本發(fā)明是關(guān)于巖石的抗侵蝕保護(hù)方法，具體地說，是關(guān)于一種灰?guī)r抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

巖石是礦物的集合體，其物理力學(xué)性質(zhì)主要取決于巖石礦物成分和顆粒間的聯(lián)結(jié)以及存在于其內(nèi)部的微裂紋。由于工業(yè)污染、大氣污染等，致使水溶液中含有較多的侵蝕性成分，水溶液的侵蝕將引起巖石礦物成分和結(jié)構(gòu)的改變，從而導(dǎo)致巖石物理力學(xué)性質(zhì)劣化，對巖體工程的長期穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。由于地下水在巖體工程中存在的廣泛性，且水溶液中含有較多的對巖體具有侵蝕性的離子，因此，進(jìn)行巖體的抗水溶液侵蝕研究具有重要意義。

本發(fā)明通過對灰?guī)r抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)試驗(yàn)研究，提出了一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，該方法簡單可靠，成本低，能提高巖石的完整性，增強(qiáng)巖體的抗侵蝕能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種灰?guī)r抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，能夠有效避免巖石受到侵蝕，提高了巖石的完整性，增強(qiáng)了巖石的抗侵蝕能力。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

依據(jù)本發(fā)明提出的一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，其中，包括以下步驟：(1)將欲處理巖石表面清理干凈：先用自來水刷洗，再用5％Na₂CO₃水溶液刷洗，最后用蒸餾水刷洗，洗凈后，風(fēng)干，待進(jìn)一步處理；

(2)制備Fe(OH)₃膠體：將NaOH溶液緩慢滴入Fe(NO₃)₃溶液中，在滴入過程中不斷攪拌，得到Fe(OH)₃膠體；然后用工業(yè)酒精洗滌所得Fe(OH)₃膠體2-3次，經(jīng)固液分離，將洗滌液棄之，保證不使Fe(OH)₃膠體損失，最后再用蒸餾水洗滌一次；

(3)將所得Fe(OH)₃膠體配制成濃度為0.4mmol/L的Fe(OH)₃溶液，將巖石浸入該Fe(OH)₃溶液中，浸泡0.5-1h，然后風(fēng)干待用；

(4)配制氟硅酸鎂溶液：將化學(xué)純氟硅酸鎂和蒸餾水按照比例配置成氟硅酸鎂溶液；

(5)用氟硅酸鎂溶液均勻噴淋巖石，至巖石表面出現(xiàn)掛水，待溶液被吸收后，繼續(xù)進(jìn)行均勻噴淋，直至將所配置溶液噴完為止。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，其中，步驟(1)檢驗(yàn)是否清洗干凈的方法為：蒸餾水在巖樣表面不掛水珠，而是形成一層光滑平整的水膜即為合格。

前述的一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，其中，步驟(2)用工業(yè)酒精洗滌Fe(OH)₃膠體時(shí)，每次洗滌所使用的工業(yè)酒精的體積為被洗Fe(OH)₃膠體體積的4倍，每次洗滌的洗滌液都棄之，并且保證不使Fe(OH)₃膠體損失。

前述的一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，其中，步驟(2)的固液分離方式為離心機(jī)分離或靜置分離，使Fe(OH)₃膠體下沉，將上清液用吸管小心吸去棄之。

前述的一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，其中，步驟(2)最后用蒸餾水洗滌時(shí)，在蒸餾水中加入少量NaOH，使蒸餾水的pH為8-9。

前述的一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，其中，步驟(4)配制氟硅酸鎂溶液時(shí)，化學(xué)純氟硅酸鎂和蒸餾水的質(zhì)量比為1:70，所述化學(xué)純氟硅酸鎂的用量按照每平方巖石表面含氟硅酸鎂150g稱量所需氟硅酸鎂。

前述的一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，其中，所述的巖石為灰?guī)r時(shí)，效果最好。

本發(fā)明的原理是這樣的：巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)的改變是引起巖石物理力學(xué)性質(zhì)變化的根本原因，巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)取決于其成分和結(jié)構(gòu)特征，尤以結(jié)構(gòu)特征最為重要。因此，巖體性質(zhì)的人工改良，應(yīng)首先致力于恢復(fù)或增強(qiáng)巖體結(jié)構(gòu)的完整性，降低其有效空隙率，以提高巖體力學(xué)強(qiáng)度，降低其透水性，增強(qiáng)巖體的抗侵蝕能力。本發(fā)明的工作原理就是首先通過Fe(OH)₃溶液的處理降低巖石表面張力，使溶液可以被巖石吸收。然后利用氟硅酸鹽水解產(chǎn)物來填充巖石的孔隙，降低其有效空隙率和透水性，增強(qiáng)巖體的抗侵蝕能力。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步性及實(shí)用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，其至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的方法簡單可靠，易操作，成本低，符合成本效益，易于推廣應(yīng)用。用本發(fā)明的方法處理的巖石能有效降低其有效空隙率和透水性，提高其巖體的抗侵蝕能力，增強(qiáng)了巖石的完整性。

綜上所述，本發(fā)明一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是50.00KX下未處理樣品的SEM圖像；

圖2是30.00KX下未處理樣品的SEM圖像；

圖3是10.00KX下未處理樣品的SEM圖像；

圖4是50.00KX下經(jīng)本發(fā)明方法抗侵蝕處理樣品的SEM圖像；

圖5是30.00KX下經(jīng)本發(fā)明方法抗侵蝕處理樣品的SEM圖像；

圖6是10.00KX下經(jīng)本發(fā)明方法抗侵蝕處理樣品的SEM圖像。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種巖石抗水溶液侵蝕的化學(xué)保護(hù)方法，其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

本發(fā)明是采用以下方法來對巖石進(jìn)行抗水溶液侵蝕處理的：

(1)首先，將欲處理巖石表面清理干凈，方法：

①先用自來水刷洗；

②再用5％Na₂CO₃水溶液刷洗；

③最后用蒸餾水刷洗；

檢驗(yàn)是否洗凈的方法：蒸餾水在巖石表面不掛水珠，而是形成一層光滑平整的水膜即為合格，否則不合格，應(yīng)繼續(xù)清洗。

④洗凈后，風(fēng)干待進(jìn)一步處理。

(2)制備Fe(OH)₃膠體：按方程式Fe(NO₃)₃+3NaOH＝Fe(OH)₃+3NaNO₃制備Fe(OH)₃膠體，方法：

①將NaOH溶液緩慢滴入Fe(NO₃)₃溶液中，在滴入過程中不斷地?cái)嚢瑁?/p>

②用工業(yè)酒精洗滌所得Fe(OH)₃膠體2-3次，每次工業(yè)酒精的使用體積為被洗沉淀物體積4倍，洗滌液要棄之，但不能使Fe(OH)₃膠體損失，可用離心機(jī)分離，也可以用靜置法分離，讓膠體下沉，將上部溶液用吸管小心吸去棄之；

③用酒精洗后再用蒸餾水洗一次即可，較佳的方式為：在蒸餾水中加入少量NaOH，使蒸餾水的pH值約為8-9；

(3)將所得Fe(OH)₃膠體配制成0.4mmol/L濃度的Fe(OH)₃溶液，將巖石浸入Fe(OH)₃溶液中，浸泡0.5-1h，然后風(fēng)干待用；

(4)配制氟硅酸鎂(化學(xué)純)溶液：按每平方米的巖石表面含氟硅酸鎂150g，稱量所需氟硅酸鎂；將所稱氟硅酸鎂按照1g:70g的質(zhì)量比例用蒸餾水配制成氟硅酸鎂溶液；

(5)用氟硅酸鎂溶液均勻噴淋巖石，至飽和，即表面出現(xiàn)掛水，待溶液被吸收后，繼續(xù)進(jìn)行均勻噴淋，直至將所配置溶液用完。

上述方法用于處理灰?guī)r具有更佳的抗侵蝕效果。

與未處理的巖樣相比，經(jīng)本發(fā)明抗侵蝕處理后的巖石結(jié)構(gòu)更加致密，如圖1-3未經(jīng)處理的巖石SEM圖和圖4-6經(jīng)本發(fā)明方法處理的巖石的SEM圖比較，與未處理的巖石相比，抗侵蝕處理后的巖石透水性降低，增強(qiáng)了巖體的抗侵蝕能力，處理后巖樣的彈性波速度提高了20％。可見，利用本發(fā)明的方法處理巖石，收到了極好的抗侵蝕效果。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。