CN116217180A - 一种膨胀岩土边坡快速防护材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种膨胀岩土边坡快速防护材料，涉及建筑材料技术领域，包括如下按重量份计的各组分：水泥30‑40份、河砂40‑50份、碎石50‑70份、粉煤灰10‑20份、改性蒙脱土10‑20份、聚合物改良剂5‑8份、木质素磺酸钠3‑5份、猪毛粉3‑5份、加筋纤维材料0.5‑1份、甲基硅醇钠1‑3份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi‑NH2 2‑4份、水70‑90份。本发明公开的膨胀岩土边坡快速防护材料防水性能、抗渗抗裂性能和承载能力好，防护效果佳。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种膨胀岩土边坡快速防护材料。
背景技术
膨胀岩土是一种具有反复胀缩、强度较低、裂隙多等特点的特殊岩土体，广泛分布于世界各地。由于其中含有大量蒙脱石、伊利石等亲水矿物，在水分变化条件下，易吸水膨胀、失水皱缩。引起自身性质显著恶化，从而导致工程活动过程中，结构开裂、路基变形、边坡失稳等，极易产生溜塌、滑坡等灾害，给工程项目造成了巨大的经济损失，存在较大的安全隐患。可见，对膨胀岩土边坡进行快速适当防护显得尤为重要。
传统对膨胀岩土边坡进行防护的方法主要包括全封闭的刚性防护措施和在膨胀岩土这种掺入石灰等使膨胀岩土改性。然而这些传统方法施工比较费时费力，在膨胀岩土边坡开挖暴露后，施工期间若降雨或高温蒸发，温度和水分变化会使开挖暴露的膨胀岩土边坡胀缩开裂，给边坡处理留下隐患。另外，由于膨胀岩土地区边坡开挖时，会产生大量的膨胀岩土废弃料，废弃料的处置不但占用土地而且需要较多资金，对环境也将产生负面影响。
为了解决上述问题，中国发明专利CN101613195B公开了一种膨胀岩土边坡快速防护材料，它由水泥、砂、石子、膨胀岩土、水、水玻璃组成，所述的水泥：砂：石子：膨胀岩土：水：水玻璃的重量百分比＝1:1:1-1.5:1.5-1:0.95:0.02。它克服了现有传统方法施工比较费时费力，在膨胀岩土边坡开挖暴露后，施工期间若降雨或高温蒸发，温度和水分变化会使开挖暴露的膨胀岩土边坡胀缩开裂，给边坡处理留下隐患的缺点。该发明材料具有与膨胀岩土具有良好的亲和性，材料自身具备良好的凝结性能，具备比较高的粘结强度。然而，该材料防水性能、抗渗抗裂性能和承载能力有待进一步提高。
可见，开发一种防水性能、抗渗抗裂性能和承载能力好，防护效果佳的膨胀岩土边坡快速防护材料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进胀岩土边坡防护技术的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种防水性能、抗渗抗裂性能和承载能力好，防护效果佳的膨胀岩土边坡快速防护材料。
为达到以上目的，本发明提供一种膨胀岩土边坡快速防护材料，包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、河砂40-50份、碎石50-70份、粉煤灰10-20份、改性蒙脱土10-20份、聚合物改良剂5-8份、木质素磺酸钠3-5份、猪毛粉3-5份、加筋纤维材料0.5-1份、甲基硅醇钠1-3份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH22-4份、水70-90份。
优选的，所述水泥为P.O 42.5R级普通硅酸盐水泥。
优选的，所述河砂的细度模数为2.5-3.5。
优选的，所述碎石的粒径为5mm～8mm。
优选的，所述粉煤灰的粒径为1300-1600目。
优选的，所述改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土置于机械搅拌装置中在50-60℃的水浴环境下进行机械搅拌，然后向其中逐滴加入硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的乙醇溶液，1-2小时内滴完，滴完后继续保温搅拌3-6小时，取出后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到改性蒙脱土。
优选的，所述蒙脱土、硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、乙醇的质量比为(3-5):(0.08-0.12):0.05:(0.6-1)。
优选的，所述蒙脱土的粒径为1200-1500目。
优选的，所述聚合物改良剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，60-70℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到聚合物改良剂。
优选的，所述甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(1-2):(0.3-0.5):(0.5-0.8):(0.03-0.05):(10-20)。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的，所述猪毛粉的粒径为1000-1300目。
优选的，所述加筋纤维材料为废旧钢纤维、氧化石墨烯纤维按质量比(1-2):1混合形成的混合物。
优选的，所述废旧钢纤维的直径为0.5-0.8mm，长度为10-25mm。
优选的，所述氧化石墨烯纤维的平均直径为100-500nm，长度为50-100μm。
优选的，所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2是按中国发明专利CN201910338290.3中实施例1的方法制成。
本发明的另一个目的，在于提供一种膨胀岩土边坡快速防护材料的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到膨胀岩土边坡快速防护材料。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的膨胀岩土边坡快速防护材料的制备方法，工艺简单，施工方便可行，对设备依赖性小，使用安全环保，制备效率高，适于大批量生产。
（2）本发明公开的膨胀岩土边坡快速防护材料，包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、河砂40-50份、碎石50-70份、粉煤灰10-20份、改性蒙脱土10-20份、聚合物改良剂5-8份、木质素磺酸钠3-5份、猪毛粉3-5份、加筋纤维材料0.5-1份、甲基硅醇钠1-3份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH22-4份、水70-90份；通过各组分种类和配比的合理选取，使得它们之间能更好地相互配合共同作用，从而赋予膨胀岩土边坡快速防护材料防水性能、抗渗抗裂性能和承载能力好，防护效果佳的优点。制成的材料使用常规设备就可以进行快速施工，具有安全可靠、施工效率高、施工难度小的优势。
（3）本发明公开的膨胀岩土边坡快速防护材料，添加有粉煤灰、猪毛粉、废旧钢纤维这些废弃物成分，不仅节约了资源还有利于环保，实现了变废为宝，降低了产品成本；且通过这些成分的加入，与其它组分一起，配合作用，提高了材料的致密度和各组分之间的相容性，赋予材料优异的承载能力和抗渗抗裂性能，有效改善了其对膨胀岩土边坡的防护效果。
（4）本发明公开的膨胀岩土边坡快速防护材料，聚合物改良剂是由甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精制成，其分子结构中含有环氧基，与改性蒙脱土、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2上的氨基发生化学反应，形成互穿网络结构，有效改善防护效果，提高稳定性和耐久性；且引入的聚硅氧烷结构与甲基硅醇钠配合作用，在膨胀岩土表面形成防水层，有效阻止边坡土水分入渗，减少干湿循环及碳化作用对膨胀岩土的影响，提高耐水性和耐久性。聚合物改良剂同时引入异冰片酯基、环氧基、异吲哚酸、环糊精结构，它们在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，能有效改善对膨胀岩土边坡的保护效果。
（5）本发明公开的膨胀岩土边坡快速防护材料，氧化石墨烯纤维的加入不仅能改善各组分之间的相容性，还能对材料微孔隙起到填充作用，有效改善抗渗抗裂、防水和增强作用；与聚合物改良剂等组分协同作用，有效抑制了土体的裂缝发育，提高了防护材料防护效果的耐久性。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种膨胀岩土边坡快速防护材料，包括如下按重量份计的各组分：水泥40份、河砂50份、碎石70份、粉煤灰10份、改性蒙脱土10份、聚合物改良剂5份、木质素磺酸钠3份、猪毛粉3份、加筋纤维材料0.5份、甲基硅醇钠1份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH22份、水70份。
所述水泥为P.O 42.5R级普通硅酸盐水泥；所述河砂的细度模数为2.5；所述碎石的粒径为5mm～8mm；所述粉煤灰的粒径为1300目。
所述改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土置于机械搅拌装置中在50℃的水浴环境下进行机械搅拌，然后向其中逐滴加入硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的乙醇溶液，1小时内滴完，滴完后继续保温搅拌3小时，取出后置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到改性蒙脱土。
所述蒙脱土、硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、乙醇的质量比为3:0.08:0.05:0.6；所述蒙脱土的粒径为1200目。
所述聚合物改良剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，60℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去溶剂，得到聚合物改良剂；所述甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1:0.3:0.5:0.03:10；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氮气。通过GPC测试，美国Waters 515-2410测定该聚合物改良剂的Mn=18120g/mol，MW/Mn=1.324，测试前经过乙醇洗涤3次，再烘干的提纯步骤；经过红外、元素分析及重量变化计算，其分子结构中由甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精引入的结构单元的质量比为1:0.98:0.29:0.47。
所述猪毛粉的粒径为1000目；所述加筋纤维材料为废旧钢纤维、氧化石墨烯纤维按质量比1:1混合形成的混合物；所述废旧钢纤维的直径为0.5mm，长度为10mm；所述氧化石墨烯纤维的平均直径为100nm，长度为50μm；所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2是按中国发明专利CN201910338290.3中实施例1的方法制成。
一种膨胀岩土边坡快速防护材料的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到膨胀岩土边坡快速防护材料。
实施例2
一种膨胀岩土边坡快速防护材料，包括如下按重量份计的各组分：水泥38份、河砂47份、碎石65份、粉煤灰13份、改性蒙脱土12份、聚合物改良剂6份、木质素磺酸钠3.5份、猪毛粉3.5份、加筋纤维材料0.6份、甲基硅醇钠1.5份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH22.5份、水75份。
所述水泥为P.O 42.5R级普通硅酸盐水泥；所述河砂的细度模数为2.7；所述碎石的粒径为5mm～8mm；所述粉煤灰的粒径为1400目。
所述改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土置于机械搅拌装置中在53℃的水浴环境下进行机械搅拌，然后向其中逐滴加入硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的乙醇溶液，1.2小时内滴完，滴完后继续保温搅拌4小时，取出后置于真空干燥箱87℃下干燥至恒重，得到改性蒙脱土；所述蒙脱土、硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、乙醇的质量比为3.5:0.09:0.05:0.7；所述蒙脱土的粒径为1300目。
所述聚合物改良剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，63℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到聚合物改良剂；所述甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.2:0.35:0.6:0.035:13；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气。
所述猪毛粉的粒径为1100目；所述加筋纤维材料为废旧钢纤维、氧化石墨烯纤维按质量比1.2:1混合形成的混合物；所述废旧钢纤维的直径为0.6mm，长度为15mm；所述氧化石墨烯纤维的平均直径为200nm，长度为65μm；所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2是按中国发明专利CN201910338290.3中实施例1的方法制成。
一种膨胀岩土边坡快速防护材料的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到膨胀岩土边坡快速防护材料。
实施例3
一种膨胀岩土边坡快速防护材料，包括如下按重量份计的各组分：水泥35份、河砂45份、碎石60份、粉煤灰15份、改性蒙脱土15份、聚合物改良剂6.5份、木质素磺酸钠4份、猪毛粉4份、加筋纤维材料0.7份、甲基硅醇钠2份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH23份、水80份。
所述水泥为P.O 42.5R级普通硅酸盐水泥；所述河砂的细度模数为3；所述碎石的粒径为5mm～8mm；所述粉煤灰的粒径为1450目。
所述改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土置于机械搅拌装置中在55℃的水浴环境下进行机械搅拌，然后向其中逐滴加入硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的乙醇溶液，1.5小时内滴完，滴完后继续保温搅拌4.5小时，取出后置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到改性蒙脱土；所述蒙脱土、硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、乙醇的质量比为4:0.1:0.05:0.8；所述蒙脱土的粒径为1350目。
所述聚合物改良剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到聚合物改良剂；所述甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.5:0.4:0.65:0.04:15；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氖气。
所述猪毛粉的粒径为1200目；所述加筋纤维材料为废旧钢纤维、氧化石墨烯纤维按质量比1.5:1混合形成的混合物；所述废旧钢纤维的直径为0.65mm，长度为18mm；所述氧化石墨烯纤维的平均直径为300nm，长度为75μm；所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2是按中国发明专利CN201910338290.3中实施例1的方法制成。
一种膨胀岩土边坡快速防护材料的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到膨胀岩土边坡快速防护材料。
实施例4
一种膨胀岩土边坡快速防护材料，包括如下按重量份计的各组分：水泥33份、河砂43份、碎石55份、粉煤灰18份、改性蒙脱土18份、聚合物改良剂7.5份、木质素磺酸钠4.5份、猪毛粉4.5份、加筋纤维材料0.9份、甲基硅醇钠2.5份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH23.5份、水85份。
所述水泥为P.O 42.5R级普通硅酸盐水泥；所述河砂的细度模数为3.3；所述碎石的粒径为5mm～8mm；所述粉煤灰的粒径为1500目。
所述改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土置于机械搅拌装置中在58℃的水浴环境下进行机械搅拌，然后向其中逐滴加入硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的乙醇溶液，1.8小时内滴完，滴完后继续保温搅拌5.5小时，取出后置于真空干燥箱93℃下干燥至恒重，得到改性蒙脱土；所述蒙脱土、硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、乙醇的质量比为4.5:0.11:0.05:0.9；所述蒙脱土的粒径为1400目。
所述聚合物改良剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，68℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到聚合物改良剂；所述甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.8:0.45:0.75:0.045:18；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氩气。
所述猪毛粉的粒径为1250目；所述加筋纤维材料为废旧钢纤维、氧化石墨烯纤维按质量比1.8:1混合形成的混合物；所述废旧钢纤维的直径为0.75mm，长度为23mm；所述氧化石墨烯纤维的平均直径为400nm，长度为90μm；所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2是按中国发明专利CN201910338290.3中实施例1的方法制成。
一种膨胀岩土边坡快速防护材料的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到膨胀岩土边坡快速防护材料。
实施例5
一种膨胀岩土边坡快速防护材料，包括如下按重量份计的各组分：水泥30份、河砂40份、碎石50份、粉煤灰20份、改性蒙脱土20份、聚合物改良剂8份、木质素磺酸钠5份、猪毛粉5份、加筋纤维材料1份、甲基硅醇钠3份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH24份、水90份。
所述水泥为P.O 42.5R级普通硅酸盐水泥；所述河砂的细度模数为3.5；所述碎石的粒径为5mm～8mm；所述粉煤灰的粒径为1600目。
所述改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土置于机械搅拌装置中在60℃的水浴环境下进行机械搅拌，然后向其中逐滴加入硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的乙醇溶液，2小时内滴完，滴完后继续保温搅拌6小时，取出后置于真空干燥箱95℃下干燥至恒重，得到改性蒙脱土；所述蒙脱土、硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、乙醇的质量比为5:0.12:0.05:1；所述蒙脱土的粒径为1500目。
所述聚合物改良剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，70℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，得到聚合物改良剂；所述甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:2:0.5:0.8:0.05:20；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氩气中。
所述猪毛粉的粒径为1300目；所述加筋纤维材料为废旧钢纤维、氧化石墨烯纤维按质量比2:1混合形成的混合物；所述废旧钢纤维的直径为0.8mm，长度为25mm；所述氧化石墨烯纤维的平均直径为500nm，长度为100μm；所述端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2是按中国发明专利CN201910338290.3中实施例1的方法制成。
一种膨胀岩土边坡快速防护材料的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到膨胀岩土边坡快速防护材料。
对比例1
一种膨胀岩土边坡快速防护材料，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加猪毛粉和氧化石墨烯纤维。
对比例2
一种膨胀岩土边坡快速防护材料，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加聚合物改良剂和端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2。
为了进一步说明本发明各实施例制成的膨胀岩土边坡快速防护材料的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-2制成的膨胀岩土边坡快速防护材料按照我国现行相应国标或常规方法进行相关性能测试，测试结果见表1，其中体缩量的大小反应了防护材料的保水效果，即防护效果；各实施例均是在同等试验环境下进行的。测试最高抗渗压力是以28天养护龄期的标准试件为对象，按标准试验方法进行试验时，用每组6个试件中5个试件未出现渗水时的最大水压力来表示
表1
| 项目 | 室内试验体缩量 | 现场验证试验材料外观 | 28天抗压强度 | 最高抗渗压力 |
| 单位 | % | — | MPa | MPa |
| 实施例1 | 0.2 | 无裂痕，表面平整 | 43.5 | 10.2 |
| 实施例2 | 0.2 | 无裂痕，表面平整 | 44.2 | 10.7 |
| 实施例3 | 0.1 | 无裂痕，表面平整 | 45.0 | 11.0 |
| 实施例4 | 0.1 | 无裂痕，表面平整 | 45.5 | 11.7 |
| 实施例5 | 0.1 | 无裂痕，表面平整 | 46.6 | 12.1 |
| 对比例1 | 0.6 | 细微裂纹、有渗水痕迹 | 39.2 | 9.4 |
| 对比例2 | 1.0 | 细微裂纹、有渗水痕迹 | 37.7 | 8.7 |
从表1可见，本发明实施例公开的膨胀岩土边坡快速防护材料，与对比例产品相比，防护效果更好，承载能力和抗渗防水性能更佳，猪毛粉、氧化石墨烯纤维、聚合物改良剂和端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2的加入对改善上述性能均有益。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、河砂40-50份、碎石50-70份、粉煤灰10-20份、改性蒙脱土10-20份、聚合物改良剂5-8份、木质素磺酸钠3-5份、猪毛粉3-5份、加筋纤维材料0.5-1份、甲基硅醇钠1-3份、端氨基超支化聚硅氧烷HPSi-NH2 2-4份、水70-90份。
2.根据权利要求1所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述水泥为P.O42.5R级普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述河砂的细度模数为2.5-3.5；所述碎石的粒径为5mm～8mm；所述粉煤灰的粒径为1300-1600目。
4.根据权利要求1所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土置于机械搅拌装置中在50-60℃的水浴环境下进行机械搅拌，然后向其中逐滴加入硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的乙醇溶液，1-2小时内滴完，滴完后继续保温搅拌3-6小时，取出后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到改性蒙脱土。
5.根据权利要求4所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述蒙脱土、硅烷偶联剂KH550、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、乙醇的质量比为(3-5):(0.08-0.12):0.05:(0.6-1)；所述蒙脱土的粒径为1200-1500目。
6.根据权利要求1所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述聚合物改良剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，60-70℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到聚合物改良剂。
7.根据权利要求6所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、烯丙基-β-环糊精、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(1-2):(0.3-0.5):(0.5-0.8):(0.03-0.05):(10-20)。
8.根据权利要求6所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述猪毛粉的粒径为1000-1300目；所述加筋纤维材料为废旧钢纤维、氧化石墨烯纤维按质量比(1-2):1混合形成的混合物。
10.根据权利要求9所述的膨胀岩土边坡快速防护材料，其特征在于，所述废旧钢纤维的直径为0.5-0.8mm，长度为10-25mm；所述氧化石墨烯纤维的平均直径为100-500nm，长度为50-100μm。
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