專利名稱：土質(zhì)固化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種公路工程建設(shè)材料，尤其是涉及一種適用于道路 工程中的路基建設(shè)、鋪設(shè)鄉(xiāng)間公路、油田公路、江河堤壩、廣場等工 程中加固土體的土質(zhì)固化劑。
背景技術(shù)：
土壤固化劑是在常溫下能夠直接膠結(jié)土體中土壤顆粒表面或能 夠與粘土礦物反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)的土壤硬化劑。它的處理對象也擴(kuò) 充到砂土、淤泥、工業(yè)污水、生活垃圾等多種固體、半固體，處理的 目的也不僅僅是單一的加固，還包括增加抗?jié)B透性、提高抗凍能力等。 從固化劑發(fā)展的過程以及固結(jié)機(jī)理來看，現(xiàn)有的固化劑大體可以分成 以下四大類。
1石灰、水泥類固化劑
傳統(tǒng)的石灰和水泥在建筑、道路施工上的廣泛應(yīng)用使得它們自然 成為固化土壤的首選。這類固化材料的缺點是固化土壤的早期強(qiáng)度不 高，固化劑加入量較大，固化土容易干縮，形成裂縫，破壞結(jié)構(gòu)，影
響水穩(wěn)定性，石灰和水泥類筑路材料的生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的co2，為保
護(hù)全球氣候，這些產(chǎn)品必將受到限制。
2礦渣硅酸鹽類固化劑這一類固化劑的元素組成與土壤較為接近.主要是活性硅氧化 物、鋁氧化物等，它利用活性激發(fā)成分促進(jìn)固化劑水化和產(chǎn)生膠結(jié)土 壤顆粒的膠凝物質(zhì)。這類固化劑的摻入量仍然較大，施工量沒有降低, 對于本地缺乏該資源的地區(qū)，進(jìn)行施工需要較高的運(yùn)輸成本。
3高聚物類固化劑
這類固化劑種類很多，包括多種樹脂、纖維、表面活性劑等。傳 統(tǒng)的高聚物改良土壤包括水土保持、土壤保濕、疏松土質(zhì)等，利用聚 合物交聯(lián)形成立體結(jié)構(gòu)包裹和膠結(jié)土粒，或者利用表面活性劑改變土 粒表面親水性質(zhì)，形成有效的抗水能力。在土壤壓實的基礎(chǔ)上，可以
得到較好的抗壓強(qiáng)度。該類土壤固化劑有如下優(yōu)點固化劑的摻入量 較少，運(yùn)輸方便， 一般采用水溶液的形態(tài)與土壤混合，施工方便，加 入催化聚合成分或者直接利用土壤成分來實現(xiàn)交聯(lián)，土壤早期強(qiáng)度和 后期穩(wěn)定強(qiáng)度均可以滿足要求。缺點是這類固化劑普遍的抗水性能比 較差，遇水強(qiáng)度急劇降低。并且土壤的強(qiáng)度建立在聚合物本身的膠結(jié) 能力上.土壤的結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜，對聚合物本身的穩(wěn)定性也有待考驗。
4電離子溶液(ZL-1、 EN-1、 ISS)類固化劑
這一類固化劑作用的機(jī)理是利用強(qiáng)離子來破壞土壤顆粒表面的 雙電層結(jié)構(gòu).減弱土壤表面與水的化學(xué)作用力，并且從根本上改變土 壤顆粒的表面性質(zhì)，使其趨于憎水性，在壓力作用下使得土壤形成強(qiáng) 度和良好的抗水性能，其中還包括一定的離子交換促使土壤具備一些 活性，從而促進(jìn)土壤的穩(wěn)定和強(qiáng)度。另外這種固化劑對土壤成分有一 定的要求，而且價格很高，這也在很大程度上限制了其應(yīng)用。綜上所述，傳統(tǒng)筑的路材料不僅在施工過程中對環(huán)境造成污染， 而且也很難得到高質(zhì)量的路基。近代雖然也出現(xiàn)了高聚物和電離子溶 液的固化劑，但高聚物類還不夠完善。電離子溶液固化劑對土壤成分 要求苛刻，且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種早期強(qiáng)度高、抗?jié)B、抗裂、 抗凍性能好的環(huán)保型筑路材料， 一般情況下用量只占被固化灰土總量 的萬分之一至萬分之三，用量少，運(yùn)輸費用低，施工方便，采用固化 劑加固路基土，避免大量運(yùn)輸砂石類材料，節(jié)省工程造價。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種土質(zhì)固化劑，其特征在于 包括主添加劑和助劑，其中主添加劑重量百分比組成為
甲基硅氧烷10%_20%
水溶性硅油5%-20% 三乙醇胺5%-8%
磺化丙酮的甲醛縮合物10%-30% Na2S044%-6%
木質(zhì)素與亞硫酸鹽的深度磺化物4%-6%
壬基酚聚氧乙烯醚4%
山梨醇單月桂酸酯2%
H2030%;
土質(zhì)固化劑助劑
氟硅酸鎂、硫酸鋁、氯化鋁中至少一種或兩種以上的混合物與面活性劑混合組成，二者的重量百分比組成為93-95: 5-7。 表面活性劑為烷基苯環(huán)氧乙烷縮合物。上述固化劑主添加劑生產(chǎn)工藝簡述如下在裝有回流冷凝器、攪拌裝置和加熱裝置的反應(yīng)器中，加入40 份的水和20份的木質(zhì)素磺酸鈉，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值二IO，加 入15份的甲醛溶液和10份的亞硫酸氫鈉，在80-170。C下反應(yīng)制得深 度磺化物，再與磺化丙酮的甲醛縮合物按1: 5的比例混合，降溫至 30°C，然后，在充分?jǐn)嚢璧那闆r下，依次加入甲基硅氧烷、三乙醇胺、 水溶性硅油、壬基酚聚氧乙烯醚、Na2S04、山梨醇單月桂酸酯，反應(yīng) 結(jié)束所得物為水溶性良好的紅褐色液體。土質(zhì)固化劑助劑工藝簡述采用混拌的方法，在混拌機(jī)中按二者的比例進(jìn)行混拌，均勻后即可。本發(fā)明所用原料壬基酚聚氧乙烯醚、山梨醇單月桂酸酯可到山東 德州華聯(lián)助劑廠購買。本發(fā)明是一種電離子溶液環(huán)保型土壤固化劑，作用機(jī)理是將土壤 中的礦物質(zhì)和土壤的分子分解，使其重新結(jié)晶，結(jié)合成新的化學(xué)鏈。 經(jīng)過處理的土壤由"親水性"變成"憎水性"，使土壤粒子間發(fā)生 "膠結(jié)"作用，經(jīng)機(jī)械反復(fù)的整平、振動、夯實，使土壤高度密實， 變成一種新的土壤結(jié)構(gòu)，無毒、無害、無污染。以塑性指數(shù)為9.5的砂性粉土為例，加入本發(fā)明的土質(zhì)固化劑 150-200PPm，實驗結(jié)果如下① 抗壓強(qiáng)度石灰類7d浸水抗壓強(qiáng)度^1. 2Mpa 水泥類7d浸水抗壓強(qiáng)度》2. 5Mpa② 抗彎拉強(qiáng)度石灰類0. 45 Mpa 0. 52 Mpa 水泥類0. 49 Mpa 0. 69 Mpa③ 抗壓回彈模量石灰類1100Mpa 1300Mpa 水泥類1300Mpa 1600 Mpa④ 水穩(wěn)性常溫下浸水180d無散解現(xiàn)象，水穩(wěn)定系數(shù)在90%-95%之間。⑤ 凍穩(wěn)定性石灰類90dl0次凍融抗壓強(qiáng)度0. 86 Mpa 水泥類90dl0次凍融抗壓強(qiáng)度2. 10 Mpa具體實施方式
實例1:針對塑性指數(shù)為11.0的粉土的土質(zhì)固化劑有主添加劑甲基硅氧垸10%、水溶性硅油20%、磺化丙酮的甲醛縮合物20%、三乙醇胺5%、 Na2S045%、木質(zhì)素與亞硫酸鹽的深度磺化 物4%、壬基酚聚氧乙烯醚4%、山梨醇單月桂酸酯2%、 H2030%。 助劑氯化鋁烷基苯環(huán)氧乙垸縮合物=93: 7。實例2:針對塑性指數(shù)為9. 5的低液限粉土的土質(zhì)固化劑有-主添加劑甲基硅氧烷15%、水溶性硅油10%、磺化丙酮的甲醛縮合物22%、三乙醇胺8%、 Na2S044%、木質(zhì)素與亞硫酸鹽的深度磺化 物6%、壬基酚聚氧乙烯醚4%、山梨醇單月桂酸酯2%、 H2030%。 助劑硫酸鋁烷基苯環(huán)氧乙烷縮合物=93: 7。實例3:針對塑性指數(shù)為7. 0的低液限粉土的土質(zhì)固化劑有-主添加劑甲基硅氧垸20%、水溶性硅油5%、磺化丙酮的甲醛縮 合物25%、三乙醇胺5°/。、 Na2S044%、木質(zhì)素與亞硫酸鹽的深度磺化物 5%、壬基酚聚氧乙烯醚4%、山梨醇單月桂酸酯2%、 H2030%。 助劑氟硅酸鎂垸基苯環(huán)氧乙烷縮合物=95: 5。
權(quán)利要求
1、一種土質(zhì)固化劑，其特征在于包括主添加劑和助劑，其中主添加劑重量百分比組成為甲基硅氧烷10％-20％水溶性硅油5％-20％三乙醇胺5％-8％磺化丙酮的甲醛縮合物10％-30％Na2SO44％-6％木質(zhì)素與亞硫酸鹽的深度磺化物4％-6％壬基酚聚氧乙烯醚4％山梨醇單月桂酸酯2％H2O30％；助劑氟硅酸鎂、硫酸鋁、氯化鋁中至少一種或兩種以上的混合物與表面活性劑混合組成，二者的重量百分比組成為93-95∶5-7；表面活性劑為烷基苯環(huán)氧乙烷縮合物。
全文摘要
一種土質(zhì)固化劑，包括主添加劑和助劑，其中主添加劑由甲基硅氧烷、水溶性硅油、三乙醇胺、磺化丙酮的甲醛縮合物、Na₂SO₄、木質(zhì)素與亞硫酸鹽的深度磺化物、壬基酚聚氧乙烯醚、山梨醇單月桂酸酯、H₂O組成，助劑由氟硅酸鎂、硫酸鋁、氯化鋁中至少一種或兩種以上的混合物與表面活性劑混合組成。本發(fā)明是一種電離子溶液環(huán)保型土壤固化劑，作用機(jī)理是將土壤中的礦物質(zhì)和土壤的分子分解，使其重新結(jié)晶，結(jié)合成新的化學(xué)鏈。經(jīng)過處理的土壤由“親水性”變成“憎水性”，使土壤粒子間發(fā)生“膠結(jié)”作用，經(jīng)機(jī)械反復(fù)的整平、振動、夯實，使土壤高度密實，變成一種新的土壤結(jié)構(gòu)，無毒、無害、無污染。
文檔編號E02D3/12GK101298767SQ20081005082
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者王汝堂, 王立志, 軒景泉 申請人:吉林中路新材料有限責(zé)任公司