专利名称：一种道路土壤稳定剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于道路工程用材料技术领域，特别涉及一种道路土壤稳定剂及其制备方法。
背景技术：
近年来，随着我国公路建设规模的不断扩大，在公路建设中遇到的土质情况也千 差万别。这些不良土质有的性能差，如粉质土遇水不稳定，粘性土膨胀性大；有的土不易施工，如过湿土、重粘土。在这种情况下，土壤稳定剂开始引起工程技术人员的关注。稳定剂固化土是采用一定的物理化学方法使土的物理力学性能适应工程需求的技术。近几年，国内外应用较多的无机材料固化土主要有石灰固化土、水泥固化土和以及二灰(石灰和粉煤灰)固化土等，但固化效果不理想，存在如下问题第一，虽然以石灰和粉煤灰为主的稳定剂成本较低，然而在应用中存在固化土早期强度不高、整体性差等较多缺点，形成一定强度时间长，需7天以上，而且强度可调节范围小，无侧限抗压强度较低等。第二，石灰和二灰固化土的水稳性相对较差，干燥收缩系数较大，受气候条件影响明显，可施工期短。第三，虽然以水泥作为稳定剂，固化土强度比石灰和二灰固化土有较大提高，但是，由于水泥价格较高，明显增加工程造价。
发明内容
针对传统无机道路土壤稳定剂存在的问题，本发明的目的在于，提供一种性能优异、价格低廉的道路土壤稳定剂。本发明提供的道路土壤稳定剂由下列原料按质量百分比组成牛粪灰59% 85% ;熟石灰8% 20% ;碳酸钠4% 12% ;硫酸镁3% 9% ;上述原料的质量百分比之和为100%。优选的，所述的道路土壤稳定剂由下列原料按质量百分比组成牛粪灰66% 80% ;熟石灰10% 17% ;碳酸钠6% 10% ;硫酸镁4% 7% ;上述原料的质量百分比之和为100%。优选的，所述的道路土壤稳定剂由下列原料按质量百分比组成牛粪灰71%;熟石灰15% ;碳酸钠9% ;硫酸镁5%。优选的，所述的牛粪灰比表面积为300 400m2/kg。本发明的另一目的在于提供一种上述道路土壤稳定剂的制备方法。所提供的制备方法首先将干燥牛粪燃烧后冷却至室温得到牛粪灰，接着将牛粪灰用0. 075mm筛子过筛,然后将筛下牛粪灰用球磨机磨至其比表面积达300 400m2/kg,最后按照质量百分比将牛粪灰、熟石灰、碳酸钠和硫酸镁混合搅拌至均匀，得到道路土壤稳定剂。
本发明制得的道路土壤稳定剂与现有的土壤固化剂相比具有如下优点首先，采用废弃物牛粪，利于环境保护；其次，本发明的道路土壤稳定剂固化土的I天无侧限抗压强度高于石灰类道路土壤稳定剂固化土的，与复合硅酸盐水泥固化土的相当；再者，本发明的道路土壤稳定剂固化土的水稳定性和抗干缩性明显优于石灰类道路土壤稳定剂固化土的，甚至超过复合硅酸盐水泥固化土。因此，该道路土壤稳定剂完全可以在道路土壤固化中使用，并且具有充分利用废料、节省成本以及提高固化土体强度和耐久性能等优点。
具体实施例方式针对无机类道路土壤稳定剂，能够充分利用废料、成本较低、满足固化土强度要求且耐久性能优异等特点便成为该类道路土壤稳定剂开发的热点和重点。近几年，随着国家节能环保要求的提高，废弃物在道路中的应用越来越受到国内外的重视，特别是能够明显提高道路性能的废弃物。牛粪的主要成分是没有被牛消化掉的纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、有机质、尿素以及钾、钠、I丐、镁等无机盐，在中国西北地区数量较多；燃烧后牛粪灰的主要化学成分为Si02、CaO、Al2O3和Fe2O3，这与普通硅酸盐水泥的化学成分类似，且水溶液呈碱性。因此，本发明针对牛粪灰具有较好活性的特点，通过熟石灰、碳酸钠和硫酸镁等与牛粪灰的配伍性设计，制备满足固化土性能要求且耐久性能优异的道路土壤稳定剂。以下给出本发明的具体优选实施例，用于进一步说明本发明。这些实施例仅用于本领域技术人员充分的理解本发明，而不是用来限制本发明的保护范围。凡是在本发明技术方案之上进行的等同变换或者替换均属于本发明要求保护的权利范围之内。各原料与性能指标土 陕西西安地区黄土,密度为2. 663g/cm3 ；牛粪灰比表面积分别为227m2/kg、314m2/kg 和 432m2/kg,密度为 I. 013g/cm3 ；熟石灰密度为I. 352g/cm3 ；碳酸钠工业碳酸钠，密度为2. 532g/cm3 ；硫酸镁工业硫酸镁，密度为I. 810g/cm3。水泥秦岭P C32. 5水泥，安定性合格，密度为2. 432g/cm3,性能指标满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)要求。道路土壤稳定剂制备实施例I :将干燥牛粪燃烧并冷却至室温，用0. 075mm方孔筛过筛，将筛下牛粪灰用球磨机磨细得牛粪灰，测其比表面积为314m2/kg ;各原料按照如下质量百分比组合，牛粪灰71% ；熟石灰15*%，碳酸纳9%，硫酸续5*%，上述原料的质量百分比之和为100% ;最后揽祥至均匀，即得到本发明的道路土壤稳定剂。实施例2 14 :按照表I中稳定剂组成材料的质量百分比，采用与实施例I相同的制备方法，分别制备实施例2 12的道路土壤稳定剂，实施例13的稳定剂为熟石灰，实施例14的稳定剂为普通娃酸盐水泥。表I各实施例的道路土壤稳定剂组成材料质量百分比(％)
权利要求
1.一种道路土壤稳定剂，其特征在于，该道路土壤稳定剂由下列原料按质量百分比组成牛粪灰59% 85% ;熟石灰8% 20% ;碳酸钠4% 12% ;硫酸镁3% 9% ;上述原料的质量百分比之和为100%。
2.如权利要求I所述的道路土壤稳定剂，其特征在于，所述的道路土壤稳定剂由下列原料按质量百分比组成牛粪灰66% 80% ;熟石灰10% 17% ;碳酸钠6% 10% ;硫酸镁4% 7% ;上述原料的质量百分比之和为100%。
3.如权利要求2所述的道路土壤稳定剂，其特征在于，所述的道路土壤稳定剂由下列原料按质量百分比组成牛粪灰71% ;熟石灰15% ;碳酸钠9% ;硫酸镁5%。
4.如权利要求I所述的道路土壤稳定剂，其特征在于，所述的牛粪灰比表面积为300 400m2/kg。
5.一种制备权利要求1-4任意一项权利要求所述的道路土壤稳定剂的制备方法，其特征在于，该方法是首先将干燥牛粪燃烧后冷却至室温得到牛粪灰，接着将牛粪灰用O. 075mm筛子过筛，然后将筛下牛粪灰用球磨机磨至其比表面积达300 400m2/kg，最后按照质量百分比将牛粪灰、熟石灰、碳酸钠和硫酸镁混合搅拌至均匀，得到道路土壤稳定剂。
全文摘要
本发明公开了一种道路土壤稳定剂及其制备方法。所提供的道路土壤稳定剂由下列原料按质量百分比组成牛粪灰59%～85%；熟石灰8％～20％；碳酸钠4％～12％；硫酸镁3％～9％；上述原料的质量百分比之和为100%。所提供的制备方法是将干燥牛粪燃烧并冷却至室温，然后用0.075mm筛子过筛，将筛下牛粪灰用球磨机磨至其比表面积达300～400m2/kg，最后按照质量比将牛粪灰、熟石灰、碳酸钠和硫酸镁混合搅拌至均匀，得到道路土壤稳定剂。用本发明的道路土壤稳定剂固化的土壤具有较高的强度和较好的耐久性能，可在道路工程中推广应用。
文档编号C09K103/00GK102766466SQ201210239149
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者常建武, 王振军, 蒋玮, 谢方宇, 赵喜洋, 魏永锋 申请人:长安大学