土壤固化劑及其製備方法與流程

2023-09-27 05:56:00 2

本發明涉及建材工程技術領域，尤其涉及一種土壤固化劑及其製備方法。

背景技術：

隨著社會的發展，工程建設的加大，膠凝材料也在迅速的發展中，由於石灰土、水泥土等造價低、施工簡單，在一些水利工程和農業工程中得到了廣泛應用。但在實踐中，人們發現，石灰加固早期強度低，而且強度發展緩慢；水泥加固收縮較大，易開裂，因此，土壤固化劑被廣泛使用。

土壤固化劑是一種由多種無機、有機材料合成的用以固化各類土壤的新型節能環保工程材料，在外部壓力作用下，土壤顆粒間距縮小，並將發生一系列的物理和化學反應來達到改善接觸面特徵、填充顆粒間空隙和產生新物質凝聚土壤顆粒的作用。

由於傳統的土壤固化劑在耐久性方面不能滿足工程的需要，存在強度低、沒有很好的抗裂性、抗凍性差等缺點，因此，迫切需要一種固結速度快、前期和後期強度高，改善土壤耐久性和密實度的土壤固化劑。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，提供一種土壤固化劑及其製備方法，解決土壤長期暴露乾燥引起的開裂問題，提高固結速度，提高前期和後期強度，改善土壤耐久性和密實度。

本發明是通過如下技術方案實現的：

本發明提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：52-65份，石灰石粉：10-15份，石膏：5-10份，短鋼纖維：2-4份，外加劑：7-15份，表面活性劑：0.5-1份，其中，所述外加劑由碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇組成。

影響土壤強度的因素很多，最重要的因素是顆粒級配，本發明提供的土壤固化劑中，各組分的顆粒細度不同，互相摻加，協同作用，能夠使顆粒級配狀況更好，能夠不同程度的填充混凝土中的空隙，起到提高混凝土性能的目的；且短鋼纖維的加入，能明顯增加土壤固化劑的韌性，解決傳統固化材料的易開裂問題。

優選地，所述外加劑中，碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇的質量比為5-8：1-1.5：1。

優選地，所述表面活性劑為脂肪酸甘油脂。

優選地，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：56份，石灰石粉：15份，石膏：5份，短鋼纖維：3份，碳酸鈣：6份，異丙醇胺：1份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油脂：0.5份。

優選地，所述超細礦渣粉的粒徑為0.5-3μm。

優選地，所述短鋼纖維的直徑為0.1-0.2mm，長度為2-8mm。

本發明還提供一種土壤固化劑的製備方法，用於製備上述述的土壤固化劑，所述方法包括如下步驟：

S101：按照上述比例將由碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇組成的外加劑和表面活性劑混合均勻，得到混合料A；

S102：按照上述比例將超細礦渣粉、石灰石粉、石膏和短鋼纖維混合均勻，得到混合料B；

S103：將所述混合料A和混合料B均勻混合，得到土壤固化劑。

優選地，所述步驟S101中，碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇的質量比為：5-8：1-1.5：1，所述表面活性劑為脂肪酸甘油脂。

優選地，所述步驟S102中，所述超細礦渣粉的粒徑為0.5-3μm。

優選地，所述步驟S102中，所述短鋼纖維的直徑為0.1-0.2mm，長度為2-8mm。

本發明實施例提供的技術方案可以包含以下有益效果：

本發明提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：超細礦渣粉：52-65份，石灰石粉：10-15份，石膏：5-10份，短鋼纖維：2-4份，外加劑：7-15份，表面活性劑：0.5-1份，其中，所述外加劑由碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇組成。本發明提供的土壤固化劑，各組分的顆粒細度不同，互相摻加，協同作用，使顆粒級配狀況更好，不同程度的填充混凝土中的空隙，提高混凝土性能；短鋼纖維的加入，能明顯增加土壤固化劑的韌性，解決傳統固化材料的易開裂問題；且本發明提供的土壤固化劑抗壓強度高，是普通固化劑抗壓強度的10倍以上；具有非常好的抗滲抗凍性能；同時能大大提高土壤的強度、提高土壤的耐久性，製備方法簡單，成本低，具有較廣的推廣價值。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明的保護範圍。

實施例1

本實施例提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：61份，石灰石粉：10份，石膏： 10份，短鋼纖維：4份，碳酸鈣：10份，異丙醇胺：2份，乙二醇：2份，脂肪酸甘油酯： 1份，其中，所述超細礦渣粉的粒徑為0.5μm，短鋼纖維的直徑為0.1mm，長度為2mm。

實施例2

本實施例提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：55份，石灰石粉：15份，石膏： 10份，短鋼纖維：2份，碳酸鈣：12份，異丙醇胺：3份，乙二醇：2份，脂肪酸甘油酯： 1份，其中，所述超細礦渣粉的粒徑為3μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為8mm。

實施例3

本實施例提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：52份，石灰石粉：15份，石膏： 9份，短鋼纖維：4份，碳酸鈣：8份，異丙醇胺：1.5份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油酯： 1份，其中，所述超細礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。

實施例4

本實施例提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：52份，石灰石粉：15份，石膏：10份，短鋼纖維：4份，碳酸鈣：10份，異丙醇胺：3份，乙二醇：2份，脂肪酸甘油酯：0.5份，其中，所述超細礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。

實施例5

本實施例提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：65份，石灰石粉：10份，石膏：5份，短鋼纖維：2份，碳酸鈣：5份，異丙醇胺：1份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油酯：1份，其中，所述超細礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。

實施例6

本實施例提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：60份，石灰石粉：13份，石膏：8份，短鋼纖維：3份，碳酸鈣：8份，異丙醇胺：1.5份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油酯：1份，其中，所述超細礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。

實施例7

本實施例提供一種土壤固化劑，包括如下質量份數的組分：

超細礦渣粉：56份，石灰石粉：15份，石膏：5份，短鋼纖維：3份，碳酸鈣：6份，異丙醇胺：1份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油酯：0.5份，其中，所述超細礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。

上述實施例1至實施例7中，各個組份的質量份數及其重量如下表1所示：

表1：各實施例的土壤固化劑中各組分的質量份數及重量一覽表

分別將上述實施例1至實施例7的土壤固化劑與水泥、黏土、水按照一定比例放入機器中攪拌均勻後，製成40mm*40mm*160mm的試件，放入標準養護箱中養護到相應的齡期，取出後晾乾進行性能檢測，結果如下表2所示，其中，所述土壤固化劑均按照水泥質量的10%加入。

表2：配料及性能測試結果

由上表可知，最大幹密度和28d無側限抗壓強度均有所提高，特別是抗壓強度提高幅度很大，說明摻入本發明的土壤固化劑對土壤的抗壓強度有非常好的效果，28d浸水吸水率也有所降低。

綜合所述，本發明提供的土壤固化劑能夠增加土壤內部的結合力、密實度和強度，同時消除了土壤間隙，使土壤具有早期強度、水穩定性較高及長期持續增加的特點；同時加入表面活性劑能有效降低水的表面張力。與傳統的固化材料相比，其具有骨戒速度快、前期和後期強度高、施工方便、造價低等優點，可廣泛應用。

當然，上述說明也並不僅限於上述舉例，本發明未經描述的技術特徵可以通過或採用現有技術實現，在此不再贅述；以上實施例僅用於說明本發明的技術方案並非是對本發明的限制，參照優選的實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，本技術領域的普通技術人員在本發明的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發明的宗旨，也應屬於本發明的權利要求保護範圍。