙12份；纳米硅颗粒3份。
4.如权利要求1所述的一种抗疏力土壤稳定剂，其特征在于：由以下质量百分比的原料制备而成：
SOLIDRY 14.5份；芽孢杆菌2.5份；多元醇6份；三异丙醇胺7.5份；纳米碳酸钙12.5份；二乙烯三胺五羧酸钠4份；乳酸钙10份；纳米硅颗粒2份。
5.如权利要求1～4任一项所述的一种抗疏力土壤稳定剂，其特征在于：所述多元醇为乙二醇、丙二醇、二乙醇三异丙醇中的一种或多种。
6.一种抗疏力土壤稳定剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、按权利要求1～4任一项所述的配方称取各组分；
S2、将称取的SOLIDRY、芽孢杆菌、乳酸钙、纳米碳酸钙、纳米硅颗粒混合均匀，得组分A；
S3、将称取的多元醇和三异丙醇胺混合搅拌均匀后，加入二乙烯三胺五羧酸钠，搅拌均匀，得组分B；
S4、将组分A和组分B分别包装，即得。
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