CN112430464A - 一种宽温域土壤复合固化剂及土壤固化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽温域土壤复合固化剂及土壤固化方法，属于道路工程领域。所述宽温域土壤复合固化剂，由玉米淀粉废渣稀释液、生石灰、水泥以特定比例混合而成。与现有技术相比，本发明的宽温域土壤复合固化剂节能环保、高温稳定性好、水稳性能优良，具有很好的推广应用价值。

Description

一种宽温域土壤复合固化剂及土壤固化方法

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体提供一种宽温域土壤复合固化剂及土壤固化方法。

背景技术

现有工程应用中，多采用水泥、石灰、粉煤灰等无机粉料对土体进行固化，通过无机材料的水硬性改变土体性质，以达到固化效果。然而，无机材料属于刚性材料，表面裂纹难以避免，随着时间推移，由路面传递而来的荷载会加剧裂纹的发展与延伸，从而影响材料的强度与耐久性；其二，由于固化土多作为路基填充料使用，周边的环境会造成固化后复合材料将长期经受水的侵蚀，一方面土体由于处于水环境下会直接影响胶凝反应程度，在强度形成阶段造成不利影响，另一方面浸润在土体中的水在冬天会发生冻胀，体积的膨胀会破坏固化土体结构，造成不可逆的破坏。

发明内容

本发明是针上述现有技术的不足，提供一种节能环保、耐水性好的宽温域土壤复合固化剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种宽温域土壤复合固化剂，由以下重量配比的原料制得：

所述玉米淀粉废渣为玉米淀粉加工过程中产生的废渣，其主要成分见下表：

主要成分名称	含量(％)
		山梨醇	5-8
丙三醇	10-20
		2,3-丁二醇	2-4
乙二醇	1-3
		甲酸钠	5-10
乙酸钠	5-10
		乳酸钠	5-10
聚醚多元醇	30-45

申请人发现，将玉米淀粉废渣应用于土壤固化时能够达到很好的固化效果。本发明上述固化剂与土壤混合后，前期通过玉米淀粉废渣的粘结性将土壤与生石灰等粉料进行了物理的粘合，玉米淀粉废渣中的自身呈碱性，利用玉米淀粉废渣所提供的碱环境激发以硅铝为主体的土壤，以达到较高的后期强度；玉米淀粉废渣自身随着时间会逐渐由粘流态变为胶状固态，在表面形成致密有机膜，起胶黏作用同时隔绝水分，以达到非常好的封水效果。

作为优选，本发明固化剂各原材料的重量配比为：

所述玉米淀粉废渣稀释液为玉米淀粉废渣的水稀释液，稀释倍数以稀释用水量不超过土壤最佳含水率上限为宜，优选为45-55倍。

所述水泥为硅酸盐水泥，如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥等。水泥强度优选为42.5。

水用于粉料的预拌和，以便于玉米淀粉废渣稀释液能够与其它物料充分混合均匀。水的掺加量与玉米淀粉废渣稀释液中水的含量之和以不超过土壤最佳含水率上限为宜。

本发明进一步的技术任务是提供一种土壤固化方法。

以本发明所述述固化剂对粉土进行固化处理时，各物料重量配比为：

作为优选，土壤固化过程包括以下步骤：

A.将土、生石灰和水泥混合均匀，得到粉料；

B.在确保外掺水量不超过土壤最佳含水率上限前提下，将水加入粉料中，充分拌合；

C.加入玉米淀粉废渣稀释液并混合搅拌均匀。

所述最佳含水量优选通过土的击实试验得到。

所述土优选为盐渍土、低液限粉土、低液限黏土或细粒土。实际工程时，如果土湿度过大，需翻土晾晒后再进行土壤固化处理。进行室内实验时，优选采用烘干后的粉土，实际施工过程中无需增加烘干工序。

与现有技术相比，本发明的宽温域土壤复合固化剂具有以下突出的有益效果：

(一)通过将玉米淀粉废渣与生石灰的协同固废利用，可以形成较高的力学强度，满足大部分低等级公路要求，具有很好的工程实用价值；

(二)利用工业玉米淀粉废渣进行土壤固化，固化成本价格便宜，降低了固化成本；

(三)玉米淀粉废渣的再利用，减少了企业排废，缓解环境压力，为企业减少环保压力；

(四)玉米淀粉废渣由于自身呈黏性，与无机材料协同固化后，可以获得良好的水稳定性，耐水冲刷能力，在土体无机材料中加入有机材料后，有机材料可以改变土体刚度高、易开裂等缺点，且玉米淀粉废渣具有一定的封水效果，是固化后土体有更高的环境适用性，增加路基使用寿命；

(五)玉米淀粉废渣自身相较于沥青具有较高的高温稳定性，可以确保路面在高温状态下可以保持强度不变，保证固化效果，使土体更加稳定，增加公路服役寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如无特别说明，下述所用各成分的含量为重量百分比含量。

实施例一：

以本发明固化剂对盐渍土进行固化处理。固化剂及固化土壤的物料配比如下：

固化方法：

S1.按重量配比分别称取烘干的盐渍土、生石灰、水泥放置在拌和锅中，用搅拌器充分拌和，得到粉料；

S2.按重量配比称取水，加入已充分拌和好的盐渍土内，用搅拌器充分拌和；

S3.按重量配比称取玉米淀粉废渣稀释液(或70#沥青)，加入土壤混合物，用搅拌器充分拌和；

S4.将拌和完成的土壤混合物放入模具内，按照95％压实度压实成型，在40℃下进行套袋养生7天。

根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)对养生后得到的试件进行无侧限抗压强度试验，测试结果见下表，

由上表所示的测试结果可以看出，即便在40℃高温条件下，本发明土壤固化剂也可以明显的增加土壤的固化强度，通过进行无侧限抗压强度的试验测定，强度适合多种公路的基层与底基层强度标准，并将固化后的土体试件浸水后，强度依然很高，具有较好的水稳定性。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种宽温域土壤复合固化剂，其特征在于，由以下重量配比的原料制得：

2.根据权利要求1所述的宽温域土壤复合固化剂，其特征在于，各原材料的重量配比为：

3.根据权利要求1或2所述的宽温域土壤复合固化剂，其特征在于：所述玉米淀粉废渣稀释液为玉米淀粉废渣的45-55倍水稀释液。

4.根据权利要求1或2所述的宽温域土壤复合固化剂，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥。

5.根据权利要求4所述的宽温域土壤复合固化剂，其特征在于：水泥强度为42.5。

6.土壤固化方法，其特征在于：以权利要求1所述固化剂对土壤进行固化处理，各物料重量配比为：

7.根据权利要求6所述的土壤固化方法，其特征在于：包括以下步骤：

A.将土、生石灰和水泥混合均匀，得到粉料；

B.在确保外掺水量不超过土壤最佳含水率上限前提下，将水加入粉料中，充分拌合；

C.加入玉米淀粉废渣稀释液并混合搅拌均匀。

8.根据权利要求7所述的土壤固化方法，其特征在于：所述最佳含水量通过土的击实试验得到。