高腐殖酸土壤固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于固化剂技术领域，特别是涉及一种高腐殖酸土壤固化剂及其制备方法，各物质的质量百分数为：钢渣25%

【技术实现步骤摘要】
高腐殖酸土壤固化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于固化剂
特别是涉及一种高腐殖酸土壤固化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了满足生产生活的需求，人们很早就将植物纤维应用到改良土壤的工程性质方面。随着石灰的专利技术，石灰便成为土壤的改良材料。自从专利技术了水泥以后，水泥土以其优良的加固效果，逐渐得到了人们的重视。由于石灰土、水泥土具有良好的力学性能和水稳性，并具有一定程度的抗冻性能，因此在修建道路、港口、机场等工程中，得到了普遍应用。
[0003]自然界中的某些特殊土体自身强度低，性能不稳定，遇水和失水有膨胀和收缩等性能，不能直接作为工程建设的填筑材料。随着工程建设的快速推进，对砂、石等建筑材料的需求越来越大，进而对自然环境的破坏越来越严重，导致砂石资源日渐贫乏。此外，传统的水泥土和石灰土虽然具有良好的强度、水稳性和抗冻性能，已在很多工程中得到了广泛应用。但是，水泥土往往收缩较大，开裂风险较高，石灰土则早期强度低、发展慢，且水泥和石灰对塑性指数高的黏土、有机土和盐渍土固化效果较差，甚至有时无固化作用。因此，开发新型高腐殖酸土壤固化剂，对不良土源进行处理，显得格外重要。土壤加固通常有物理加固法、化学加固法和综合加固法。物理加固法是用机械的方法改变土质的力学性质，而土质的固有性质却没有改变；化学加固法是加入外加剂，使土质的固有性质发生改变；综合加固法是在土壤中加入外加剂，再通过压实等机械作用，使土壤的密度增大、孔隙缩小、抗剪强度增加、压缩性和渗透性下降，强度和水稳性提高。高腐殖酸土壤固化剂加固不良土体属于综合加固法。
[0004]水泥土腐殖酸组分可与水泥产物Ca
2+
、AI
3+
反应，在水泥土环境生成钙、铝键等复合体，它们可能影响水泥水解水化反应，削减水泥所能达到的固化效果。目前，我国土壤有机质平均含量在2.5%左右。按照土壤腐植酸所占比重60%计，腐植酸含量约1.5%。
[0005]较高的生石膏掺入比有利于提高含腐殖酸固化土的早期强度，而不利于其后期强度的增长。目前普遍采用强酸对腐殖酸进行处理，虽然有一定效果，但对环境影戏较大。也有采用强氧化剂进行处理，在氧化条件下，非毒性有机物可能变为有毒物质。因此急需开发出既能解决腐殖酸对水泥水解水化反应的影响，又环境友好的土壤固化的产品和技术。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高腐殖酸土壤固化剂及其制备方法，能够有效降低腐殖酸对土壤的影响，提高了土壤的抗剪强度、压缩性、水稳强度，降低土壤的孔隙大小、压缩性和渗透性。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种高腐殖酸土壤固化剂，各物质的质量百分数为：钢渣25%
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40%、粉煤灰15%
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25%、生石灰10%
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15%、普通硅酸盐水泥10%
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20%、
激发剂6%
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10%、离子替换剂1%
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5%、憎水剂1%
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3%、缓凝剂4%
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6%、早强剂1%
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2%、填充剂1%
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3%、稳定剂1%
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3%、引气剂1%
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2%、减水剂0.5%
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1%、腐殖酸改性剂0.5%
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2%；在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做出如下改进：进一步的，各物质的质量百分数为：钢渣27%、粉煤灰20%、生石灰12%、普通硅酸盐水泥15%、激发剂8%、离子替换剂3%、憎水剂2%、缓凝剂5%、早强剂1%、填充剂2%、稳定剂2%、引气剂1%、减水剂0.5%、腐殖酸改性剂1.5%；进一步的，所述钢渣其主要化学成分及其质量占比为氧化钙35%
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41%、氧化镁7%
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12%、二氧化硅9%
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11%；进一步的，所述粉煤灰其主要化学成分及其质量占比为二氧化硅35%
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60%、氧化铝15%
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35%、氧化铁5%
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15%、氧化钙1%
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10%；进一步的，所述生石灰为三级以上生石灰，钙镁含量不低于75%；进一步的，所述激发剂为水玻璃、氢氧化钠、硅酸钠、铝酸钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硫酸钾中的一种或两种以上组合；进一步的，所述离子替换剂为硝酸铁、氯化铝、轻烧氧化镁中的一种或两种以上组合；进一步的，所述憎水剂为甲基硅酸钠；进一步的，所述缓凝剂为脱硫石膏；进一步的，所述早强剂为三乙醇胺、三异丙醇胺、氢氧化锂、碳酸氢钾中的一种或两种以上组合；进一步的，所述填充剂为复合填充剂，由滑石粉和珍珠岩混合而成，两者的比例为1:1；进一步的，所述稳定剂为硫化钠、磷酸盐、硅酸盐、硫酸亚铁、氯化铁和高分子有机稳定剂中的一种或两种以上组合；进一步的，所述引气剂为改性松香树脂；进一步的，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；进一步的，所述腐殖酸改性剂为高锰酸钾；所述一种高腐殖酸土壤固化剂的制备方法，包括以下步骤：第一步：将钢渣、粉煤灰、生石灰、普通硅酸盐水泥送入球磨机中进行研磨，研磨过80μm的方孔筛，然后按比例添加到搅拌机搅拌使其混合均匀，得到土壤固化剂组分A；第二步：将离子替换剂、憎水剂、缓凝剂、早强剂、稳定剂、引气剂、减水剂，按照比例依次放入容器中，并加入少量的水分，持续搅拌10
‑
20min，得到土壤固化剂组分B；将滑石粉和珍珠岩按照1:1比例混合均匀，得到土壤固化剂组分C；第三步：接着将第一步与第二步中得到的土壤固化剂A、B、C放入搅拌器中进行混合搅拌，以100
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120r/min的速度进行，搅拌10
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20min，在搅拌过程中，加入一定的水分，然后进行养护0.5
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1小时，得到半成品土壤固化剂；第四步：再养护后，将半成品土壤固化剂放入容器中，并向其按照比例加入激发剂和腐殖酸改性剂进行搅拌10
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30min，得到成品土壤固化剂；第五步：最后将成品土壤固化剂进行干燥处理，然后进行检测，通过检测其效率与效果，再进行装袋密封包装处理。
[0008]本专利技术具有的优点及有益效果本专利技术的土壤固化剂施工工艺简单，易于操作，尤其是对于含有高腐殖酸的土壤的固化问题，起到积极的作用，将一定量的土壤固化剂加入土中混拌均匀，在土壤最佳含水量下压实处理下，即可达到施工要求的强度、耐久性和稳定性等性能指标。
[0009]本专利技术的固化剂产品通过引入带有高价阳离子(Fe
3+
、A1
3+
、Ca
2+
)的盐类，通过离子交换，取代黏土离子周围的低价离子(K
+
、Na
+
)，以实现减小水化离子半径、减薄双电层的目的，促进土体自身的凝聚；通过添加氢氧化钠、水玻璃(Na2O
·
nSiO2)和生石灰(CaO)来中和土体中的酸，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高腐殖酸土壤固化剂，其特征在于：各物质的质量百分数为：钢渣25%
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40%、粉煤灰15%
‑
25%、生石灰10%
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15%、普通硅酸盐水泥10%
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20%、激发剂6%
‑
10%、离子替换剂1%
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5%、憎水剂1%
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3%、缓凝剂4%
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6%、早强剂1%
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2%、填充剂1%
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3%、稳定剂1%
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3%、引气剂1%
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2%、减水剂0.5%
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1%、腐殖酸改性剂0.5%
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2%。2.根据权利要求1所述一种高腐殖酸土壤固化剂，其特征在于：由以下质量百分数的各物质制成：钢渣27%、粉煤灰20%、生石灰12%、普通硅酸盐水泥15%、激发剂8%、离子替换剂3%、憎水剂2%、缓凝剂5%、早强剂1%、填充剂2%、稳定剂2%、引气剂1%、减水剂0.5%、腐殖酸改性剂1.5%。3.根据权利要求1所述一种高腐殖酸土壤固化剂，其特征在于：所述钢渣其主要化学成分及其质量占比为氧化钙35%
‑
41%、氧化镁7%
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12%、二氧化硅9%
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11%。4.根据权利要求1所述一种高腐殖酸土壤固化剂，其特征在于：所述粉煤灰其主要化学成分及其质量占比为二氧化硅35%
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60%、氧化铝15%
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35%、氧化铁5%
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15%、氧化钙1%
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10%。5.根据权利要求1所述一种高腐殖酸土壤固化剂，其特征在于：所述生石灰为质量等级三级以上生石灰，钙镁含量不低于75%。6.根据权利要求1所述一种高腐殖酸土壤固化剂，其特征在于：所述激发剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋双，张延年，闫飞，徐琰，回志峰，
申请(专利权)人：吉林建筑科技学院，
类型：发明
国别省市：