砂性土质固化剂的制作方法

专利名称：砂性土质固化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种公路工程建设材料，尤其是涉及一种适用于道路 工程中的路基建设、铺设乡间公路、油田公路、江河堤坝、广场等工 程中加固土体的砂性土质固化剂。
背景技术：
土质固化材料是用于改善土的物理-力学性质以适应工程技术要 求的新型化学材料，可对道路、码头、港口等各类工程进行地基土处 理加固。按照材料的物质特点，土质固化剂可以分为以下三大类型
1无机结合料
无机结合料是一种传统的固化材料，包括水泥、石灰和粉煤灰 等，它们可单独使用，也可按一定的比例混合使用。水泥、石灰、粉 煤灰作为最传统的土壤固化材料在筑路工程中应用广泛，但是这些材 料存在明显缺陷，如水泥收縮大、易开裂、协调性及适用性差、成本 高。石灰、粉煤灰初期强度低、易软化、水稳性差等，对于砂性土工 程的施工，石灰往往满足不了工程的需要，使用水泥则存在加量大， 成本高等问题。并且，石灰和水泥类筑路材料的生产中产生大量的 C02，为保护全球气候，这些产品必将受到限制。
2离子类土质固化剂离子固化剂(EN-1、 ISS、 Roadgood)是一种由多个强离子组合 而成的化学物质，其作用机理是将粘土矿物内部吸附水去除，使土由 亲水性变成憎水性，在常规压实机械碾压后，能有效地改进土的工程 性质，提高土的防渗性等。这种固化剂对土壤成分有一定的要求，而 且价格很高.这也在很大程度上限制了其应用。
3有机类土质固化剂
此类稳定剂一般呈液态，种类很多，目前市场比较知名的产品有: 南非约翰尼斯堡公司生产的康耐(CON—AID)、美国SOILROCK公司的 S型稳定剂和TOP—SEAL(美德克萨斯洲土壤控制公司， 一种液态的丙 烯酸联合乳胶聚合物)，这类产品的应用，国内报道仅限于室内试验 以及初步分析评价。该类产品用量大，掺量一般在O. 1 1%范围内， 并且如TOP—SEAL产品并不能改善土体的水稳定性和冰冻稳定性，其 在实际筑路工程中的应用迄今还无人报道。
综上所述，传统的筑路材料存在着明显的缺陷，并且在施工过 程中对环境造成一定的污染。目前虽然也出现了高聚物和电离子溶液 的固化剂，但高聚物类还不够完善，电离子溶液固化剂对土壤成分要 求苛刻，且成本高。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种早期强度高、抗渗、抗裂、 抗冻性能好的环保型筑路材料，用量少、运输费用低，施工方便，采 用固化剂加固路基土，避免大量运输砂石类材料，节省工程造价。
为解决上述技术问题，本发明提供一种砂性土质固化剂，其特征在于包括主添加剂和助剂，其中主添加剂重量百分比组成为 氨基磺酸15%_20%
水溶性硅油5%-20% 三乙醇胺5%-15% 氢氟酸10%-30°/0 Na2S0440/o-6% 壬基酚聚氧乙烯醚4% 山梨醇单月桂酸酯2% H2030%
土质固化剂助剂
氟硅酸镁、硫酸铝、氯化铝中至少一种或两种以上的混合物与表 面活性剂混合组成，二者的重量百分比组成为93-95: 5-7。 表面活性剂为烷基苯环氧乙烷縮合物。
上述固化剂主添加剂生产工艺简述如下
采用2M3反应釜，在充分搅拌下，加入总质量的30%水，然后依
次加入氨基磺酸、氢氟酸、水溶性硅油、三乙醇胺和Na2S04、壬基酚
聚氧乙烯醚、山梨醇单月桂酸酯，反应结束所得物为水溶性良好的褐
色液体。
土质固化剂助剂工艺简述
采用混拌的方法，在混拌机中按二者的比例进行混拌，均匀后即可。
本发明所用原料壬基酚聚氧乙烯醚、山梨醇单月桂酸酯可到山东 德州华联助剂厂购买。本发明是一种电离子溶液型土质固化剂，作用机理是固化剂能产 生强大的离子作用，与土壤混合后，将与土壤颗粒表面吸附的活性阳 离子进行交换，改变土的性质，促使土壤扩散层厚度减薄，电位势下 降，土颗粒之间的排斥能降低，胶结力加强，经过处理的土壤，能永 久地将土壤的亲水性变为疏水性，改变土壤的物理、机械、力学性能， 使土体易于压实，在相同压实机械作用下，土体的压实度得到显著提 高，形成结构稳定的整体板块。固化剂与土体的反应充分而耐久，使 得加固效果可保持长期稳定。该土质固化剂对人体、牲畜、植物和大 自然均无损害，是一种环保型筑路材料。早期强度高，抗渗、抗裂、 抗冻性能好。用量少、运输费用低，施工方便，采用固化剂加固路基 土，避免大量运输砂石类材料，节省工程造价，有良好的社会和经济 效益。
以风化砂性土为例，加入本发明的土质固化剂，实验结果如下
① 抗压强度
水泥类7d浸水抗压强度^2. 5Mpa
② 抗弯拉强度
水泥类0. 58 Mpa 0. 68 Mpa
③ 抗压回弹模量
水泥类1300Mpa 1600 Mpa
水稳性
常温下浸水180d无散解现象，水稳定系数在90%_95%之间。 ⑤冻稳定性水泥类90dl0次冻融抗压强度3. 0 Mpa。
具体实施方式
实例l:
针对塑性指数为5. 0的砂性土的土质固化剂有-
土质固化剂主添加剂氨基磺酸15%、水溶性硅油20%、氢氟酸 10%、三乙醇胺15%、 Na2S044%、壬基酚聚氧乙烯醚4%、山梨醇单月桂 酸酯2%、 H2030%
土质固化剂助剂氯化铝垸基苯环氧乙烷縮合物=93 : 7
实例2:
针对塑性指数为4. 0的砂性土的土质固化剂有-土质固化剂主添加剂氨基磺酸18%、水溶性硅油10%、氢氟酸
20%、三乙醇胺10%、 Na2S046%、壬基酚聚氧乙烯醚4%、山梨醇单月桂
酸酯2%， H2030%
土质固化剂助剂氟硅酸镁烷基苯环氧乙烷縮合物=93 :7
实例3:
针对塑性指数为3. 0的砂性土的土质固化剂有 土质固化剂主添加剂氨基磺酸20%、水溶性硅油5%、氢氟酸
30%、三乙醇胺5%、 Na2S045%、壬基酚聚氧乙烯醚4%、山梨醇单月桂
酸酯2%， H2030%
土质固化剂助剂硫酸铝烷基苯环氧乙烷縮合物=95 : 权利要求
1、一种砂性土质固化剂，其特征在于包括主添加剂和助剂，其中主添加剂重量百分比组成为氨基磺酸15％-20％水溶性硅油5％-20％三乙醇胺5％-15％氢氟酸10％-30％Na2SO44％-6％壬基酚聚氧乙烯醚4％山梨醇单月桂酸酯2％H2O30％；助剂氟硅酸镁、硫酸铝、氯化铝中至少一种或两种以上的混合物与表面活性剂混合组成，二者的重量百分比组成为93-95∶5-7；表面活性剂为烷基苯环氧乙烷缩合物。
全文摘要
一种砂性土质固化剂，包括主添加剂和助剂，其中主添加剂由氨基磺酸、水溶性硅油、三乙醇胺、氢氟酸、Na₂SO₄、壬基酚聚氧乙烯醚、山梨醇单月桂酸酯、H₂O组成，助剂由氟硅酸盐、硫酸盐、氯化铝中至少一种或两种以上的混合物与表面活性剂混合组成。本发明是一种电离子溶液型土质固化剂，与土体的反应充分而耐久，使得加固效果可保持长期稳定。该土质固化剂对人体、牲畜、植物和大自然均无损害，是一种环保型筑路材料。早期强度高，抗渗、抗裂、抗冻性能好。用量少、运输费用低，施工方便，采用固化剂加固路基土，避免大量运输砂石类材料，节省工程造价，有良好的社会和经济效益。
文档编号E02D3/12GK101298766SQ20081005082
公开日2008年11月5日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者王汝堂, 王立志, 轩景泉 申请人:吉林中路新材料有限责任公司