[發明專利]一種膨脹土生態改性劑

在審

• 申請號: 202110328777.0
• 申請日: 2021-03-27
• 公開（公告）號: CN113025336A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 陳永烽;陳鑫勇;趙潤濤;張鳳維;孫宏偉;韓建文;呂陽;李會章
• 申請（專利權）人: 武漢中材科技有限公司;中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: C09K17/20
• 分類號: C09K17/20;C09K17/40;C08F218/08;C08F220/14;C08F218/00;E02D3/12
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本發明涉及一種膨脹土生態改性劑的配比及制備方法，主要由乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、叔碳酸乙烯酯三種化工原料添加穩定劑、乳化劑、偶聯劑、引發劑、增塑劑、緩沖劑，經過溶解、乳化、偶聯、聚合等一系列化學反應生成膨脹土生態改性劑，該產品能有效將膨脹土改性成為非膨脹土，且優于正常土。該產品已在國內多條高速公路、鐵路中得到廣泛應用，具有較好的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明涉及的一種膨脹土生態改性劑的配比及制備方法。

背景技術

膨脹土在我國分布廣泛，其礦物組成多以伊利石、蒙脫石為主，夾少量的高嶺石。這些親水性的粘土礦物遇水膨脹，失水收縮，具有明顯的脹縮性、多裂隙性、超固結性，以及強度減弱性。容易造成沉陷、溜塌、縱裂、坍塌等事故。膨脹土的礦物成分及結構形式，使它具有脹縮特性，含水量的變化使其這一特性顯示出來。新開挖的膨脹土地基與邊坡，受雨水、大氣、地下水、土壓力等因素的影響，使膨脹土含水量發生變化。反復脹縮導致了膨脹土土體的松散，并在其中形成許多不規則的裂隙，裂隙破壞了土體的整體性，使水的侵入和土中水分的蒸發更為容易。土體含水量的波動引起脹縮變形的反復發生，又進一步導致了裂隙的擴展和向土層深部發展，使土體強度大為降低，形成風化層。風化層深度一般在1～1.2m。風化層深度范圍內，土體濕脹干縮效應明顯，土體的粘聚力和抗剪強度急劇下降，所以大氣風化作用層是產生各種地基及邊坡病害的直接引導層，對地基及邊坡穩定性危害極大，因此膨脹土大氣風化作用層是危害工程的主要原因，是工程防護和治理的重點對象。對于膨脹土挖方邊坡傳統的處置方案，一般采用全封閉形式的剛性防護。其主要觀點認為：膨脹土邊坡失穩的主要原因是受降水影響，當土體吸水由非飽和態進入飽和態這一過程中，土體的抗剪強度則由強逐漸變弱，當土體的剪切指標值隨含水量增加而衰減時，其邊坡穩定性隨之遞減直至產生變形破壞。因此采用邊坡封閉防護以阻止降水被非飽和土吸收，其主要方式如漿砌片石滿鋪防治、混凝土六角塊滿鋪防護、土釘墻加固邊坡等。實踐證明這些剛性防護方案治理膨脹土效果較差。不能從根本上解決在大氣風化作用層影響深度范圍內膨脹土體的脹縮問題。因為膨脹土新開挖的坡面受大氣、地下水、土壓力變化等多種因素影響，既使沒有降水的浸入，也會發生膨脹與收縮，必然產生一定的變形，以求達到新的平衡。即使這種變形不大，也會對剛性防護結構起破壞作用。慢慢形成裂縫，雨水就會從裂縫中滲入，加劇膨脹土的脹縮變形，惡性循環，直至引發連鎖破壞。剛性防護結構還有產生眩光、燥聲，不能還原生態環境等缺陷。對于膨脹土路基的處理方法通常采用換填土及在膨脹土路堤填料中摻石灰、水泥等方法處理，石灰固化機理是硅酸鹽和鋁的水化物與顆粒相互間的膠結作用，膠結物逐漸脫水和新生礦物的結晶作用，從而降低了液限，增大土體的抗剪強度。以上兩種方法雖有一定的效果，但我們通過多年的施工經驗和已通車道路的調查以及室內、室外試驗，發現石灰和水泥與土的反應速度較慢，所生成的水化物強度較低，耐久性較差，而且石灰摻量在8％以上，水泥摻量在6％以上才能達到一定的效果。而在施工時需要反復拌和均勻，周期長，耗工時，施工性能不好，造價高。

發明內容

一種膨脹土生態改性劑其特征在于:改性劑的組分配比（重量比）為純凈水100份，單體1：乙酸乙烯酯55-65份，單體2：甲基丙烯酸甲酯6-10份，單體3：叔碳酸乙烯酯3-5份，穩定劑：聚乙烯醇8-15份，乳化劑：壬基酚聚氧乙烯醚/十二烷基苯磺酸鈉以1:1復配2-6份，偶聯劑：KH560/KH570以1:1復配2-6份，引發劑：過硫酸銨1-5份，增塑劑：鄰苯二甲酸二丁酯8-15份，緩沖劑：碳酸氫鈉1-5份。

一種膨脹土生態改性劑的制備方法，其特征在于：