CN112920804A - 一种新型液体土壤固化剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型液体土壤固化剂，所述土壤固化剂由以下质量百分比的组分组成：水30%~55%、硅酸钠30%~50%、二氧化硅0.2%~4%、环氧树脂6%~10%和光引发光剂1%~6%。以一定比例分别选取水、硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂，备用；将按比例量取的水倒入高分散搅拌器中，再按照硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂的顺序依次间隔放入搅拌器搅拌混合，每隔30分钟放入一种原料，每加入一种原料于室温下高分散搅拌10~20分钟，混合均匀，获得混合溶液；上述混合溶液至少搅拌反应60分钟，获得液体土壤固化剂。本发明提供的土壤固化剂具有固化速度快、相对强度高、收缩量小。

Description

一种新型液体土壤固化剂及制备方法
技术领域
本发明属于土壤固化剂技术领域，具体涉及一种新型液体土壤固化剂及制备方法。
背景技术
土壤固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用于固化各类土壤、改善土壤工程技术性能的新型工程材料。在工程建筑中，采用土壤固化剂可以替代石灰、水泥、粉煤灰、碎石、砾石等传统筑路材料，并且具有用量少、就地取材、固化速度快、早期强度高、节省施工时间、降低工程造价等优点，因此在公路路基、铁路路基、堤坝固化、建筑物地基、机场平整固化、边坡固定等诸多领域中都得到了广泛应用。
在现有技术中，土壤固化剂无侧限抗压强度、水稳性、干湿循环性、冻融性、抗渗性能以及耐久性等方面无法满足标准要求，实际应用效果不满意。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种新型液体土壤固化剂及制备方法。
为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
一种新型液体土壤固化剂，所述土壤固化剂由以下质量百分比的组分组成：水30%~55%、硅酸钠30%~50%、二氧化硅0.2%~4%、环氧树脂6%~10%和光引发光剂1%~6%。
较佳的，所述土壤固化剂由以下质量百分比的组分组成：水40%~50%、硅酸钠38%~45%、二氧化硅1%~2.5%、环氧树脂7%~9%和光引发光剂2%~5.5%。
优选的，所述土壤固化剂由以下质量百分比的组分组成：水53%、硅酸钠35%、二氧化硅1.5%、环氧树脂8%和光引发光剂2.5%。
本发明的另一目的在于提供一种新型液体土壤固化剂的制备方法，按照以下步骤进行：
（1）以一定比例分别选取水、硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂，备用；
（2）将按比例量取的水倒入高分散搅拌器中，再按照硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂的顺序依次间隔放入搅拌器搅拌混合，每隔30分钟放入一种原料，每加入一种原料于室温下高分散搅拌10~20分钟，混合均匀，获得混合溶液；
（3）上述混合溶液至少搅拌反应60分钟，获得液体土壤固化剂。
进一步的，所述搅拌器的搅拌速度为300r/min～400r/min。
（1）硅酸钠，又称水玻璃，是一种矿黏合剂，其化学式为R2O·nSiO2，式中R2O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。建筑上常用的水玻璃是硅酸钠的水溶液；
（2）二氧化硅，其分子长程有序排列形成晶态二氧化硅，短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。二氧化硅晶体中，硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子位于正四面体的四个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。二氧化硅的最简式是SiO2，但SiO2不代表一个简单分子(仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比)。纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、难溶的无色透明的固体，常用于制造光学仪器等；
（3）环氧树脂，是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。双酚A 型环氧树脂不仅产量最大，品种最全，而且新的改性品种仍在不断增加，质量正在不断提高。在光固化体系中，包括UV胶，UV涂料，UV油墨等，接受或吸收外界能量后本身发生化学变化，分解为自由基或阳离子，从而引发聚合反应；
（4）光引发剂，凡经光照能产生自由基并进一步引发聚合的物质统称光引发剂。一些单体经光照后，吸收光子形成激发态M*：M+hv→M*；激发了的活性分子经均裂产生自由基：M*→R•+R′•，进而引发单体聚合，生成高分子。辐射固化是一项节能环保新技术，紫外光(UV)和电子束(EB)、红外光、可见光、激光、化学荧光等辐射光照射固化，完全符合“5E”特点：Efficient(高效)、Enabling(实用)、Economical(经济)、Energy Saving(节能)、Environmental Friendly(环境友好)，因此被誉为“绿色技术”。光引发剂是光固化胶黏剂的重要组分之一，它对固化速率起着决定性作用。光引发剂受紫外光照射后，吸收光的能量，分裂成2个活性自由基，引发光敏树脂和活性稀释剂发生连锁聚合，使胶黏剂交联固化，其特点是快速、环保、节能。
有益效果：本发明提供的土壤固化剂具有固化速度快、相对强度高、收缩量小，经固化的土体不会出现“二次泥化”的特点，可解决水泥、石灰等胶接材料在土体中无法解决的技术问题。同传统工艺相比，固化剂固化路基或基层具有对土体固化速度快、强度高、抗渗性好、路用性能好、污染少、施工周期短和综合成本低等优点。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
一种新型液体土壤固化剂，其原料由水、硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂和光引发光剂组成；其制备方法：
（1）称取450kg水、420kg硅酸钠、15kg二氧化硅、80kg环氧树脂和35kg光引发光剂，备用；
（2）将水倒入高分散搅拌器中，再按照硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂的顺序依次间隔放入搅拌器搅拌混合，每隔30分钟放入一种原料，每加入一种原料于室温下高分散搅拌15分钟，混合均匀，获得混合溶液；
（3）上述混合溶液采用350r/min的搅拌速度搅拌反应60分钟，获得液体土壤固化剂。
实施例2
一种新型液体土壤固化剂，其原料由水、硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂和光引发光剂组成；其制备方法：
（1）称取550kg水、300kg硅酸钠、20kg二氧化硅、90kg环氧树脂和40kg光引发光剂，备用；
（2）将水倒入高分散搅拌器中，再按照硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂的顺序依次间隔放入搅拌器搅拌混合，每隔30分钟放入一种原料，每加入一种原料于室温下高分散搅拌10分钟，混合均匀，获得混合溶液；
（3）上述混合溶液采用300r/min的搅拌速度至少搅拌反应100分钟，获得液体土壤固化剂。
实施例3
一种新型液体土壤固化剂，其原料由水、硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂和光引发光剂组成；其制备方法：
（1）称取300kg水、500kg硅酸钠、40kg二氧化硅、100kg环氧树脂和60kg光引发光剂，备用；
（2）将水倒入高分散搅拌器中，再按照硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂的顺序依次间隔放入搅拌器搅拌混合，每隔30分钟放入一种原料，每加入一种原料于室温下高分散搅拌20分钟，混合均匀，获得混合溶液；
（3）上述混合溶液采用400r/min的搅拌速度至少搅拌反应80分钟，获得液体土壤固化剂。
另外，为了说明本发明土壤固化剂的功效，申请人进行了如下性能测试：
采用砂性土作为基本土样，使用前过2.36mm圆孔筛采用PO42.5硅酸盐水泥作为胶凝材料，按JTGE51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》和JTGE40-2007《公路土工试验规程》进行配合比设计最终获得配合比1，在此基础上，将上述实施例1～3获得的土壤固化剂均按占水泥质量8%的比例掺入配合比1中以分别获得配合比2、配合比3及配合比4，之后分别测定四个配合比的最大干密度、28d无侧限抗压强度及28天浸水吸水率，配合比及性能检测结果见表1。
表1
Figure 961880DEST_PATH_IMAGE002
由表 1可知，配合比2、配合比3、配合比4相较于配合比1而言，它们的最大干密度和28d无侧限抗压强度均有所提高，28d浸水吸水率均有所降低，即掺有本发明制备的土壤固化剂其固化土相比较于未掺土壤固化剂的固化土其最大干密度和28d无侧限抗压强度均有所提高，28d浸水吸水率均有所降低，从而表明本发明土壤固化剂能有利以增强土壤密实度、提高土壤抗压强度和耐水性能。

Claims (5)

1.一种新型液体土壤固化剂，其特征在于，所述土壤固化剂由以下质量百分比的组分组成：水30%~55%、硅酸钠30%~50%、二氧化硅0.2%~4%、环氧树脂6%~10%和光引发光剂1%~6%。
2.如权利要求1所述的新型液体土壤固化剂，其特征在于，所述土壤固化剂由以下质量百分比的组分组成：水40%~50%、硅酸钠38%~45%、二氧化硅1%~2.5%、环氧树脂7%~9%和光引发光剂2%~5.5%。
3.如权利要求1所述的新型液体土壤固化剂，其特征在于，所述土壤固化剂由以下质量百分比的组分组成：水53%、硅酸钠35%、二氧化硅1.5%、环氧树脂8%和光引发光剂2.5%。
4.一种权利要求1至3所述液体土壤固化剂的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
（1）以一定比例分别选取水、硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂，备用；
（2）将按比例量取的水倒入高分散搅拌器中，再按照硅酸钠、二氧化硅、环氧树脂、光引发光剂的顺序依次间隔放入搅拌器搅拌混合，每隔30分钟放入一种原料，每加入一种原料于室温下高分散搅拌10~20分钟，混合均匀，获得混合溶液；
（3）上述混合溶液至少搅拌反应60分钟，获得液体土壤固化剂。
5.如权利要求4所述液体土壤固化剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌器的搅拌速度为300r/min～400r/min。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108947457A (zh) * 2018-09-26 2018-12-07 北京市政建设集团有限责任公司 一种有机无机复合光引发潜伏性土壤固化剂及其制备方法
CN109133839A (zh) * 2018-09-26 2019-01-04 北京市政建设集团有限责任公司 一种盾构渣土回收再利用的方法
CN110283597A (zh) * 2019-05-24 2019-09-27 北京市政建设集团有限责任公司 一种用于软基土加固的固化剂及软基土加固施工方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108947457A (zh) * 2018-09-26 2018-12-07 北京市政建设集团有限责任公司 一种有机无机复合光引发潜伏性土壤固化剂及其制备方法
CN109133839A (zh) * 2018-09-26 2019-01-04 北京市政建设集团有限责任公司 一种盾构渣土回收再利用的方法
CN110283597A (zh) * 2019-05-24 2019-09-27 北京市政建设集团有限责任公司 一种用于软基土加固的固化剂及软基土加固施工方法

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