[發(fā)明專利]超疏水泥巖改性劑及其制備方法和泥巖改良方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910086348.X
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109852165B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾鈴;查煥奕;劉杰;付宏淵;陳彩營
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: C09D127/16
• 分類號: C09D127/16;C09D7/61
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61237
• 代理人: 閔媛媛

本發(fā)明公開了一種超疏水泥巖改性劑及其制備方法和泥巖改良方法，超疏水泥巖改性劑的原料按以下質(zhì)量份數(shù)組成：氧化鈣1～8份，氯化鉀3～10份，聚偏氟乙烯0.3～1.0份，二甲基甲酰胺或N?甲基吡咯烷酮0.6～2.0份，其中，聚偏氟乙烯與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：2。聚偏氟乙烯具有良好的成膜性，高分子成膜后，對外的疏水基團能夠阻止水分子進一步向泥巖內(nèi)部滲透，提高炭質(zhì)泥巖防滲性；當(dāng)炭質(zhì)泥巖遇水崩解時，聚偏氟乙烯膜受力，在聚偏氟乙烯膜與炭質(zhì)泥巖顆粒之間產(chǎn)生約束力，抑制炭質(zhì)泥巖崩解，阻礙裂隙的開展，提高炭質(zhì)泥巖加固效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超疏水泥巖改性劑及其制備方法和泥巖改良方法，采用該超疏水泥巖改性劑用于泥巖改良。

背景技術(shù)

泥巖包括炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖和頁巖等軟弱巖體。由于泥巖獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，使其對溫度、濕度、應(yīng)力等環(huán)境因素極為敏感，特別是濕度條件變化時，泥巖的性質(zhì)和狀態(tài)會發(fā)生很大的變化，導(dǎo)致水化膨脹、碎脹擴容、強度降低。但泥巖因其分布范圍廣、原料易獲取等特點，已作為路堤填料被廣泛應(yīng)用于路堤工程。工程實踐表明，泥巖為一種特殊的軟弱巖體，處于干燥狀態(tài)下力學(xué)性能優(yōu)良，而在荷載及季節(jié)性降雨作用下，巖體經(jīng)受反復(fù)干濕循環(huán)，迅速軟化并崩解成松散細(xì)小顆粒物質(zhì)，進而喪失整體性，造成這類巖石邊坡、路堤、建筑物基體等工程產(chǎn)生大變形甚至坍塌。因此在工程實際中常需對此類泥巖進行改良處理。

目前，對此類泥巖進行改良的改性材料主要集中在傳統(tǒng)膠凝材料和堿活性材料。傳統(tǒng)膠凝材料主要是通過石灰或水泥中Si⁴⁺、Al³⁺和Fe³⁺等離子發(fā)生水化反應(yīng)，在泥巖表面形成一層膠凝物質(zhì)，以增大泥巖的強度及防滲性能；傳統(tǒng)的膠凝材料雖然價格低廉、固結(jié)速度快，但是防滲效果及耐久性差。堿活性材料主要是通過材料中的堿性物質(zhì)與巖土體中Si⁴⁺、Al³⁺等離子進行交換，從而形成一種膠凝物質(zhì)并進一步發(fā)展成為小塊網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了巖土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)性及防滲性能；但堿活性材料與巖土體進行離子交換速率慢，時間長。為此，亟需一種防滲性高、加固效果顯著的泥巖改性劑。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種超疏水泥巖改性劑，聚偏氟乙烯具有良好的成膜性，高分子成膜后，對外的疏水基團能夠阻止水分子進一步向泥巖內(nèi)部滲透，提高炭質(zhì)泥巖防滲性；當(dāng)炭質(zhì)泥巖遇水崩解時，聚偏氟乙烯膜受力，在聚偏氟乙烯膜與炭質(zhì)泥巖顆粒之間產(chǎn)生約束力，抑制炭質(zhì)泥巖崩解，阻礙裂隙的開展，提高炭質(zhì)泥巖加固效果。

本發(fā)明的另一目的是，提出一種超疏水泥巖改性劑的制備方法。

本發(fā)明的另一目的是，提出一種泥巖改良方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種超疏水泥巖改性劑，原料按以下質(zhì)量份數(shù)組成：氧化鈣1～8份，氯化鉀3～10份，聚偏氟乙烯0.3～1.0份，二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮0.6～2.0份，其中，聚偏氟乙烯與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：2。

一種超疏水泥巖改性劑的制備方法，具體按照以下步驟進行：

步驟S1，按以下質(zhì)量份數(shù)稱取各原料，氧化鈣1～8份，氯化鉀3～10份，聚偏氟乙烯0.3～1.0份，二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮0.6～2.0份；

步驟S2，在20～45℃下，將稱取的聚偏氟乙烯與二甲基甲酰胺混合，或者將稱取的聚偏氟乙烯與N-甲基吡咯烷酮混合，攪拌均勻，直至混合物成為半透明溶液；其中聚偏氟乙烯與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：2；

步驟S3，將稱取的粉末狀氧化鈣溶于水，攪拌均勻，制得質(zhì)量濃度1％-8％的氫氧化鈣溶液；將稱取的氯化鉀粉末溶于水，攪拌均勻，制得質(zhì)量濃度1％-8％的氯化鉀溶液；

步驟S4，將制得的半透明溶液、氫氧化鈣溶液及氯化鉀溶液混合，攪拌均勻，即得。