一种抗冻防裂型土壤固化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗冻防裂型土壤固化剂的制备方法，属于土壤固化剂制备技术领域。本发明专利技术首先筛选培养高原岩石表面的微生物，得到在低温条件下可生存的矿物菌，可将土壤中成分转变为碳酸钙，同时利用改性聚丙烯纤维的三维无规则网状结构，吸附生成的碳酸钙，从而起到低温加固的效果，再结合石膏粉、木质素磺酸钠和铝酸盐水泥前期加固辅助物质，从而达到对土壤的长期加固。本发明专利技术制备的土壤固化剂不受低温的影响，固化效果好，耐温为‑3～2℃；抗渗性能好，提高了15～18％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗冻防裂型土壤固化剂的制备方法，属于土壤固化剂制备

技术介绍
土壤固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用以固化各类土壤的新型节能环保工程材料。对于需加固的土壤，根据土壤的物理和化学性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性能指标。其作用机理为固化剂与含有一定水分的土壤混合后，发生一系列物理化学反应，使固化土具有不可逆的、良好的耐久性。有机聚合类土壤固化剂种类很多，但均与土壤颗粒不发生化学反应，不能从根本上改良土壤的使用性能。现有的土壤固化剂的主要成分是硅酸盐水泥熟料，外加一些工业碱渣和碱性激发剂，制得土壤固化剂，这类土壤固化剂多用于道路施工，公路、铁路以及建筑路基等，具有节省资源、能源，节约土地，保护植被，大幅度减少二氧化碳等温室气体的排放量，有利于生态环境保护，经济、环境效益特别明显，但是其最大的缺点，在寒冷地区，尤其是在北方寒冷，对路面材料形成多次冻融循环，使得土壤固化剂，易发生龟裂，影响其固化效果，且严重危及道路使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对以硅酸盐水泥为主要原料的土壤固化剂在寒冷地区抗冻性差，易发生龟裂，影响其固化效果，从而严重危及道路等使用寿命的问题，提供了一种筛选培养高原岩石表面的微生物，得到在低温条件下可生存的矿物菌，可将土壤中成分转变为碳酸钙，同时利用改性聚丙烯纤维的三维无规则网状结构，吸附生成的碳酸钙，从而起到低温加固的效果，再结合石膏粉、木质素磺酸钠和铝酸盐水泥前期加固辅助物质，从而达到对土壤的长期加固，本专利技术制备的土壤固化剂，解决了抗冻性差的问题，抗冻效果好，不易发生龟裂，从而实现了对土壤的有益固化。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）依次称取20～30g牛肉膏，12～16g蛋白胨，6～10g氯化钠和30～50g琼脂，溶于1～2L去离子水中，并用质量浓度为15～20%尿素溶液调节pH至8.0～8.5，将混合物转入压力蒸汽灭菌器中，在0.08～0.10MPa条件下杀菌消毒20～30min，得培养基，并将其等分为三份；（2）称取50～80g高原岩石表面土壤，均匀涂覆于上述所得第一份培养基上，再将其移至16～18℃恒温培养箱中，培养1～3天后，挑取表面菌丝，将菌丝涂覆于第二份培养基上，再将其移至6～8℃恒温培养箱中，培养1～3天后，再挑取表面菌丝，将其涂覆于第三份培养基上，并移至0～3℃恒温培养箱中，培养1～3天，用20～40mL去离子水淋洗培养基表面，得低温混合菌丝悬浮液，备用；（3）在三口烧瓶中，依次加入20～30g长度为3～5mm聚丙烯纤维，100～150mL去离子水，10～15mL二甲苯和20～30mL丙烯酸，再将三口烧瓶转入45～50℃恒温水浴锅中，以3～5mL/min速率向三口烧瓶中通入氮气，排除空气后，启动磁力搅拌器，在氮气保护状态下，以200～400r/min转速搅拌反应1～2h；（4）再将上述三口烧瓶移入85～95℃油浴锅中，在氮气保护条件和搅拌状态下，反应2～4h后，停止搅拌，自然冷却至室温，抽滤除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3～5次，再用丙酮洗涤滤饼3～5次，随后将其转入真空干燥箱中，在60～70℃条件下干燥30～50min，得改性聚丙烯纤维；（5）在混料机中，依次加入100～200mL去离子水，30～50g铝酸盐水泥，5～10g石膏粉，3～5g木质素磺酸钠，5～10mL步骤（2）制备的低温混合菌丝悬浮液和6～8g上述制备的改性聚丙烯纤维，启动搅拌器，以600～800r/min转速搅拌3～5h，得混合浆料，罐装，即可制备得抗冻防裂型土壤固化剂。本专利技术的应用方法：在温度为-3～2℃选择一场地，将地基土壤按施工要求的深度进行刨松，在刨松的土料中加入上述制备的抗冻防裂型土壤固化剂，添加的量为200～250kg/t，搅拌均匀，再对其碾压充实，随后进行洒水养护3～4d即可。经检测，加入该固化剂的土体第1天为3.45～3.85 MPa，一年以后，强度基本保持不变，说明该土壤固化剂不受低温的影响，在低温条件下，固化效果好。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的土壤固化剂不受低温的影响，固化效果好，耐温为-3～2℃；（2）本专利技术制备的土壤固化剂抗渗性能好，提高了15～18％；（3）本专利技术制备步骤简单，所需成本低。具体实施方式首先依次称取20～30g牛肉膏，12～16g蛋白胨，6～10g氯化钠和30～50g琼脂，溶于1～2L去离子水中，并用质量浓度为15～20%尿素溶液调节pH至8.0～8.5，将混合物转入压力蒸汽灭菌器中，在0.08～0.10MPa条件下杀菌消毒20～30min，得培养基，并将其等分为三份；再称取50～80g高原岩石表面土壤，均匀涂覆于上述所得第一份培养基上，再将其移至16～18℃恒温培养箱中，培养1～3天后，挑取表面菌丝，将菌丝涂覆于第二份培养基上，再将其移至6～8℃恒温培养箱中，培养1～3天后，再挑取表面菌丝，将其涂覆于第三份培养基上，并移至0～3℃恒温培养箱中，培养1～3天，用20～40mL去离子水淋洗培养基表面，得低温混合菌丝悬浮液，备用；接着在三口烧瓶中，依次加入20～30g长度为3～5mm聚丙烯纤维，100～150mL去离子水，10～15mL二甲苯和20～30mL丙烯酸，再将三口烧瓶转入45～50℃恒温水浴锅中，以3～5mL/min速率向三口烧瓶中通入氮气，排除空气后，启动磁力搅拌器，在氮气保护状态下，以200～400r/min转速搅拌反应1～2h；再将上述三口烧瓶移入85～95℃油浴锅中，在氮气保护条件和搅拌状态下，反应2～4h后，停止搅拌，自然冷却至室温，抽滤除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3～5次，再用丙酮洗涤滤饼3～5次，随后将其转入真空干燥箱中，在60～70℃条件下干燥30～50min，得改性聚丙烯纤维；最后在混料机中，依次加入100～200mL去离子水，30～50g铝酸盐水泥，5～10g石膏粉，3～5g木质素磺酸钠，5～10mL低温混合菌丝悬浮液和6～8g上述制备的改性聚丙烯纤维，启动搅拌器，以600～800r/min转速搅拌3～5h，得混合浆料，罐装，即可制备得抗冻防裂型土壤固化剂。实例1首先依次称取30g牛肉膏，16g蛋白胨，10g氯化钠和50g琼脂，溶于2L去离子水中，并用质量浓度为20%尿素溶液调节pH至8.5，将混合物转入压力蒸汽灭菌器中，在0.1MPa条件下杀菌消毒30min，得培养基，并将其等分为三份；再称取80g高原岩石表面土壤，均匀涂覆于上述所得第一份培养基上，再将其移至18℃恒温培养箱中，培养3天后，挑取表面菌丝，将菌丝涂覆于第二份培养基上，再将其移至8℃恒温培养箱中，培养3天后，再挑取表面菌丝，将其涂覆于第三份培养基上，并移至3℃恒温培养箱中，培养3天，用40mL去离子水淋洗培养基表面，得低温混合菌丝悬浮液，备用；接着在三口烧瓶中，依次加入30g长度为5mm聚丙烯纤维，150mL去离子水，15mL二甲苯和30mL丙烯酸，再将三口烧瓶转入50℃恒温水浴锅中，以5mL/min速率向三口烧瓶中通入氮气，排除空气后，启动磁力搅拌器，在氮气保护状态下，以400r/min转速搅拌反应2h；再将上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗冻防裂型土壤固化剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）依次称取20～30g牛肉膏，12～16g蛋白胨，6～10g氯化钠和30～50g琼脂，溶于1～2L去离子水中，并用质量浓度为15～20%尿素溶液调节pH至8.0～8.5，将混合物转入压力蒸汽灭菌器中，在0.08～0.10MPa条件下杀菌消毒20～30min，得培养基，并将其等分为三份；（2）称取50～80g高原岩石表面土壤，均匀涂覆于上述所得第一份培养基上，再将其移至16～18℃恒温培养箱中，培养1～3天后，挑取表面菌丝，将菌丝涂覆于第二份培养基上，再将其移至6～8℃恒温培养箱中，培养1～3天后，再挑取表面菌丝，将其涂覆于第三份培养基上，并移至0～3℃恒温培养箱中，培养1～3天，用20～40mL去离子水淋洗培养基表面，得低温混合菌丝悬浮液，备用；（3）在三口烧瓶中，依次加入20～30g长度为3～5mm聚丙烯纤维，100～150mL去离子水，10～15mL二甲苯和20～30mL丙烯酸，再将三口烧瓶转入45～50℃恒温水浴锅中，以3～5mL/min速率向三口烧瓶中通入氮气，排除空气后，启动磁力搅拌器，在氮气保护状态下，以200～400r/min转速搅拌反应1～2h；（4）再将上述三口烧瓶移入85～95℃油浴锅中，在氮气保护条件和搅拌状态下，反应2～4h后，停止搅拌，自然冷却至室温，抽滤除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3～5次，再用丙酮洗涤滤饼3～5次，随后将其转入真空干燥箱中，在60～70℃条件下干燥30～50min，得改性聚丙烯纤维；（5）在混料机中，依次加入100～200mL去离子水，30～50g铝酸盐水泥，5～10g石膏粉，3～5g木质素磺酸钠，5～10mL步骤（2）制备的低温混合菌丝悬浮液和6～8g上述制备的改性聚丙烯纤维，启动搅拌器，以600～800r/min转速搅拌3～5h，得混合浆料，罐装，即可制备得抗冻防裂型土壤固化剂。...

【技术特征摘要】
1.一种抗冻防裂型土壤固化剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）依次称取20～30g牛肉膏，12～16g蛋白胨，6～10g氯化钠和30～50g琼脂，溶于1～2L去离子水中，并用质量浓度为15～20%尿素溶液调节pH至8.0～8.5，将混合物转入压力蒸汽灭菌器中，在0.08～0.10MPa条件下杀菌消毒20～30min，得培养基，并将其等分为三份；（2）称取50～80g高原岩石表面土壤，均匀涂覆于上述所得第一份培养基上，再将其移至16～18℃恒温培养箱中，培养1～3天后，挑取表面菌丝，将菌丝涂覆于第二份培养基上，再将其移至6～8℃恒温培养箱中，培养1～3天后，再挑取表面菌丝，将其涂覆于第三份培养基上，并移至0～3℃恒温培养箱中，培养1～3天，用20～40mL去离子水淋洗培养基表面，得低温混合菌丝悬浮液，备用；（3）在三口烧瓶中，依次加入20～30g长度为3～5mm聚丙烯纤维，100～150mL去离...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭迎庆，薛培龙，许博伟，
申请(专利权)人：郭迎庆，
类型：发明
国别省市：江苏;32