专利名称：膨胀土改良剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调整改良膨胀土道路基础的土壤结构、土壤密实度、土壤化学性 能和物理性能的调节材料。
背景技术：
膨胀土是自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有显着胀缩性的地质体。粘粒成 分主要由亲水性粘土矿物(以蒙脱石和伊里石为主)所组成的粘性土，具有吸水膨胀、失水 收缩且反复变形的特性，在环境的温度和湿度变化时，对建筑物尤其是轻型建筑、路基、机 场、渠道边坡以及提坝等都有严重的破坏作用，特别是对建筑物所产生的变形破坏作用往 往具有长期潜在危险。膨胀土粒度成份中粘粒含量高，一般超过40 %，最高达80 %，其化学成份主要是 Si02、Al203、Fi5203，硅铝比3. 55-3. 62，较活泼的元素K、Na、Ca、Mg等碱性金属含量普遍较高。 当气候、水介质与氧化-还原等环境条件发生变化时，如伊利石脱甲转变为蛭石或蒙脱石 时，膨胀土的亲水性增强，从而使土体的工程性质进一步恶化。膨胀岩土一般分布在二级及二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘。地形特征在 山地表现为低丘缓坡，在平原地带表现为地面龟裂、沟槽、无直立边坡。膨胀岩土在风干时 出现大量的微裂隙，具有光滑面挤压擦痕且有滑腻感。呈坚硬、硬塑状态的土体易沿微裂隙 面散裂，当其遇水时则软化。膨胀土一般呈灰白、灰绿、灰黄、棕红、褐黄等颜色。膨胀岩土 分布地区易发生浅层滑坡、地裂、新开挖的基槽及路堑边坡坍塌等不良地质现象。旱季，膨胀土坚硬似“铜”，雨季，膨胀土软弱如“脓”，可吸收水份7 15倍、体积 膨胀至30倍。由于胀缩特性，在工程中往往被弃方换土，不仅耗费了巨大的工程费用，而且 弃方还占用了大量的土地，不利于环境保护。目前公知的膨胀土处理技术中最传统的方法是在土壤中加入一定比例石灰和膨 胀土混合，然后进行碾压，这种方法不仅在施工过程中对环境造成严重污染，而且得不到很 好效果，另一方法是换土，这会增加大量成本及延长施工时间、破环大量耕地。目前仍未有 很好的解决方法。
发明内容
本发明的目的是发明一种能克服在筑路施工过程中遇到膨土存在情况下而使用 的膨胀土改良剂。本发明的技术方案是以十二烷基苯磺酸为主要成份的膨胀土稳定剂和以聚乙烯 醇为主要成份的膨胀土固化剂，两者配合使用，以改良膨胀土的化学和物理性能。本发明的膨胀土稳定剂对膨胀土成份及分子结构发生调整，从而得到改良膨胀土 结构、密实度和胀缩性能，并重新组合膨胀土结构。同时使用固化剂，以达到固化胀缩性土、 降低胀缩性率、增强承载力、减少工程费用达到人、财、物等资源的合理使用，使包括道路工 程在内的土木工程达到永久使用的目的。
经本发明膨胀土改良剂处理后的膨胀土从亲水性变成憎水性，减少粘土的塑限及 液限。经碾压后，土壤可以被压实到很高的密实度，渗透系数下降，并增加土壤的固结能力， 从而减少水对路基破坏和有效地防止路基翻浆现象。使用本发明的膨胀土稳定剂通过电荷作用，促使水分子从土颗粒的吸附水排出， 通过碾压，增加土层的密实度，降低土层的渗透能力。表面活性剂将吸附于土颗粒的表面， 防止水份再吸附于土颗粒上。通过电荷及离子交换作用，而达到改变膨胀土的化学性能及 物理性能，改变或降低膨胀土强烈的吸湿性能和胀缩性能。经本发明膨胀土稳定固化剂处理后的膨胀土路基经过长时期的化学反应及长期 使用碾压。路基密实度越来越大、越来越硬实，承载力越来越高。道路施工时，首先使用20 30倍水稀释膨胀土稳定剂，喷洒于已开挖、粉碎的膨 胀土上，充分的均勻搅拌，然后喷洒定量的膨胀土固化剂及膨胀土稳定剂，并平整路面，再 进行碾压，以达到工程设计要求。本发明的膨胀土改良剂是由膨胀土稳定剂和膨胀土固化剂两者配合使用。膨胀土稳定剂是由下述用料配制而成，其重量％为
十二烷基M酸35 - 45%;
脂肪酸烷醇醜胺5-10%;
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸纳 2~ 6%; 2-羟基丙燒-1. 2. 3-三羧酸5 ~ 10%; 水~30- 53%;膨涨土固化剂是由下述用料配制而成，其重量％为
聚乙烯醇17-25
聚乙烯吡洛坑酮 羟乙基纤维素 2~6% 聚乙二醇5 10%
羟丙基曱基纤维素 水60~70%
(四)具体实施方案实施例一取十二烷基苯磺酸45公斤，脂肪酸烷醇酰胺6公斤，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3 公斤，2-羟基丙烷-1. 2. 3-三羧酸8公斤和水38公斤制成1号膨胀土稳定剂适用于较强质 性膨胀土。取聚乙烯醇25公斤，聚乙烯吡咯烷酮4公斤，羟乙基纤维素2公斤，聚乙二醇5公 斤，羟丙基甲基纤维素4公斤和水60公斤制成1号膨胀土固化剂。取1公斤1号膨胀土稳定剂加水100 200公斤稀释，然后喷洒在已挖开的20公分厚的路面上，搅拌均勻，等待3 4小时后，再喷洒上1号膨胀土固化剂10公斤，膨胀土固 化剂与水的比例为，膨胀土固化剂加水约为5 7倍，水的使用量决定于当时路基土壤的含 水量。但应该在最佳含水量时碾压，同时可立即通车使用道路，在第二天后还要不断碾压， 直到达到设计的压实度为止。实施例二取十二烷基苯磺酸35公斤，脂肪酸烷醇酰胺5公斤脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2公 斤，2-羟基丙烷-1. 2. 3-三羧酸5公斤和水53公斤制成2号膨胀土稳定剂。取聚乙烯醇18公斤，聚乙烯吡咯烷酮2公斤，羟乙基纤维素3公斤，聚乙二醇6公 斤，羟丙基甲基纤维素1公斤和水70公斤制成2号膨胀土固化剂。适用于较弱质性膨胀土。取1公斤2号膨胀土稳定剂加水100 200公斤稀释，然后喷洒在已挖开的20公 分厚的路面上，搅拌均勻，等待3 4小时后，再喷洒上2号膨胀土固化剂10公斤，膨胀土固 化剂与水的比例为，膨胀土固化剂加水约为5 7倍，水的使用量决定于当时路基土壤的含 水量。但应该在最佳含水量时碾压，同时可立即通车使用道路，在第二天后还要不断碾压， 直到达到设计的压实度为止。实施例三取十二烷基苯磺酸44公斤，脂肪酸烷醇酰胺10公斤，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠6 公斤，2-羟基丙烷-1. 2. 3-三羧酸10公斤和水30公斤制成3号膨胀土稳定剂。取聚乙烯醇17公斤，聚乙烯吡咯烷酮3. 5公斤，羟乙基纤维素6公斤，聚乙二醇10 公斤，羟丙基甲基纤维素3. 5公斤和水60公斤制成3号膨胀土固化剂适用于弱质性膨胀土。取1公斤3号膨胀土稳定剂加水100 200公斤稀释，然后喷洒在已挖开的20公 分厚的路面上，搅拌均勻，等待3 4小时后，再喷洒上3号膨胀土固化剂10公斤，膨胀土固 化剂与水的比例为，膨胀土固化剂加水约为5 7倍，水的使用量决定于当时路基土壤的含 水量。但应该在最佳含水量时碾压，同时可立即通车使用道路，在第二天后还要不断碾压， 直到达到设计的压实度为止。
权利要求
1. 一种膨胀土改良剂其特征在于它是由膨胀土稳定剂和膨胀土固化剂两者构成， 膨胀土稳定剂是由下述用料配制而成，其重量％为
全文摘要
本发明涉及一种调整改良膨胀土道路基础的土壤结构、土壤密实度、土壤化学性能和物理性能的调节材料。本发明的技术方案是以十二烷基苯磺酸为主要成份的膨胀土稳定剂和以聚乙烯醇为主要成份的膨胀土固化剂，两者配合使用，以改良膨胀土的化学和物理性能。本发明的膨胀土稳定剂对膨胀土成份及分子结构发生调整，从而得到改良膨胀土结构、密实度和胀缩性能，并重新组合膨胀土结构，使用固化剂，以达到固化胀缩性土、降低胀缩性率、增强承载力、减少工程费用达到人、财、物等资源的合理使用，使包括道路工程在内的土木工程达到永久使用的目的，经碾压后，土壤可以被压实到很高的密实度，渗透系数下降，并增加土壤的固结能力，从而减少水对路基破坏和有效地防止路基翻浆现象。
文档编号C09K103/00GK102079980SQ20091021915
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者叶上明, 张信贵, 易念平, 熊德元, 钟维安 申请人:叶上明, 张信贵, 钟维安