一種土壤固化劑及其製備方法與流程
2024-04-15 09:04:05
1.本發明涉及e01c3/04領域，具體涉及一種土壤固化劑及其製備方法。
背景技術：
2.混凝土是現代建築工程中常用的建築材料，用量大、用途廣，伴隨著現代化建設與發展，自然砂石資源消耗殆盡，一些經濟發達地區的砂石材料已經無法滿足日常建設。地球表面巖土經過風化等自然過程形成土，土是一種容易獲得並且價格便宜的建築材料，在土壤中加入固化劑，將鬆散的土地變成緻密的材料，可以得到環保的新型工程材料。
3.cn103013526b公開了一種土壤固化劑及土壤固化方法，土壤固化劑含有粉煤灰、石灰、水玻璃、燒鹼、石膏等成分，該土壤固化劑固化土壤抗滲透性、抗裂性、抗凍性能好，凝固時間快。這就導致施工時間短，混凝土需要現用現配。
4.cn110981320a公開了一種預拌固化土，該固化土包括土壤固化劑和緩凝劑、增稠劑、防水劑，使用該發明配製的預拌固化土的凝結時間為4-15小時，可以延長作業時間。本發明公開的預拌固化土凝結時間雖然延長為4-15小時，但是凝結時間還是較短，不適宜長距離運輸。
技術實現要素：
5.為解決上述問題，本發明一方面公開了一種土壤固化劑，按質量份計，所述固化劑包括60-70份氫氧化鈣、1-10份納米級二氧化矽、15-20份sio2、8-11份al2o3、0.5-1份feo、2-3份fe2o3、0.8-1.2份cao、0.2-0.5份mgo、0.2-0.6份k2o、0.05-0.1份so3、0.1-0.2份硫酸鹽、2-5份矽酸鹽、2-8份改性助劑、0.5-1份交聯劑、6-8份去離子水。
6.進一步，所述納米級二氧化矽為親水型氣相二氧化矽。
7.進一步，所述親水型氣相二氧化矽比表面積為170-230m2/g。
8.所述硫酸鹽包括硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鋅中的一種或多種。
9.進一步，所述硫酸鹽優選為硫酸鈉和硫酸鋅的復配，質量比為1：1。
10.所述矽酸鹽包括矽酸鈉、矽酸鉀、矽酸鈣中的一種或多種。
11.進一步，所述矽酸鹽優選為矽酸鈣。
12.所述改性助劑包括有機酸、有機酸鹽、含有酚羥基的芳香族化合物中的一種或多種。
13.進一步，所述有機酸包括檸檬酸、蘋果酸、乳酸中的一種或多種。
14.進一步，所述有機酸鹽包括檸檬酸鈉、檸檬酸鋁、檸檬酸中的一種或多種。
15.進一步，所述含有酚羥基的芳香族化合物包括苯酚、對苯二酚中的一種或多種。
16.優選的一種方案，所述改性助劑為檸檬酸和對苯二酚的復配，質量比為(3-5)：(1-2)。
17.所述交聯劑為異氰酸酯類交聯劑。
18.進一步，所述異氰酸酯類交聯劑選自六亞甲基二異氰酸酯基聚異氰酸酯、3-異氰
酸酯基丙基三甲氧基矽烷、n-(p-馬來醯亞胺基苯基)異氰酸酯中的一種或多種。
19.優選的一種方案，所述異氰酸酯類交聯劑選自六亞甲基二異氰酸酯基聚異氰酸酯。
20.本發明另一方面公開了一種土壤固化劑的製備方法，將所述原料混合即得。
21.有益效果：
22.1、本發明按質量份計加入60-70份氫氧化鈣、15-20份sio2、8-11份al2o3，適用於含水量小於15％的土壤，土壤抗壓強度高，耐水性強。
23.2、本發明加入比表面積為170-230m2/g的親水型氣相二氧化矽，與改性劑和交聯劑協同作用，可以提高土壤的穩定性，提高抗壓強度。
24.3、本發明土壤固化劑加入檸檬酸和對苯二酚，並且質量比為(3-5)：(1-2)，可以延長混凝土的凝結時間，提供2-3天的施工時間。
25.4、本發明公開的土壤固化劑製作工藝簡單，安全環保。
26.5、本發明公開的土壤固化劑為無機-有機複合固化劑，綜合性能有益。
具體實施方式
27.實施例1
28.本實施例1一方面公開了一種土壤固化劑，按質量份計，所述固化劑包括60份氫氧化鈣、1份親水型氣相二氧化矽、15份sio2、8份al2o3、0.5份feo、2份fe2o3、0.8份cao、0.2份mgo、0.2份k2o、0.05份so3、0.05份硫酸鈉、0.05份硫酸鋅、2份矽酸鈣、2份改性助劑、0.5份六亞甲基二異氰酸酯基聚異氰酸酯、6份去離子水。
29.所述改性助劑為檸檬酸和對苯二酚，質量比為3：2。
30.本實施例1另一方面公開了一種土壤固化劑的製備方法，將所述原料混合即得。
31.所述親水型氣相二氧化矽，購自於北京德科島金科技有限公司，型號為dk-sio
2-30。
32.實施例2
33.本實施例2一方面公開了一種土壤固化劑，按質量份計，所述固化劑包括70份氫氧化鈣、10份親水型氣相二氧化矽、20份sio2、11份al2o3、1份feo、3份fe2o3、1.2份cao、0.5份mgo、0.6份k2o、0.1份so3、0.1份硫酸鈉、0.1份硫酸鋅、5份矽酸鈣、8份改性助劑、1份六亞甲基二異氰酸酯基聚異氰酸酯、8份去離子水。
34.所述改性助劑為檸檬酸和對苯二酚，質量比為5：1。
35.本實施例2另一方面公開了一種土壤固化劑的製備方法，將所述原料混合即得。
36.所述親水型氣相二氧化矽，購自於北京德科島金科技有限公司，型號為dk-sio
2-30。
37.實施例3
38.本實施例3一方面公開了一種土壤固化劑，按質量份計，所述固化劑包括65份氫氧化鈣、6份親水型氣相二氧化矽、18份sio2、10份al2o3、0.7份feo、2.5份fe2o3、1份cao、0.3份mgo、0.4份k2o、0.07份so3、0.08份硫酸鈉、0.08份硫酸鋅、3.5份矽酸鈣、6份改性助劑、0.7份六亞甲基二異氰酸酯基聚異氰酸酯、7份去離子水。
39.所述改性助劑為檸檬酸和對苯二酚，質量比為4：1.5。
40.本實施例3另一方面公開了一種土壤固化劑的製備方法，將所述原料混合即得。
41.所述親水型氣相二氧化矽，購自於北京德科島金科技有限公司，型號為dk-sio
2-30。
42.對比例1
43.所述改性助劑為檸檬酸鈉和苯酚，質量比為4：1.5，其餘同實施例3。
44.對比例2
45.所述改性助劑為檸檬酸和對苯二酚，質量比為1：5，其餘同實施例3。
46.對比例3
47.按質量份計，所述固化劑包括20份氫氧化鈣、15份親水型氣相二氧化矽、10份sio2、12份al2o3，所述親水型氣相二氧化矽，購自於北京德科島金科技有限公司，型號為dk-sio
2-15，其餘同實施例3。
48.性能測試
49.將實施例1-3、對比例1-3的固化劑用於固化土壤，土壤含水率為15％，每立方淤泥摻入50kg本固化劑攪勻，按照《公路土工試驗規程》(jtg e40-2007)標準，進行加州承載比試驗，結果見下表：
[0050][0051]
根據《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(jtg t0808-2009)，採用(頂面法)對實施例1-3、對比例1-3固化后土壤進行抗壓回彈模量試驗以及抗衝刷試驗，結果見下表：
[0052][0053]