專利名稱：一種環(huán)保型土壤固化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于市政和建筑工程范疇，為精細化工技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
1、對發(fā)明"一種環(huán)保型土壤固化劑"的理解
當土壤固化劑與含有一定水分的土壤混合后，即發(fā)生一系列物理化學反應(yīng)。首先，在土壤 中大量形成富含結(jié)晶水的針狀結(jié)晶體，穿插在土壤顆粒孔隙間形成強度骨架。其次，硅酸鹽類 水化物填充在強度骨架之中使固化體系進一步密實。最后，在激發(fā)劑的作用下土壤固化劑和 部分土壤顆粒進行化學反應(yīng)，使加固土具有不可逆的良好的耐久性。
土壤固化劑的固化機理應(yīng)概括為物理力學過程、化學過程和物理化學過程三個過程。物理 力學過程是土壤固化劑在固化土壤時，土壤經(jīng)過粉碎、篩選、拌和和碾壓等施工工藝流程，土 體的基本單元在外力的作用下彼此貼近和相互契合，從而減少土體的孔隙率，增大密實度，降 低滲水性。這種過程是可逆的，土體的強度會隨著外界條件的改變而發(fā)生變化。物理力學過程 是任何類型的土壤固化劑在固化土壤時所必須的，因為固化土壤的密度和土壤固化劑在土體中 的均勻性，對強度的形成具有重要作用。實際上，物理力學過程是固化土體的一種最簡單和最 基本的方法。而化學過程是指土壤固化劑在固化土壤的過程中，其本身組分發(fā)生的化學反應(yīng)和 土壤與土壤固化劑中的某些組分發(fā)生的反應(yīng)等。前者包括無機類土壤固化劑材料本身的水解與 水化反應(yīng)和空氣中二氧化碳的碳酸化反應(yīng)，有機類土壤固化劑的聚合與縮聚反應(yīng)等。后者土壤 固化劑中的組分與土壤顆粒之間的火山灰反應(yīng)，有機高分子與土壤顆粒表面間的絡(luò)合反應(yīng)等。 物理化學過程主要是指土壤顆粒與土壤固化劑中各組分的吸附過程，包括物理吸附、化學吸附 和物理化學吸附。物理吸附是指在分子力的作用下，土體的基本單元將土壤固化劑中的某些組 分吸附在其表面，使其表面自由能得以降低?；瘜W吸附是指吸附劑與被吸附物質(zhì)之間發(fā)生化學 反應(yīng)而生成新的不溶性物質(zhì)，并在吸附劑與被吸附物質(zhì)之間形成化學鍵。物理化學吸附是指土 壤固化劑中的某些離子與土體基本單元表面的離子發(fā)生了離子交換吸附。在土壤固化劑與土體 的物理化學作用過程中，無機類土壤固化劑主要是物理化學吸附。諸如無機類土壤固化劑中的鈣鹽和鎂鹽溶解后，鈣離子和鎂離子與土體基本單元所吸附的鈉離子發(fā)生交換反應(yīng)，可以增加 土壤顆粒的團聚作用。有機類土壤固化劑主要是物理吸附和化學吸附過程，諸如高分子材料的 某些基團與土壤顆粒之間的物理吸附，高分子材料與土壤顆粒之間的化學吸附等。以上三種過 程因土壤固化劑的成分不同而不同，但這三種過程并不是相互孤立的，而是相互聯(lián)系和相互促 進的。在這三種過程中，只有化學過程和物理化學過程能使土體的力學性能、抗?jié)B性能、耐久 性能等工程性能得以改善，而物理力學過程則是保證化學過程和物理化學過程更好的發(fā)揮作 用。
2、 一種環(huán)保型土壤固化劑所選用的主要原料
一種環(huán)保型土壤固化劑，它是由粉煤灰、硫酸鋁A12(S04)3、硫酸轉(zhuǎn)CaS04 .硫酸鈉Na2S04 、 碳酸鈉Na2CCb.碳酸鉀K2C03 .碳酸鈣CaC03中的一種或二種與?；郀t礦渣、三氧化 二鋁A1203、氫氧化鉀KOH、氧化鈣CaO、硅酸鈉Na20 n Si02、 二氧化硅Si02中 的一種或二種與十二水硫酸鋁鉀Ml (S04) 2* 12H20或硅酸鹽水泥熟料或電石渣或石灰或明 礬石或石膏中的一種或二種與表面活性劑三乙醇胺或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉中的一種 或二種，按各自屬性組成多種最佳復(fù)合配方，經(jīng)優(yōu)化復(fù)配精制而成。
3、 本發(fā)明適用范圍廣泛且固化土壤效果顯著
一種環(huán)保型土壤固化劑為0.0045mm-0.5mm的固體顆粒狀，其具有固化土壤的屬性。它主 要適用于渠道防滲處理及固化土預(yù)制塊生產(chǎn)；提防和岸坡加固；路基加固及路面硬化和軟土地
基處理。
發(fā)明內(nèi)容
1、 發(fā)明"一種環(huán)保型土壤固化劑"的目的
為解決目前在建筑工程和市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，所使用的土壤固化劑普遍呈強堿性。由于 自然界多種因素的影響，諸如雨水的沖刷等。這種強堿性的土壤固化劑會使周邊的土壤鹽堿化， 并污染地表水和地下水，嚴重影響生態(tài)環(huán)境。并解決其在使用時功能單一，抗?jié)B性能和強度低， 固土效果和耐久性較差。本發(fā)明提供了一種環(huán)保型土壤固化劑。
2、 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
本發(fā)明一種環(huán)保型土壤固化劑，它是由粉煤灰、硫酸鋁Al2 (S04) 3、硫酸鈣CaS04、 硫酸鈉Na2S04 .碳酸鈉Na2C02 、碳酸鉀K2C03 、三氧化二鋁A1203中的一種或二種與
?；郀t礦渣、碳酸鈣CaC03、氫氧化鉀KOH、氧化鈣CaO、硅酸鈉Na20、Si02、
二氧化硅Si02中的一種或二種與十二水硫酸鋁鉀KA1 (S04) 2*121120或硅酸鹽水泥熟料或
電石渣或石灰或明礬石或石膏中的一種或二種與表面活性劑三乙醇胺或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)
素磺酸鈉中的一種或二種組成，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為
硫酸鋁Al2 (S04)
硫酸鈉Na2S04
碳酸鉀K2C03 三氧化二鋁A1203
氧化鈣CaO 二氧化硅Si02
?；郀t礦渣 電石渣或石灰
明礬石或石膏-
木質(zhì)素磺酸鈣
1~20 硫酸鈣CaS04
0.1 ~ 10 碳酸鈉Na2C02
0.1 ~ 10 碳酸轉(zhuǎn)CaC03
0. 1~10 氫氧化鉀KOH
0.1 ~ 10 硅酸鈉Na20*nSi02
0. 1 ~ 10 水泥熟料
1~80 粉煤灰
1 ~50 十二水硫酸鋁鉀KA1 (S04) 2
1 ~30 三乙醇胺 0.01 ~0.5
0.卜10 0. 1 ~ 10 卜50 0.1 ~ 10 0.1 ~ 10 1 ~85 1 ~50 12H200. 1 ~ 10 0.01 ~0.5 0.01 ~0.5
木質(zhì)素磺酸鈉
本發(fā)明一種環(huán)保型土壤固化劑為0.0045mm-0.5mm的固體顆粒狀，使用時土壤與土壤固化 劑的技術(shù)配比是按重量份組分100: 6~15，適合于大規(guī)模機械化施工作業(yè)。
3.、 一種環(huán)保型土壤固化劑與背景技術(shù)相比的有益效果
本發(fā)明一種環(huán)保型土壤固化劑，環(huán)保性能好。其利用天然土壤進行固化，就地取材，降低 工程造價。防滲效果好，固化層可承受一定的壓力，具有一定的耐久性，經(jīng)水浸泡不發(fā)生泥化。 其利用了大量的工業(yè)廢棄物，即節(jié)約了原材料，減少沙石用量，又解決了大量的工業(yè)廢棄物排 放和環(huán)境污染問題，對生態(tài)環(huán)境的保護具有積極作用。其用量少，環(huán)保效果好，其主要原材料 均為無機物，無毒、無害、無污染，對動物和植物都是安全的，同時具有除臭去味、殺菌消毒、 凈化水質(zhì)等多項功能。其成本低廉，原料供應(yīng)充足且易于采購，生產(chǎn)工藝簡便易行。它主要適 用于渠道防滲處理及固化土預(yù)制塊生產(chǎn)；提防和岸坡加固；路基加固及路基或路面硬化和軟土 地基處理，適合于大規(guī)模機械化施工作業(yè)。具體實施例方式
當環(huán)保型土壤固化劑為0.0045mm-0.5mm的固體顆粒狀時
首先，按照環(huán)保型土壤固化劑的最佳組合配方，對所需的各種化工原料進行檢驗。經(jīng)檢驗， 確定為符合質(zhì)量標準后，將各物料置放在粉碎機中進行粉碎篩選；而后，將粉碎后的各物料置
放在球磨機中進行粉磨，使其達到0.0045mm-0.5mm固體顆粒狀的質(zhì)量標準；其次，再將其置 放到攪拌機中進行充分攪拌使其均勻；再次，釆集成品的環(huán)保型土壤固化劑樣品進行測試檢驗; 最后，將經(jīng)測試檢驗合格的成品裝袋、倉儲備用，倉儲時注意防潮。
實施例一
生產(chǎn)100噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為
硫酸鈉 1 水泥熟料 15
粒化高爐礦渣 68 粉煤灰 10
電石渣 5 木質(zhì)素磺酸鈣 0.5
十二水硫酸鋁鉀 0. 5
用球磨機將硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣及粉煤灰磨成0.045mm的超細粉，將電石渣 干燥后，用2mm的篩子過篩。將68噸粒化高爐礦渣與15噸硅酸鹽水泥熟料與10噸粉煤灰與 5噸電石渣混合攪拌，使其均勻，而后添加1噸無水硫酸鈉和各0.5噸的木質(zhì)素磺酸鈣及十二 水硫酸鋁鉀并再次混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保型土壤固化劑。
實施例二
生產(chǎn)100噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為
硫酸鈣 1 ?；郀t礦渣 76
粉煤灰 10 石灰 10
明礬石 2 二氧化硅 0.5
木質(zhì)素磺酸鈉 0.5
用球磨機將粒化高爐礦渣與粉煤灰與明礬石磨成0.045mm的超細粉，將石灰用2mm的篩 子過篩。將76噸?；郀t礦渣與10噸粉煤灰與10噸石灰混合攪拌，使其均勻，而后添加1 噸無水硫酸鈣和各0.5噸的木質(zhì)素磺酸鈉及二氧化硅并再次混合攪拌，使其均勻，即制成IOO 噸環(huán)保型土壤固化劑。
實施例三
生產(chǎn)IOO噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為
硫酸鋁 1 碳酸鈣 3
粒化高爐礦渣 65 粉煤灰 15
石灰 15.5 木質(zhì)素磺酸鈉 0.5
用球磨機將?；郀t礦渣與粉煤灰磨成0.045mm的超細粉，將石灰用2mm的篩子過篩。 將65噸粒化高爐礦渣與15噸粉煤灰與15.5噸石灰混合攪拌，使其均勻，而后添加1噸硫酸 鋁和3噸碳酸鈣及0.5噸的木質(zhì)素磺酸鈉并再次混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保型土 壤固化劑。
實施例四
生產(chǎn)100噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為
碳酸鈣 10 硫酸鈣 1
?；郀t礦渣 55 粉煤灰 20
電石渣 13 十二水硫酸鋁鉀 0.5
木質(zhì)素磺酸鈉 0.5
用球磨機將?；郀t礦渣及粉煤灰磨成0.0045mm的超細粉，將電石渣干燥后，用2mm 的篩子過篩。將55噸粒化高爐礦渣與20噸粉煤灰與13噸電石渣混合攪拌，使其均勻，而后 添加10噸碳酸鈣和1噸無水硫酸鈣后，再添加各0.5噸的木質(zhì)素磺酸鈉及0.5噸十二水硫酸鋁 鉀并再次混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保型土壤固化劑。
實施例五-
生產(chǎn)IOO噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為
?；郀t礦渣 50 粉煤灰 35
氧化鈣 6 二氧化硅 5
十二水硫酸鋁鉀 0.5 三氧化二鋁 3
木質(zhì)素磺酸鈣 0.3 木質(zhì)素磺酸鈉 0.2
用球磨機將粒化高爐礦渣及粉煤灰磨成0.045mm的超細粉，將?；郀t礦渣50噸與粉 煤灰35噸與氧化鈣6噸與二氧化硅5噸與十二水硫酸鋁鉀0.5噸與三氧化二鋁3噸混
合攪拌，使其均勻，而后添加各0.5噸的木質(zhì)素磺酸鈉及木質(zhì)素磺酸轉(zhuǎn)并再次混合攪拌，使其 均勻，即制成100噸環(huán)保型土壤固化劑。
實施例六
生產(chǎn)IOO噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為 硫酸鈉 1 水泥熟料 15
?；郀t礦渣 68 粉煤灰 10
石灰 5 木質(zhì)素磺酸鈣 0.5
十二水硫酸鋁鉀 0. 5
用球磨機將硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣及粉煤灰磨成0.045mm的超細粉，將石灰干 燥后，用2mm的篩子過篩。將68噸粒化高爐礦渣與15噸硅酸鹽水泥熟料與10噸粉煤灰與5 噸石灰混合攪拌，使其均勻，而后添加1噸無水硫酸鈉和各0.5噸的木質(zhì)素磺酸鈣及十二水硫 酸鋁鉀并再次混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保型土壤固化劑。
權(quán)利要求
1、一種環(huán)保型土壤固化劑，其特征是它是由粉煤灰、硫酸鋁Al2(SO4)3、硫酸鈣CaSO4、硫酸鈉Na2SO4、碳酸鈉Na2CO2、碳酸鉀K2CO3、三氧化二鋁Al2O3中的一種或二種與?；郀t礦渣、碳酸鈣CaCO3、氫氧化鉀KOH、氧化鈣CaO、硅酸鈉Na2O·nSiO2、二氧化硅SiO2中的一種或二種與十二水硫酸鋁鉀KAl(SO4)2·12H2O或硅酸鹽水泥熟料或電石渣或石灰或明礬石或石膏中的一種或二種與表面活性劑三乙醇胺或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉中的一種或二種組成，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為硫酸鋁Al2(SO4)31～20 硫酸鈣CaSO4 0.1～10硫酸鈉Na2SO4 0.1～10碳酸鈉Na2CO20.1～10碳酸鉀K2CO30.1～10碳酸鈣CaCO3 1～50三氧化二鋁Al2O30.1～10氫氧化鉀KOH 0.1～10氧化鈣CaO 0.1～10硅酸鈉Na2O·nSiO2 0.1～10二氧化硅SiO2 0.1～10水泥熟料1～85?；郀t礦渣 1～80 粉煤灰 1～50電石渣或石灰 1～50 十二水硫酸鋁鉀KAl(SO4)2·12H2O 0.1～10明礬石或石膏 1～30 三乙醇胺0.01～0.5木質(zhì)素磺酸鈣 0.01～0.5 木質(zhì)素磺酸鈉0.01～0.5。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型土壤固化劑，其特征是其為0.0045mm-0.5mm的 固體顆粒狀，使用時土壤與土壤固化劑的技術(shù)配比是按重量份組分100: 6~15，適合于大規(guī)模 機械化施工作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明為精細化工技術(shù)領(lǐng)域。它是由粉煤灰、硫酸鋁、硫酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、三氧化二鋁中的一種或二種與粒化高爐礦渣、碳酸鈣、氫氧化鉀、氧化鈣、硅酸鈉、二氧化硅中的一種或二種與十二水硫酸鋁鉀或硅酸鹽水泥熟料或電石渣或石灰或明礬石或石膏中的一種或二種與表面活性劑三乙醇胺或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉中的一種或二種化工原料，經(jīng)優(yōu)化復(fù)配精制而成。其就地取材，工程造價低，防滲效果好，固化層可承受一定的壓力并具有耐久性，經(jīng)水浸泡不發(fā)生泥化。其利用了工業(yè)廢棄物，解決了廢棄物排放和環(huán)境污染問題，對生態(tài)環(huán)境保護具有積極作用。其適用于路基加固和路面硬化及軟土地基處理，適合機械化施工作業(yè)。
文檔編號E02D3/12GK101100854SQ20071001238
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者楊毅男 申請人:楊毅男