一种土体固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生态修复领域，公开了一种土体固化剂及其制备方法。土体固化剂的制备方法包括将由羧甲基纤维素分散系和黄原胶分散系混合制得的第一分散系与交联剂混合，以使第一分散系中的羧甲基纤维素和黄原胶进行交联；其中，按重量份计，羧甲基纤维素分散系含有150份水和1～3份羧甲基纤维素，黄原胶分散系含有40份水和1～3份黄原胶。该方法制得的土体固化剂对黄土固化效果较好，不会对植物造成影响且成本较低。

A soil solidifying agent and its preparation method

The invention relates to the field of ecological restoration, and discloses a soil solidifying agent and a preparation method of the soil. Preparation method of soil curing agent including by Carboxymethyl Cellulose dispersion and xanthan gum dispersion prepared by mixing the first dispersion mixing and crosslinking agent, so that the first dispersion of carboxymethyl cellulose and xanthan gum crosslinking; among them, by weight, carboxymethyl cellulose containing dispersed system 150 water and 1~3 carboxymethyl cellulose, xanthan gum dispersed system with 40 parts of water and 1~3 xanthan gum. The curing agent made by this method has good curing effect on the loess, and it will not affect the plant and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种土体固化剂及其制备方法
本专利技术涉及生态修复领域，具体而言，涉及一种土体固化剂及其制备方法。
技术介绍
黄土的颗粒成分以粉粒为主，孔隙多且大，结构疏松，水稳性极差，遇水强度严重下降，因此每逢农田灌溉季节和雨季来临，滑坡现象频繁发生。目前，在治理黄土过程中，一般采用物理法、化学法等；传统的物理方法如土工布、丝网、锚钉加固等已广泛用于边坡防护中，这类方法虽然简单、操作方便，但不会改良土壤状况，“治标不治本”；化学方法主要是各类土壤固化材料，根据固化材料的组成成分特点，现有的固化材料大体上可分为五大类：石灰水泥类土壤固化材料、矿渣硅酸盐类土壤固化材料、离子类土壤固化材料、生物酶类土壤固化材料和高聚物类土壤固化材料。目前石灰水泥类和矿渣硅酸盐类土壤固化材料在市场上占据主流，但由于这两类土壤固化材料掺入量较大，在缺乏资源的地区进行施工时需要较高的运输成本，更重要的是其含有的部分无机物会给环境带来污染，影响植被生长，达不到生态环保效果；离子类和生物酶类土壤固化材料都是通过改变粘土矿物双电层来改良粘性土，但这两类稳定剂由于对土壤的种类具有较强的选择性和固化效果不稳定等因素而难于推广应用；在高聚物类土壤固化材料众多产品中，部分产品存在抗水性能较差及遇水后强度明显降低现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种土体固化剂，其对黄土固化效果较好、不会对植物造成影响且成本较低。本专利技术的另一目的在于提供一种土体固化剂的制备方法，用于制备上述的土体固化剂。本专利技术的实施例是这样实现的：一种土体固化剂的制备方法，其包括：将由羧甲基纤维素分散系和黄原胶分散系混合制得的第一分散系与交联剂混合，以使第一分散系中的羧甲基纤维素和黄原胶进行交联；其中，按重量份计，羧甲基纤维素分散系含有150份水和1～3份羧甲基纤维素，黄原胶分散系含有40份水和1～3份黄原胶。在本专利技术的一种实施例中，上述土体固化剂的制备方法中的第一分散系与交联剂混合之前，将第一分散系的pH值调节至4～11。在本专利技术的一种实施例中，上述土体固化剂的制备方法中调节第一分散系的pH值的方法包括使用HNO3溶液和/或NaOH溶液进行调节。在本专利技术的一种实施例中，上述土体固化剂的制备方法中的交联剂为三偏磷酸钠或十水合四硼酸钠。在本专利技术的一种实施例中，上述土体固化剂的制备方法中的交联剂是通过将0.05～0.15份的三偏磷酸钠溶于10份水中得到的。在本专利技术的一种实施例中，上述土体固化剂的制备方法中的交联剂与第一分散系混合的方式是通过将交联剂滴加至第一分散系中。在本专利技术的一种实施例中，上述土体固化剂的制备方法中的第一分散系与交联剂混合后，搅拌0.5～1.5h。在本专利技术的一种实施例中，上述土体固化剂的制备方法中的搅拌速度为200～300r/min。在本专利技术的一种实施例中，上述土体固化剂的制备方法中的羧甲基纤维素取代度为0.75～0.95，羧甲基纤维素的粘度为1800～2000MPa·s。一种土体固化剂，其通过上述土体固化剂的制备方法制得。本专利技术实施例的有益效果是：利用廉价易得的生物质材料羧甲基纤维素和黄原胶交联制得新型土体固化剂，该材料降低了成本，相比于水泥、石灰等无机固化剂，对黄土固化效果较好，不会对植物造成影响，降低了对环境的危害，因此可以有效减少水土流失，从而修复生态环境。附图说明图1为未使用土体加固剂的黄土的SEM图像；图2为使用本专利技术实施例2的土体加固剂加固后的黄土的SEM图像。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术的一种土体固化剂的制备方法包括以下步骤：将1～3g羧甲基纤维素溶于150ml水中，搅拌至溶解，得到羧甲基纤维素分散系；将1～3g黄原胶溶于40ml水中，充分搅拌至溶解，得到黄原胶分散系；再将黄原胶分散系与羧甲基分散系混合，并充分混匀，得到第一分散系。在本专利技术的实施例中，羧甲基纤维素的取代度为0.75～0.95，粘度为1800～2000MPa·s；所使用的黄原胶的分子量为200万～400万。再利用25％HNO3和/或0.5～1mol/LNaOH溶液调节第一分散系的pH值至4～11。以制造利于羧甲基纤维素与黄原胶进行微交联的环境。将调节pH值后的第一分散系与交联剂混合，可选地，交联剂为三偏磷酸钠。将0.05～0.15g三偏磷酸钠溶于10ml水中，再将含有三偏磷酸钠的溶液缓慢滴加到调节pH值后的第一分散系中。交联剂与第一分散系混合后，使用搅拌机对其搅拌0.5～1.5h，搅拌速度为200～300r/min，最终得到土体固化剂。本专利技术实施例的三篇磷酸钠为分析纯。交联剂还可以为十水合四硼酸钠。交联剂与羧甲基纤维素分散系以及黄原胶分散系分开制备，是因为羧甲基纤维素与黄原胶相对交联剂难以溶于水，先将羧甲基纤维素与黄原胶混合均匀再加入交联剂，避免发生自交联。本专利技术选取羧甲基纤维素与黄原胶两种生物质材料，通过三偏磷酸钠在一定条件下进行微交联，制成一种新型的土体固化剂。通过测试，该固化材料具有成本低、稳定性好、持续时间长、绿色环保、适宜植被生长等优点。以下为各个实施例的试剂用量及操作参数。表1各个实施例的试剂用量及操作参数实施例1本实施例提供的一种土体固化剂的制备方法包括：S1、称取取代度为0.75，粘度为1800MPa·s的羧甲基纤维素3g溶于150mL水中，搅拌至溶解，得到羧甲基纤维素分散系。S2、称取黄原胶1g溶于40mL水中，搅拌至溶解，得到黄原胶分散系。S3、将黄胶原分散系加入到羧甲基纤维素分散系中混合均匀，得到第一分散系，再利用25％HNO3溶液调节pH至4。S4、随后滴加10mL固含量0.05g的三偏磷酸钠，最后在室温，转速200r/min，搅拌0.5h，得到土体固化剂。实施例2本实施例提供的一种土体固化剂的制备方法包括：S1、称取取代度为0.85，粘度为1900MPa·s的羧甲基纤维素3g溶于150mL水中，搅拌至溶解，得到羧甲基纤维素分散系。S2、称取黄原胶1g溶于40mL水中，搅拌至溶解，得到黄原胶分散系。S3、将黄胶原分散系加入到羧甲基纤维素分散系中混合均匀，得到第一分散系，再调节pH至7。S4、随后滴加10mL固含量0.1g的三偏磷酸钠，最后在室温，转速200r/min，搅拌1h，得到土体固化剂。实施例3本实施例提供的一种土体固化剂的制备方法包括：S1、称取取代度为0.95，粘度为2000MPa·s的羧甲基纤维素3g溶于150mL水中，搅拌至溶解，得到羧甲基纤维素分散系。S2、称取黄原胶1g溶于40mL水中，搅拌至溶解，得到黄原胶分散系。S3、将黄胶原分散系加入到羧甲基纤维素分散系中混合均匀，得到第一分散系，再利用1mol/LNaOH溶液调节pH至11。S4、随后滴加10mL固含量0.15g的三偏磷酸钠，最后在室温，转速200r/min，搅拌1.5h，得到土体固化剂。实施例4本实施例提供的一种土体固化剂的制备方法包括：S1、称取取代度为0.75，粘度为1900MPa·s的羧甲基纤维素2g溶于150mL水中，搅拌至溶解，得到羧甲基纤维素分散系。S2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土体固化剂的制备方法，其特征在于，所述土体固化剂的制备方法包括：将由羧甲基纤维素分散系和黄原胶分散系混合制得的第一分散系与交联剂混合，以使所述第一分散系中的羧甲基纤维素和黄原胶进行交联；其中，按重量份计，羧甲基纤维素分散系含有150份水和1～3份羧甲基纤维素，黄原胶分散系含有40份水和1～3份黄原胶。

【技术特征摘要】
1.一种土体固化剂的制备方法，其特征在于，所述土体固化剂的制备方法包括：将由羧甲基纤维素分散系和黄原胶分散系混合制得的第一分散系与交联剂混合，以使所述第一分散系中的羧甲基纤维素和黄原胶进行交联；其中，按重量份计，羧甲基纤维素分散系含有150份水和1～3份羧甲基纤维素，黄原胶分散系含有40份水和1～3份黄原胶。2.根据权利要求1所述的土体固化剂的制备方法，其特征在于，所述第一分散系与所述交联剂混合之前，将所述第一分散系的pH值调节至4～11。3.根据权利要求2所述的土体固化剂的制备方法，其特征在于，调节所述第一分散系的pH值的方法包括使用HNO3溶液和/或NaOH溶液进行调节。4.根据权利要求1所述的土体固化剂的制备方法，其特征在于，所述交联剂为三偏磷酸钠或十水合四硼酸钠。5.根据权利要求1所述的土体固...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲生彦，邹炎，马晋，徐柳，颜椿，王晓科，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51