一种土壤固化剂及其使用方法技术

本发明专利技术是关于一种土壤固化剂及其使用方法。该土壤固化剂按照重量比包括55‑90％的煅烧后的固废材料、0.3‑8％的偏硅酸钠、5‑20％的木质素、0.5‑8％的萘磺酸钠甲醛缩合物、0.5‑5％的聚丙烯酰胺、0.1‑5％的羟甲基纤维素。本发明专利技术提供的土壤固化剂，一方面对固废材料进行了二次利用，环保节能。另一方面对矿渣、风积砂、高液限土以及湿陷性黄土起到了良好的固化效果，其固化后的材料强度高于2MP，且使用该土壤固化剂进行固化的过程中无需添加水泥等有机结合料，施工方式更简单、也节约了更多的施工时间。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤固化剂及其使用方法
本专利技术涉及固化剂
，尤其涉及一种土壤固化剂及其使用方法。
技术介绍
随着社会的发展，人们对创新性、环保性、节能性材料的要求越来越高。而由于资源的匮乏，国家对环保的要求不断提高，砂、石、石灰等材料价格持续上涨，使得工程施工成本不断增加。土壤固化剂是一种用于固化各类土壤的新型节能环保工程材料。它与土壤混合后通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，以达到提高土质强度、改善土壤压实性的目的。土壤固化剂延长了道路的使用寿命，节省了工程维修成本，经济环境效益俱佳，是当前理想的筑路材料选择。当前国内市场上的土壤固化剂类型有聚合物型、离子型、生物酶型。但现有的土壤固化剂在性能上不能满足所有土壤或一些固废物的固化，比如湿陷性黄土、高液限土、风积沙、各种矿渣等完全固化不了。此外，现有的土壤固化剂需要加一定比例的水泥和生石灰，不符合环保、节能的新要求，且固化强度不够高，7天无侧限抗压强度在1.8～2.0MP，后期强度会逐渐减弱，满足不了国家道路标准的要求。因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种土壤固化剂及其使用方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种土壤固化剂，按照重量比包括55-90％的煅烧后的固废材料、0.3-8％的偏硅酸钠、5-20％的木质素、0.5-8％的萘磺酸钠甲醛缩合物、0.5-5％的聚丙烯酰胺、0.1-5％的羟甲基纤维素。本专利技术的一实施例中，所述固废材料包括粉煤灰、钢厂飞灰、熟石灰以及赤泥。本专利技术的一实施例中，所述土壤固化剂按照重量比包括20-27％的粉煤灰、30-45％的钢厂飞灰、1-3％的熟石灰、10-15％的赤泥、0.5-2％的偏硅酸钠、5-10％的木质素、0.5-5％的萘磺酸钠甲醛缩合物、0.5-5％的聚丙烯酰胺、0.1-5％的羟甲基纤维素。本专利技术的一实施例中，所述土壤固化剂按照重量比包括10-25％的粉煤灰、25-60％的钢厂飞灰、1.25-3.5％的熟石灰、20-25％的赤泥、0.3-4％的偏硅酸钠、5-12％的木质素、0.5-3％的萘磺酸钠甲醛缩合物、0.5-2.5％的聚丙烯酰胺、0.1-2％的羟甲基纤维素。本专利技术的一实施例中，所述固废材料的粒径为300-400目。本专利技术的一实施例中，所述偏硅酸钠为九水偏硅酸钠。本专利技术的一实施例中，所述聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种如上述任一项所述的土壤固化剂的使用方法，将所述土壤固化剂掺入待固化的材料中，加入水分搅拌均匀，夯压密实后得到固化土；其中，所述土壤固化剂的掺入量为所述待固化材料质量的3-15％。本专利技术的一实施例中，所述固化土的含水量为15-18％。本专利技术的一实施例中，所述待固化的材料包括矿渣、风积砂、高液限土以及湿陷性黄土。本专利技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术提供的土壤固化剂，其成分中含有大量煅烧后的固废材料，一方面对固废材料进行了二次利用，环保节能。另一方面，固废材料加上偏硅酸钠、木质素、萘磺酸钠甲醛缩合物、聚丙烯酰胺以及羟甲基纤维素的综合作用，对矿渣、风积砂、高液限土以及湿陷性黄土起到了良好的固化效果，其固化后的材料强度高于2MP，且使用该土壤固化剂进行固化的过程中无需添加水泥等有机结合料，施工方式更简单、也节约了更多的施工时间。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出本专利技术示例性实施例中土壤固化剂固化土壤的原理示意图；图2示出本专利技术示例性实施例中土壤未被固化前的结构示意图；图3示出本专利技术示例性实施例中土壤被固化后的结构示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。本示例实施方式中首先提供了一种土壤固化剂，该土壤固化剂按照重量比包括55-90％的煅烧后的固废材料、0.3-8％的偏硅酸钠、5-20％的木质素、0.5-8％的萘磺酸钠甲醛缩合物、0.5-5％的聚丙烯酰胺、0.1-5％的羟甲基纤维素。本专利技术提供的土壤固化剂，其成分中含有大量煅烧后的固废材料，一方面对固废材料进行了二次利用，环保节能。另一方面，固废材料加上偏硅酸钠、木质素、萘磺酸钠甲醛缩合物、聚丙烯酰胺以及羟甲基纤维素的综合作用，对矿渣、风积砂、高液限土以及湿陷性黄土起到了良好的固化效果，其固化后的材料强度高于2MP，且使用该土壤固化剂进行固化的过程中无需添加水泥等有机结合料，施工方式更简单、也节约了更多的施工时间。下面，对本示例实施方式中的上述土壤固化剂进行更详细的说明。固废材料又称固体废物建筑材料，固废材料中含有大量的硅、铝、钙、镁等成分，具有水硬胶凝性。将该土壤固化剂与土壤混合后，固废材料会为土壤提供钙、镁离子，同时这些钙、镁离子与同土壤固化剂中的其他低价离子发生交换，使钙、镁离子更加均匀分布，并以钙、镁离子为中心产生化学反应，生成化学键，在土壤中形成坚固的网状结构。本专利技术提供的土壤固化剂中，使用固废材料作为原料的一部分，既达到了废弃资源再利用的效果，又利用其化学性能提高了固化后的材料的强度。偏硅酸钠具有强碱性，其所含的硅酸根阴离子能同泥浆中的钙、镁离子生成难溶物，促进钠离子的交换作用，使泥浆的粘度减小，而流动性增加，以使待固化材料在固化中与土壤固化剂作用更加完全。木质素成本很低，其与待固化的材料反应可生成衍生物木质素磺酸盐，而木质素磺酸盐具有分散生物粘泥、氧化铁垢、磷酸钙垢的能力，又能与锌离子、钙离子生成稳定的络合物。例如，木质素磺酸钠和木质素磺酸钙常作为减水剂使用，减水剂多为表面活性剂，减水剂的憎水基团定向吸附于颗粒表面，亲水基团指向水溶液，组成了单分子或多分子的吸附膜，使颗粒因表面相同电荷相互排斥而被分散，从颗粒间释放出多余的水分，以达到减水的目的。与此同时，由于降低了水的表面张力以及颗粒间的界面张力，在保持同样流动度的情况下，相应减少用水量，从而也起到减水的作用。它可大幅度地降低固化剂的水化，降低孔隙率，增加固化剂密实性，从而大大提高固化剂的强度和抗渗性。萘磺酸钠甲醛缩合物属于阴离子型表面活性剂，是水硬胶凝原料的分散剂，可以增强土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤固化剂，其特征在于，按照重量比包括55-90％的煅烧后的固废材料、0.3-8％的偏硅酸钠、5-20％的木质素、0.5-8％的萘磺酸钠甲醛缩合物、0.5-5％的聚丙烯酰胺、0.1-5％的羟甲基纤维素。/n

【技术特征摘要】
1.一种土壤固化剂，其特征在于，按照重量比包括55-90％的煅烧后的固废材料、0.3-8％的偏硅酸钠、5-20％的木质素、0.5-8％的萘磺酸钠甲醛缩合物、0.5-5％的聚丙烯酰胺、0.1-5％的羟甲基纤维素。


2.根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于，所述固废材料包括粉煤灰、钢厂飞灰、熟石灰以及赤泥。


3.根据权利要求2所述的土壤固化剂，其特征在于，按照重量比包括20-27％的粉煤灰、30-45％的钢厂飞灰、1-3％的熟石灰、10-15％的赤泥、0.5-2％的偏硅酸钠、5-10％的木质素、0.5-5％的萘磺酸钠甲醛缩合物、0.5-5％的聚丙烯酰胺、0.1-5％的羟甲基纤维素。


4.根据权利要求2所述的土壤固化剂，其特征在于，按照重量比包括10-25％的粉煤灰、25-60％的钢厂飞灰、1.25-3.5％的熟石灰、20-25％的赤泥、0.3-4％的偏硅酸钠、5-12％的木质素、0.5-3％的萘磺酸钠甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈升武，李春迎，
申请(专利权)人：西安茂弘环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61