本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好型土壤固化劑的制備方法，屬于土壤固化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

土壤固化劑是一種由多種無機、有機材料合成的用于固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料。它與土壤混合后通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)來改變土壤的工程性質(zhì)，能將土壤中大量的自由水以結(jié)晶水的形式固定下來，使得土壤膠團表面電流降低，膠團所吸附的雙電層減薄，電解質(zhì)濃度增強，顆粒趨于凝聚，體積膨脹而進一步填充土壤孔隙，在壓實功的作用下，使固化土易于壓實和穩(wěn)定，從而形成整體結(jié)構(gòu)，并達到常規(guī)所不能達到的壓密度。經(jīng)過土壤固化劑處理過的土壤，其強度、密實度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強度等性能都得到了很大的提高，從而延長了道路的使用壽命，節(jié)省了工程維修成本，經(jīng)濟環(huán)境效益俱佳，是當(dāng)前理想的筑路材料選擇。

其特點是路用技術(shù)指標優(yōu)良、工程造價低、施工方便、縮短工期，尤其是有利于生態(tài)環(huán)境保護。采用土壤固化劑可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、礫石等傳統(tǒng)筑路材料，節(jié)省資源、能源，節(jié)約土地，保護植被，大幅度減少二氧化碳等溫室氣體的排放量，有利于生態(tài)環(huán)境保護，經(jīng)濟、環(huán)境效益特別明顯，是公路工程可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新型交通技術(shù)之一。目前土壤固化劑主要使用的是無機結(jié)合料類土壤固化劑，它一般為粉末狀，包括主固化劑和助固化劑兩種成分。主固化劑一般包括水泥、石灰等；助固化劑包括各種硫酸鹽、酸類等無機鹽和表面活性劑等有機材料。但其抗壓強度低，穩(wěn)定性差，受環(huán)境和溫度的影響較大，使用后易產(chǎn)生裂縫，土壤呈堿性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對無機結(jié)合料類土壤固化劑抗壓強度低，穩(wěn)定性差，受環(huán)境和溫度的影響較大，使用易產(chǎn)生裂縫，土壤呈堿性的弊端，提供了一種將聚乙烯醇與去離子水恒溫水浴加熱，再加入非離子型表面活性劑等攪拌混合制得混合料液，與雙氧水等攪拌混合，經(jīng)保溫、過濾制得耐水性聚醋酸乙烯酯乳液，以其為穩(wěn)定劑，加入到高嶺土、脫硫石膏等混合制得的混合粉料中，攪拌混合制得土壤固化劑，有效解決了無機結(jié)合料類土壤固化劑穩(wěn)定性差，受環(huán)境和溫度的影響較大，使用易產(chǎn)生裂縫，土壤呈堿性問題。本發(fā)明制備步驟簡單，所得土壤固化劑抗壓強度高，具有良好的成膜性和穩(wěn)定性，使用后無裂縫產(chǎn)生，對環(huán)境無污染，可在環(huán)境中自然降解。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

（1）稱取5～10g聚乙烯醇，300～400mL去離子水，依次裝入四口燒瓶中，在90～95℃恒溫水浴下，加熱至聚乙烯醇完全溶解，冷卻至40～50℃，加入0.20～0.25mL非離子型表面活性劑OP-10，攪拌混合均勻，得混合溶液，用質(zhì)量分數(shù)為3%醋酸溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH至4.0～5.0，再加入30～50mL醋酸乙烯酯，以300～400r/min攪拌20～30min，得混合料液；

（2）將上述混合料液升溫至70～75℃，邊攪拌混合料液邊以0.5mL/min滴加質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，控制滴加時間為15～25min，滴加完畢后，依次加入2～3gN-羥甲基丙烯酰胺、60～100mL醋酸乙烯酯和30～50mL質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，繼續(xù)攪拌4～6h，隨后升溫至80～85℃，保溫40～50min，再用100目濾網(wǎng)過濾，得耐水性聚醋酸乙烯酯乳液，備用；

（3）稱取20～30g高嶺土，裝入高溫爐中，在800～900℃下煅燒1～2h，得偏高嶺土，再稱取40～50g脫硫石膏，將其放入碾磨機中碾磨，過400目篩，得脫硫石膏粉末，依次向脫硫石膏粉末中加入偏高嶺土，80～100g普通硅酸鹽水泥，30～40g200目石英砂，6～10g硅灰石，攪拌使其充分混合均勻后，得混合物，將其加入混料機中，再分別向混料機中加入5.0～7.5g氯化石蠟，0.1～0.2g聚羧酸減水劑PC-201，以500～600r/min攪拌混合5～10min，得混合粉料；

（4）按質(zhì)量比1:1，將上述混合粉料與步驟（2）備用的耐水性聚醋酸乙烯酯乳液依次加入混料機中，以200～300r/min混合5～8min，出料，得環(huán)境友好型土壤固化劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：先對場地雜物清理，用推土機找平，在平整好的場地上標定縱、橫向網(wǎng)格，隨后灑水潤濕，將場地土壤與水進行拌合，待土壤含水量為26～30%時停止灑水，再向其中添加本發(fā)明制得的環(huán)境友好型土壤固化劑，添加量為260～280kg/t，控制翻拌深度為150～155mm，翻拌均勻后，用平碾碾壓2～3遍，并用塑料布覆蓋2～3日，灑水養(yǎng)護處理即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明土壤固化劑環(huán)保無污染，使用后成膜性好，不受環(huán)境和溫度的影響，抗壓強度高，5～7天抗壓強度達4.9～6.5MPa，值得推廣與使用。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備步驟簡單，成本低，所得土壤固化劑抗壓強度高，具有良好的穩(wěn)定性；

（2）使用后致密性高，無裂縫產(chǎn)生，與土和易性好，可有效保護生態(tài)環(huán)境，節(jié)能環(huán)保。

具體實施方式

首先稱取5～10g聚乙烯醇，300～400mL去離子水，依次裝入四口燒瓶中，在90～95℃恒溫水浴下，加熱至聚乙烯醇完全溶解，冷卻至40～50℃，加入0.20～0.25mL非離子型表面活性劑OP-10，攪拌混合均勻，得混合溶液，用質(zhì)量分數(shù)為3%醋酸溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH至4.0～5.0，再加入30～50mL醋酸乙烯酯，以300～400r/min攪拌20～30min，得混合料液；然后將上述混合料液升溫至70～75℃，邊攪拌混合料液邊以0.5mL/min滴加質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，控制滴加時間為15～25min，滴加完畢后，依次加入2～3gN-羥甲基丙烯酰胺、60～100mL醋酸乙烯酯和30～50mL質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，繼續(xù)攪拌4～6h，隨后升溫至80～85℃，保溫40～50min，再用100目濾網(wǎng)過濾，得耐水性聚醋酸乙烯酯乳液，備用；再稱取20～30g高嶺土，裝入高溫爐中，在800～900℃下煅燒1～2h，得偏高嶺土，再稱取40～50g脫硫石膏，將其放入碾磨機中碾磨，過400目篩，得脫硫石膏粉末，依次向脫硫石膏粉末中加入偏高嶺土，80～100g普通硅酸鹽水泥，30～40g200目石英砂，6～10g硅灰石，攪拌使其充分混合均勻后，得混合物，將其加入混料機中，再分別向混料機中加入5.0～7.5g氯化石蠟，0.1～0.2g聚羧酸減水劑PC-201，以500～600r/min攪拌混合5～10min，得混合粉料；最后按質(zhì)量比1:1，將上述混合粉料與備用的耐水性聚醋酸乙烯酯乳液依次加入混料機中，以200～300r/min混合5～8min，出料，得環(huán)境友好型土壤固化劑。

實例1

首先稱取5g聚乙烯醇，300mL去離子水，依次裝入四口燒瓶中，在90℃恒溫水浴下，加熱至聚乙烯醇完全溶解，冷卻至40℃，加入0.20mL非離子型表面活性劑OP-10，攪拌混合均勻，得混合溶液，用質(zhì)量分數(shù)為3%醋酸溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH至4.0，再加入30mL醋酸乙烯酯，以300r/min攪拌20min，得混合料液；然后將上述混合料液升溫至70℃，邊攪拌混合料液邊以0.5mL/min滴加質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，控制滴加時間為15min，滴加完畢后，依次加入2gN-羥甲基丙烯酰胺、60mL醋酸乙烯酯和30mL質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，繼續(xù)攪拌4h，隨后升溫至80℃，保溫40min，再用100目濾網(wǎng)過濾，得耐水性聚醋酸乙烯酯乳液，備用；再稱取20g高嶺土，裝入高溫爐中，在800℃下煅燒1h，得偏高嶺土，再稱取40g脫硫石膏，將其放入碾磨機中碾磨，過400目篩，得脫硫石膏粉末，依次向脫硫石膏粉末中加入偏高嶺土，80g普通硅酸鹽水泥，30g200目石英砂，6g硅灰石，攪拌使其充分混合均勻后，得混合物，將其加入混料機中，再分別向混料機中加入5.0g氯化石蠟，0.1g聚羧酸減水劑PC-201，以500r/min攪拌混合5min，得混合粉料；最后按質(zhì)量比1:1，將上述混合粉料與備用的耐水性聚醋酸乙烯酯乳液依次加入混料機中，以200r/min混合5min，出料，得環(huán)境友好型土壤固化劑。

先對場地雜物清理，用推土機找平，在平整好的場地上標定縱、橫向網(wǎng)格，隨后灑水潤濕，將場地土壤與水進行拌合，待土壤含水量為26%時停止灑水，再向其中添加本發(fā)明制得的環(huán)境友好型土壤固化劑，添加量為260kg/t，控制翻拌深度為150mm，翻拌均勻后，用平碾碾壓2遍，并用塑料布覆蓋2日，灑水養(yǎng)護處理即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明土壤固化劑環(huán)保無污染，使用后成膜性好，不受環(huán)境和溫度的影響，抗壓強度高，5天抗壓強度達4.9MPa，值得推廣與使用。

實例2

首先稱取8g聚乙烯醇，350mL去離子水，依次裝入四口燒瓶中，在93℃恒溫水浴下，加熱至聚乙烯醇完全溶解，冷卻至45℃，加入0.23mL非離子型表面活性劑OP-10，攪拌混合均勻，得混合溶液，用質(zhì)量分數(shù)為3%醋酸溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH至4.5，再加入40mL醋酸乙烯酯，以350r/min攪拌25min，得混合料液；然后將上述混合料液升溫至73℃，邊攪拌混合料液邊以0.5mL/min滴加質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，控制滴加時間為20min，滴加完畢后，依次加入3gN-羥甲基丙烯酰胺、80mL醋酸乙烯酯和40mL質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，繼續(xù)攪拌5h，隨后升溫至83℃，保溫45min，再用100目濾網(wǎng)過濾，得耐水性聚醋酸乙烯酯乳液，備用；再稱取25g高嶺土，裝入高溫爐中，在850℃下煅燒2h，得偏高嶺土，再稱取45g脫硫石膏，將其放入碾磨機中碾磨，過400目篩，得脫硫石膏粉末，依次向脫硫石膏粉末中加入偏高嶺土，90g普通硅酸鹽水泥，35g200目石英砂，8g硅灰石，攪拌使其充分混合均勻后，得混合物，將其加入混料機中，再分別向混料機中加入5.3g氯化石蠟，0.2g聚羧酸減水劑PC-201，以550r/min攪拌混合8min，得混合粉料；最后按質(zhì)量比1:1，將上述混合粉料與備用的耐水性聚醋酸乙烯酯乳液依次加入混料機中，以250r/min混合7min，出料，得環(huán)境友好型土壤固化劑。

先對場地雜物清理，用推土機找平，在平整好的場地上標定縱、橫向網(wǎng)格，隨后灑水潤濕，將場地土壤與水進行拌合，待土壤含水量為28%時停止灑水，再向其中添加本發(fā)明制得的環(huán)境友好型土壤固化劑，添加量為270kg/t，控制翻拌深度為153mm，翻拌均勻后，用平碾碾壓3遍，并用塑料布覆蓋3日，灑水養(yǎng)護處理即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明土壤固化劑環(huán)保無污染，使用后成膜性好，不受環(huán)境和溫度的影響，抗壓強度高，6天抗壓強度達5.7MPa，值得推廣與使用。

實例3

首先稱取10g聚乙烯醇，400mL去離子水，依次裝入四口燒瓶中，在95℃恒溫水浴下，加熱至聚乙烯醇完全溶解，冷卻至50℃，加入0.25mL非離子型表面活性劑OP-10，攪拌混合均勻，得混合溶液，用質(zhì)量分數(shù)為3%醋酸溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH至5.0，再加入50mL醋酸乙烯酯，以400r/min攪拌30min，得混合料液；然后將上述混合料液升溫至75℃，邊攪拌混合料液邊以0.5mL/min滴加質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，控制滴加時間為25min，滴加完畢后，依次加入3gN-羥甲基丙烯酰胺、100mL醋酸乙烯酯和50mL質(zhì)量分數(shù)為5%雙氧水，繼續(xù)攪拌6h，隨后升溫至85℃，保溫50min，再用100目濾網(wǎng)過濾，得耐水性聚醋酸乙烯酯乳液，備用；再稱取30g高嶺土，裝入高溫爐中，在900℃下煅燒2h，得偏高嶺土，再稱取50g脫硫石膏，將其放入碾磨機中碾磨，過400目篩，得脫硫石膏粉末，依次向脫硫石膏粉末中加入偏高嶺土，100g普通硅酸鹽水泥，40g200目石英砂，10g硅灰石，攪拌使其充分混合均勻后，得混合物，將其加入混料機中，再分別向混料機中加入7.5g氯化石蠟，0.2g聚羧酸減水劑PC-201，以600r/min攪拌混合10min，得混合粉料；最后按質(zhì)量比1:1，將上述混合粉料與備用的耐水性聚醋酸乙烯酯乳液依次加入混料機中，以300r/min混合8min，出料，得環(huán)境友好型土壤固化劑。

先對場地雜物清理，用推土機找平，在平整好的場地上標定縱、橫向網(wǎng)格，隨后灑水潤濕，將場地土壤與水進行拌合，待土壤含水量為30%時停止灑水，再向其中添加本發(fā)明制得的環(huán)境友好型土壤固化劑，添加量為280kg/t，控制翻拌深度為155mm，翻拌均勻后，用平碾碾壓3遍，并用塑料布覆蓋3日，灑水養(yǎng)護處理即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明土壤固化劑環(huán)保無污染，使用后成膜性好，不受環(huán)境和溫度的影響，抗壓強度高，7天抗壓強度達6.5MPa，值得推廣與使用。