一种高渗透型土壤固化剂及使用方法技术

本发明专利技术公开一种高渗透型土壤固化剂，含有固化剂物质和主液物质，为双组分浆液，其特征是：所述固化剂物质∶所述主液物质的体积比为1∶0.8～2。由于本发明专利技术的双组分浆液都是水溶液型的，其粘度很低，能够有效的渗入0.001mm的细缝中，从而实现土壤的良好固化；由于组分中的水玻璃在酸性和酯类物质在固化下强度很大，再加上土壤在里面起到的增强效果，使得固结体的强度达到10～15MPa左右；由于采用聚丙烯酸类物质和聚丙烯酸酯类物质作为水玻璃的固化剂，具有很好的韧性，另外在添加一定柔性物质如聚丙烯酰胺等，来提高水玻璃固化剂的韧性，从而使得其固化土壤之后具有一定的韧性，可以提高固化后的土壤的力学性能；本发明专利技术成本低廉，无毒环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及ー种具有良好固化土壤效果的高滲透型土壌固化剂及及使用方法。
技术介绍
土壌固化剂是指能够改善和提高土体物理和力学性能的材料。20世纪初，ー些经济发达国家在兴建道路、港口、机场和防渗等工程中采用了土壌固化技术对土体进行改良，取得了良好的效果。20世纪70年代，美、日、德等国家对土壤改良技术进行了深层次的开发，技术水平获得了长足进步，改性土壌的材料由原来単一的石灰、水泥、粉煤灰与水玻璃等，发展到专门用来加固土体的新材料一土壌固化剂。目前国外己广泛应用于道路、土木建筑、环境保护、农田水利工程等各个领域。美国、日本是研究这种材料最活跃的国家，例 如美国帕尔玛公司的路邦(R0ADB0ND)、路特固(R0ADG00D)、固化酶，日本田熊公司Aughset系列土体固化剂等。近20年来，土壌固化技术得到了高速的发展，国内外学者从不同的工程应用目的出发，研制、开发了一系列土壌固化材料，用于加固各种类型的土壌。20世纪90年代，我国将土壤固化剂作为高新技术产品引进，结合中国不同地区的土壤特点，国内ー些单位开始了土壌固化剂改性的研究和探索。中国地质大学(武汉)、长江科学院长江工程公司、北京建エ学院、山东大学、武汉水利电カ大学、华南理工大学、化工部晨光化工研究院和铁道部科学研究院等，取得了一批试验研究成果，有的还在ー些铁路、公路上作过试验，取得了良好的效益。试验表明，土壌固化剂一般能提高土的強度、密度、水稳定性、耐久性、抗冻性，降低土的塑性和滲透性。目前，国内从事这方面研究的主要単位有兰州大学、北京奥特赛持、海南筑车、北京大学、浙江大学和北京固邦等。国外的土壤固化剂主要有ROADBO DEN-1、CBRPLUS、RoadPaekerPlus 等。ROADBODEN-I是美国C. S. S公司生产的道路固化剂，由强氧化剂、强溶解剂和分散剂组成。具有不挥发、不可燃、稀释后安全、环保的特点。通过胶结、离子交換作用，增强土粒间的吸附力，减少孔隙，固化土体強度可提高40%-60%。适宜加固新性土含量高的土，对于含砂量高的土或塑性指数小于10的土效果不理想，若在这些土中掺入勃土、砂砾、传统固化剂后能取得良好的加固效果。将ROADBO DEN-I与普通硅酸盐水泥或粉煤灰充分混合，能大幅度提高其强度。同等条件下，可减少水泥或粉煤灰用量50%，节省费用30%-40%。ROADBO DEN-I还可用来改良被汽油、柴油、苯、甲苯、ニ甲苯、こ烷苯等石化产品污染的土壤。CBRpLUSNorthAmeriealne、生产的CBRpLus固化剂,是深褐色粘稠状浓缩液体,具有无腐蚀、无毒、环保的特点。它在勃土表面生成油状层，与土粒表面形成化学键，固定具有交換性的离子。另ー方面通过离子交換，使土粒中的吸附水慢慢排出，能永久改变新土的亲水性，碾压后形成致密土体；土粒之间的连接提高了其強度和密实度，降低了滲透性。该产品适宜加固吸附阳离子的豁土和淤泥。对于无勃性土，如砂土，只有掺入适量的勃土材料才能起到加固作用。CBRPLUS主要用于道路工程，可提高土体強度、水稳定性和加固承载比CBR，具有施工方便、经济性好及环保的特点。CBRPLUS在公路上的使用己有20多年的历史，被世界银行采纳为发展国家中铺筑乡村道路的首选方法。RoadPackerPlus通过离子交换作用加固勃土,使土体密实,含水率降低,永久改变勃土的亲水性。适宜固化线收缩率大于2%、粒径小于O. 075 mm的含量大于15%、pH值小于7的土，当线收缩率小于2%时或乳粒含量少时，可掺入一定量的勃土材料。过去的20多年已在许多国家应用于道路工程中，可提高CBR值、密度、強度、压实性，降低塑性、收缩性、亲水性等。除此之外，美国帕尔玛公司的固化酶和澳大利亚的ISS等都是具有代表性的品种。随着我国道路建设的飞速发展，国内也开始兴起离子土固化材料的研究开发与应用。张惠芬等利用近代分析方法(XRD、IR、Raman、MASNMR、TEM、AFM和SEM)，对豁土矿物(高岭石、蒙脱石和伊利石)钝化前后的表面结构和性质进行了系统研究。通过表面活性剂 对乳土矿物的表面成分、电荷和微观结构的改性，使勤土矿物由亲水性改造成疏水性，抑制和降低其含水率，使得勃土遇水后不再吸水膨胀，从而保持土壤的稳定性。彭波等通过对基于双电层理论而研制的液体固化剂加固土的试验研究，分析了高分子表面活性剂加固土的強度形成机理，研究了固化剂加固土的路用性能，并且同石灰加固对豁土矿物(高岭石、蒙脱石和伊利石)钝化前后的表面结构和性质进行了系统研究，通过对比分析，得出高分子表面活性剂加固土具有优于石灰加固土的路用性能。通过表面活性剂对乳土矿物的表面成分、电荷和微观结构的改性，使勤土矿物由亲水性改造成疏水性，抑制和降低其含水率，使得勃土遇水后不再吸水膨胀，从而保持土壤的稳定性，研究表面表面活性剂在固液界面的吸附，除决定于其本身的性质外，还决定于固体的性质、溶液的PH值和温度等，这是国内首次自行研制开发的ISS产品。当前我国的土壌固化剂加固土技术虽已应用于交通道路工程以及水利渠道防渗工程，但使用的土壌固化剂加固土普遍存在強度低、抗渗能力差和抗冻性差等缺点，多数固化剂加固土达不到工程对耐久性的要求。由于我国土壌性质复杂多变，引进的土壌固化技术很难适应各种土壤类型的要求。目前，开发性能优异的土壌固化材料是国内外工程界积极探索的方向。可见，研究、开发适合我国土壤性质的新型固化剂必能带来重大的经济效益和社会效益，推动我国加固土技术的发展，扩大我国加固土技术的应用范围和使用規模。从上述的分析可知，土壌固化剂是ー种十分重要的建筑材料，在国民经济建设中扮演着十分重要的角色，然而目前常用的土壌固化剂存在滲透性差、固结强度低、易脆、污染环境等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高渗透型土壌固化剂，其粘度低、滲透性好，固结强度高，有利于环境保护。本专利技术的另一目的是提供所述高渗透型土壌固化剂的使用方法。本专利技术所述的ー种高渗透型土壤固化剂，含有固化剂物质和主液物质，为双组分浆液，其特征是 所述固化剂物质各组分的质量百分比为 磷酸ニ氢钠5% 20%， 磷酸氢钠10% 20%，聚丙烯酰胺2% 8%， 十二烷基硫酸钠 1% 5%， 聚丙烯酸类物质 5% 10%， 聚丙烯酸酯类物质10% 60%， 减水剂1% 5%， 水30% 60%， 上述组分的质量百分数之和为100%; 所述主液物质为质量浓度为20% 60%的水玻璃的水溶液；所述的水玻璃为钠系水玻璃、钾系水玻璃中的ー种或两种； 所述固化剂物质所述主液物质的体积比为I : O. 8 2。进ー步，所述聚丙烯酸类物质为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸中的一种或者两种。进ー步，所述聚丙烯酸酯类物质为聚甲基丙烯酸甲酷、聚丙烯酸甲酷、聚甲基丙烯酸异丁酷、聚丙烯酸こ酷、聚甲基丙烯酸こ酷、聚丙烯酸羟こ酯、聚甲基丙烯酸羟こ酯中的一种或者几种。进一步，所述减水剂为木质素横酸纳盐减水剂、蔡系闻效减水剂、脂肪族闻效减水齐Li、氣基闻效减水剂、聚竣酸闻效减水剂中的一种或几种。所述ー种高滲透型土壌固化剂的使用方法，其特征是所述双组分浆液采用单浆液灌注方式对土壤进行固结；所述单浆液灌注方式对是将主液物质和固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高渗透型土壌固化剂，含有固化剂物质和主液物质，为双组分浆液，其特征是 所述固化剂物质各组分的质量百分比为 磷酸ニ氢钠5% 20%， 磷酸氢钠10% 20%， 聚丙烯酰胺2% 8%， 十二烷基硫酸钠 1% 5%， 聚丙烯酸类物质 5% 10%， 聚丙烯酸酯类物质10% 60%， 减水剂1% 5%， 水30% 60%， 上述组分的质量百分数之和为100%; 所述主液物质为质量浓度为20% 60%的水玻璃的水溶液；所述的水玻璃为钠系水玻璃、钾系水玻璃中的ー种或两种； 所述固化剂物质所述主液物质的体积比为I : O. 8 2。2.根据权利要求I所述的ー种高渗透型土壌固化剂，其特征是所述聚丙烯酸类物质为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸中的一种或者两种。3.根据权利要求I所述的ー种高渗透型土壌固化剂，其特征是所述聚丙烯酸酯类物质为聚甲基丙烯酸甲酷、聚丙烯酸甲酷、聚甲基丙烯酸异丁酷、聚丙烯酸こ酷、聚甲基丙烯酸こ酷、聚丙烯酸羟こ酯、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖定书，陈刚才，邹海良，李大荣，
申请(专利权)人：重庆融极环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：