一种土壤固化剂及其制备方法技术

本申请提供一种土壤固化剂及其制备方法，涉及土壤治理技术领域。一种土壤固化剂，按重量份数计，包括以下原料：5

【技术实现步骤摘要】
一种土壤固化剂及其制备方法


[0001]本申请涉及土壤治理
，具体而言，涉及一种土壤固化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]土壤固化剂是土壤固化外加剂的简称，是一种由多种无机、有机材料合成的用以固化各类土壤的新型节能环保工程材料。对于需加固的土壤，根据土壤的物理和化学性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性能指标。
[0003]土壤固化剂与土壤混合后，通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，能将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来，使得土壤胶团表面电流降低，胶团所吸附的双电层减薄，电解质浓度增强，颗粒趋于凝聚，体积膨胀而进一步填充土壤孔隙，在压实力的作用下，使固化土易于压实和稳定,从而形成整体结构，并达到常规所不能达到的压密度。经过土壤固化剂处理过的土壤，其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、CBR、剪切强度等性能都得到了很大的提高。
[0004]但是，现有的土壤固化剂制作成本高，用量较大，土壤固化效果不好。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种土壤固化剂，能够提高土壤密实度，增强土壤抗压强度，使土壤具有较好的水稳定性，对土壤中重金属固化效果好，显著改善土壤污染情况。
[0006]本申请的另一目的在于提供一种土壤固化剂的制备方法，原料采用不同处理可以提升原料的各项性能，有助于提高土壤固化剂对土壤的固化作用，加强对土壤中重金属的治理作用。
[0007]本申请解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0008]本申请提出一种土壤固化剂，按重量份数计，包括以下原料：5
‑
15份高岭土，1
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10份聚乙烯醇，3
‑
12份聚丙烯酰胺，1
‑
10份生石灰，10
‑
20份粉煤灰和10
‑
18份花生壳。
[0009]本申请提出一种土壤固化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将高岭土、生石灰和粉煤灰混合，煅烧，加入氢氧化钙混合，在80
‑
90℃加热3
‑
5h，得到混合料A；将聚乙烯醇和聚丙烯酰胺混合，搅拌，得到混合料B；向花生壳中加入高锰酸钾溶液，反应30
‑
40min，得到混合料C；然后合并混合料A、混合料B和混合料C，搅拌静置3
‑
5d。
[0011]本申请实施例至少具有以下有益效果：
[0012]本申请中，土壤固化剂与含有一定水分的土壤混合后，在空气中对应成分参与反应的情况下碳化和结晶，在土壤中形成网格状稳固结构，穿插在土壤颗粒空隙间形成强度骨架。土壤固化剂的成分和土壤颗粒发生化学反应，激发土壤的自身物质生成不溶于水的坚硬物质，填充在强度骨架之中，使固化土形成不可逆的坚实板体，具有良好的耐久性。土壤固化剂溶液中的高价离子可以改变土壤颗粒表面电性，降低土壤颗粒的水膜厚度，提高土壤颗粒间的吸附力，增大密实度，降低渗水性。土壤固化剂中生石灰可以中和土壤酸性，
降低作物根系对重金属的吸收，硝酸盐可使土壤内重金属化合物的甲基化过程减弱，从而减少重金属向作物体内迁移及毒害，磷酸类物质使重金属生产磷酸盐沉淀，钙、磷类物质还可以降低土壤中重金属活性，使重金属生成不溶性物质而加以固定。几者配合后，可以增加强度骨架的稳定性，让强度骨架的空隙更多，使得土壤颗粒可以更稳定更充分地填充在强度骨架之中，以提高土壤固化程度，提升土壤抗压强度和水稳定性，同时还能够降低重金属活性，减少重金属迁移及毒害，对土壤重金属治理具有较好效果。
[0013]本申请中，通过煅烧和氢氧化钙作用，可以增大高岭土、生石灰和粉煤灰的比表面积，使三者内部的气孔增多，便于土壤颗粒填充在空隙中，可以提高三者的吸附性能，还能增强对土壤的固化作用；还可以通过静电作用、离子交换和沉淀反应促进重金属钝化；在使用时，可以增加土壤有机质含量，改变土壤氧化还原状况及微生物群落组成等多种机制的协同作用。将花生壳与高锰酸钾反应，可以对花生壳进行改性，提高花生壳的吸附性能。原料采用不同处理可以提升原料的各项性能，有助于提高土壤固化剂对土壤的固化作用，加强对土壤中重金属的治理作用。
具体实施方式
[0014]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请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。
[0015]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本申请。
[0016]一种土壤固化剂，按重量份数计，包括以下原料：5
‑
15份高岭土，1
‑
10份聚乙烯醇，3
‑
12份聚丙烯酰胺，1
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10份生石灰，10
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20份粉煤灰和10
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18份花生壳。
[0017]高岭土具有白度高、质软易分散悬浮于水中，良好的可塑性和高黏结性，优良的电绝缘性能以及良好的抗酸溶性，很低的阳离子交换容量，较高的耐火度。高岭土采用软质高岭土，粒径为0.2
‑
0.5μm，可塑性高，便于固化土壤。煅烧后，易熔物产生的液相充填在未熔颗粒之间的空隙中，靠其表面张力使气孔率下降、密度提高、体积收缩，从而变得致密、坚硬。
[0018]聚乙烯醇是一种水溶性高分子材料，化学式为[CH2CH(OH)]n
，外观是白色片状、絮状或粉末状固体，无味，溶于水(95℃以上)。聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基，在外部的干湿变化中，表现出强烈的对水亲合作用。其还具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性。
[0019]采用聚乙烯醇时，还包括将聚乙烯醇放入水中，搅拌升温至90
‑
95℃，保温反应1
‑
2h，再降温至70
‑
75℃，加快搅拌速度，加入环氧树脂，保温反应2
‑
3h，得到环氧树脂改性聚乙烯醇。这样可以提高改性聚乙烯醇的各项性能，使改性聚乙烯醇的固化程度达到90％左右，较未改性聚乙烯醇固化程度64％有大幅度提高。
[0020]聚丙烯酰胺(PAM)是一种线型高分子聚合物，化学式为(C3H5NO)
n
，在常温下为坚硬的玻璃态固体，产品有胶液、胶乳和白色粉粒、半透明珠粒和薄片等，热稳定性良好，能以任意比例溶于水，水溶液为均匀透明的液体。由于聚丙烯酰胺结构单元中含有酰胺基、易形成
氢键、使其具有良好的水溶性和很高的化学活性，易通过接枝或交联得到支链或网状结构的多种改性物。
[0021]生石灰是一种凝胶材料，主要成分是氧化钙，其与土壤中的成分反应形成网格状结构，还可以中和土壤酸性，与重金属反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤固化剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：5
‑
15份高岭土，1
‑
10份聚乙烯醇，3
‑
12份聚丙烯酰胺，1
‑
10份生石灰，10
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20份粉煤灰和10
‑
18份花生壳。2.根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于，还包括按重量份数计的1
‑
10份磷酸二氢钠和0.1
‑
1份甲酰胺。3.根据权利要求2所述的土壤固化剂，其特征在于，还包括按重量份数计的0.1
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0.8份硝酸盐和0.5
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1.5份硫酸镁。4.根据权利要求3所述的土壤固化剂，其特征在于，还包括按重量份数计的5
‑
10份海泡石。5.一种如权利要求1
‑
4任一项所述的土壤固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将高岭土、生石灰和粉煤灰混合，煅烧，加入氢氧化钙混合，在80
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：冯才声，张质，张建云，顾祝禹，郭可威，覃竹山，龚元成，杨万华，李向阳，赵彩霞，肖依波，孙国锋，李刚，
申请(专利权)人：武汉市秀谷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：