专利名称：用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地基土壤改良的添加剂。
冻胀的影响因素1、内因，是土体本身包括土质、孔隙水的成份和含量以及土体的密实程度等；2、外因，是外部环境，主要是温度和外来水源。
近年来国内外冻胀防治的主要措施是(1)对内因进行主动防治即地基土改良；(2)对外因进行被动防护，采取保温、堵水隔水、基础及结构物防冻胀。其具体防治措施如下(1)机械法，如通过强夯土体来改变土颗粒间的接触，增大土的密度，从而切断土中毛细管之间的联系；或通过改变土颗粒的粒度成分或接触条件，减少水分迁移量。(2)热物理法；如通过土体疏干，阻止地表水入渗或降低地下水位，减少土中的初始含水量，减少水分迁移量；或通过加热基础周围土体，改变土体水分迁移的方向和强度。(3)物理化学法；如通过盐化法，即在土壤中添加化学试剂，改变土壤水的成分和浓度，从而降低土壤的冻结温度；或通过在土壤中添加无机化合物，以改变或交换阳离子的成分；或通过在土壤中添加憎水物，降低土颗粒表面对水的吸附能力；或通过电化学处理。(4)综合法，即采用在土壤中加入盐，来改变土壤的密度及成分。(5)被动防护，即加强基础锚固、改变基础断面形式及表面平整度、增加基础载荷及基础单位压力。
从以上方法中可以看出治水及改变土质和孔隙水成分及含量是防治冻胀最根本和最有效的方法。但这些方法大都工艺复杂，实施时费工费时。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，该添加剂利用高分子材料添加至土壤中，来改变土壤的物理力学性能，使土颗粒聚集在一起，稳定和提高土体的强度，并阻止土壤中水分的运移和外来水源的入侵；土壤中加入添加剂后，由于其低渗透性和低吸水性，对冻胀的防治效果非常好。
本发明的目的可通过如下措施来实现一种用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，包括下述重量百分含量的原料卤盐0.1-2％、明胶0.5-4％、聚乙烯醇5-20％，其余量为水。
所述的卤盐选自NaCl、Ca(Cl)2中的一种。
本发明相比现有技术具有如下优点本发明的添加剂加入至土壤中随着温度的降低，添加剂将由液体逐渐向乳状体转化，从而堵塞土壤孔隙，使土壤中的水分不能运动和产生水分迁移，达到土体防冻胀和融沉的目的。在土体干燥时添加剂在土壤孔隙中还起到了连接土壤颗粒的桥梁作用和作为一种“筋”穿插在土壤孔隙中，并将土颗粒聚集在一起，从而提高了土体的强度。土壤中由于添加剂的存在，它不但堵塞或密闭了土壤孔隙，而且还将土颗粒包裹着，使土颗粒对水的吸附力下降，降低了土颗粒的亲水能力，因此具有低渗透和低吸水的特性。
具体的实施方式本发明还将结合实施例作进一步详述实施例一一种用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，包括下述重量百分含量的原料NaCl 1％、明胶2％、聚乙烯醇12％，其余量为水。
实施例二一种用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，包括下述重量百分含量的原料Ca(Cl)20.5％、明胶1％、聚乙烯醇18％，其余量为水。
实施例三一种用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，包括下述重量百分含量的原料NaCl 1.5％、明胶3.5％、聚乙烯醇7％，其余量为水。
实施例四一种用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，包括下述重量百分含量的原料Ca(Cl)21.8％、明胶0.6％、聚乙烯醇14％，其余量为水。
本发明的实施例效果可通过如下实验证明将配制好的添加剂按比例添加至土壤中，初始含水量控制在塑限以下，制成不同样品，待样品自然风干后，对其进行力学及水理参数的测试，其试验结果见表1表1为本发明添加剂加入土壤(固结干燥)后测试的各项技术指标 ※代表添加剂含量为10％，★代表添加剂含量为13％。
从表1中可看出抗压强度是随细粒含量及添加剂的增多而增大；渗透系数是随细粒含量的增多而下降。吸水率的变化规律是开始每天的增量比以后的增量要大，即随时间的增加其吸水率增幅越来越小。
从试验结果还可以看出，加入添加剂的土与普通土比较具有抗压强度高和低渗透、低吸水的特性。因为添加剂在土壤孔隙中真情起到了连接土颗粒的桥梁作用和作为一种“筋”穿插在土壤孔隙中，并将土颗粒聚集在一起，从而提高了土体的强度。土壤中由于添加剂的存在，它不但堵塞或密闭了土壤孔隙，而且还将土颗粒包裹着，使土颗粒对水的吸附力下降，降低了土颗粒的亲水能力，因此具有低渗透和低吸水的特性。
冻胀试验将含本发明添加剂10％、含水量为22.89％、干容重1.56g/cm3的亚粘土制成直径为10cm，高度分别为9cm(1号样、封闭试验)和11.5cm(2号样、开放试验)的两个试样。在顶面温度为-5℃、底面温度1℃的条件下，进行开放和封闭系统的冻胀试验，试验时间3天。
试验后结果表明(1)无论是封闭系统还是开放系统的试验，在试验结束后，其试样均无冻胀产生或冻胀量很小，小于1％；(2)进行开放系统的补水试验过程中，外部水源不能补正(侵入)到试样；(3)试验结束后，冻土和融土的含水量无明显变化。
从以上试验结果可知，添加剂加入到土体在冻结过程中，它不但阻止了土体冻胀的产生、外来水源的入侵及水分迁移，还阻隔了土体孔隙之间的联系，使水分在孔隙中不能运移；从而达到了防治冻胀的目的。
权利要求
1.一种用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，包括下述重量百分含量的原料卤盐0.1-2％明胶0.5-4％ 聚乙烯醇5-20％，其余量为水。
2.如权利要求1所述的用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，其特征在于所述的卤盐选自NaCl、Ca(Cl)2中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种用于提高地基土壤强度及抗冻胀的添加剂，包括卤盐、明胶、聚乙烯醇和水；本发明利用高分子材料添加至土壤中，来改变土壤的物理力学性能，使土颗粒聚集在一起，稳定和提高土体的强度，并阻止土壤中水分的运移和外来水源的入侵；土壤中加入添加剂后，由于其低渗透性和低吸水性，对冻胀的防治效果非常好。
文档编号C09K17/40GK1465651SQ0214042
公开日2004年1月7日 申请日期2002年7月5日 优先权日2002年7月5日
发明者邓友生, 马巍, 何平 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所