[發明專利]一種土壤固化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010959023.0
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112341139B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 肖杰;王濤;林佳毅;徐放;龍偉
• 申請（專利權）人: 中交第四公路工程局有限公司;長沙理工大學
• 主分類號: C04B28/34
• 分類號: C04B28/34
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種土壤固化劑，由包括以下質量份數的原料制備得到：水玻璃25～55份，磷酸硅鋁或三聚磷酸鋁5～15份，穩定劑1～5份，有機硅潤濕分散劑0.1～1份，催化劑0.2～3份，緩凝劑2～9份和水35～55份。本發明提供的土壤固化劑中磷酸硅鋁或三聚磷酸鋁與水玻璃反應生成不溶于水的固結體，在與砂質粉土混合后，能夠緊縮土體毛孔，密封土體固結體，增強土體固結體密度，在催化劑的作用下還能與土體固結體中的二氧化硅發生反應，生成不溶于水的硅酸鹽凝膠體，充填在砂的空隙或巖石的裂隙內，使砂質粉土之間形成整體穩定結構，達到顯著提高砂質粉土的抗壓強度和耐水性能的目的。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種土壤固化劑及其制備方法和應用。

背景技術

土壤固化劑是一種由多種無機、有機材料合成的用于固化各類土壤的新型節能環保工程材料。它與土壤混合后通過一系列物理化學反應來改變土壤的工程性質，能將土壤中大量的自由水以結晶水的形式固定下來，使得土壤膠團表面電流降低，膠團所吸附的雙電層減薄，電解質濃度增強，顆粒趨于凝聚，體積膨脹而進一步填充土壤孔隙，在壓實功的作用下，使固化土易于壓實和穩定，從而形成整體結構，并達到常規所不能達到的壓密度。經過土壤固化劑處理過的土壤，其強度、密實度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強度等性能都得到了很大的提高，從而延長了道路的使用壽命，節省了工程維修成本，經濟環境效益俱佳，是理想的筑路材料。

隨著土壤固化劑的廣泛使用，對土壤固化劑的研究也越來越多，如發明專利CN105038806A記載了一種高分子有機土壤固化劑及其合成方法，其采用2～6份氯化鎂，4～8份氯化鈣，0.3～0.8份氧化鈣，0.3～0.8份氧化鎂，3～8份丙烯酰胺，0.1～0.4份過硫酸銨，0.2～0.6份過硫酸鉀，10～20份可溶性纖維素，5～15份羧甲基纖維素鈉，0.5～1份氫氧化鈉，50～70份水來制備土壤固化劑，雖然其具有制備方法簡單，成本低廉，見效快，綠色環保和抗壓能力強的優點，但是由于其在砂質粉土中的滲透深度不理想，容易被雨水沖破固化層，導致砂質粉土的抗壓強度和耐水性能降低，進而影響固化效果。

因此，亟需對土壤固化劑進行改進來提高砂質粉土的抗壓強度和耐水性能，進而提高砂質粉土的固化效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種土壤固化劑及其制備方法和應用。本發明提供的土壤固化劑能夠顯著提高砂質粉土的抗壓強度和耐水性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種土壤固化劑，由包括以下質量份數的原料制備得到：水玻璃25～55份，磷酸硅鋁或三聚磷酸鋁5～15份，穩定劑1～5份，有機硅潤濕分散劑0.1～1份，催化劑0.2～3份，緩凝劑2～9份和水35～55份。

優選地，由包括以下質量份數的原料制備得到：水玻璃30～50份，磷酸硅鋁或三聚磷酸鋁6～10份，穩定劑2～4份，有機硅潤濕分散劑0.4～0.6份，催化劑0.8～1.5份，緩凝劑4～7份和水40～50份。

優選地，所述水玻璃的模數≥3。

優選地，所述穩定劑為三乙醇胺、乙二胺、二乙醇胺和丙二醇中的至少一種。

優選地，所述有機硅潤濕分散劑為聚醚改性硅油。

優選地，所述有機硅潤濕分散劑為IOTA245。

優選地，所述緩凝劑為三聚磷酸鈉或多聚磷酸鈉。

本發明還提供了上述技術方案所述土壤固化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將穩定劑、有機硅潤濕分散劑、催化劑、緩凝劑與部分水混合，得到初混料；

(2)將所述步驟(1)得到的初混料與水玻璃混合，得到預混料；