具有重金属稳定作用的土壤固化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于土壤固化剂技术领域，具体涉及一种具有重金属稳定作用的土壤固化剂及其制备方法和应用。所述具有重金属稳定作用的土壤固化剂，包括以下重量份数的原料：羟甲基纤维素钠10

【技术实现步骤摘要】
具有重金属稳定作用的土壤固化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于土壤固化剂
，具体涉及一种具有重金属稳定作用的土壤固化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]土壤固化剂作为一种新型土壤加固材料，主要用于修筑道路基层时代替砂石料，直接把现场土壤处理成为符合工程所需的道路基层，节省大量材料成本、缩短施工工期、极大的保护了周围的土壤环境，节省工程造价30
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50％不等，应用范围广、工程性能稳定、施工简单方便，能够完全满足不同地区的不同土质施工的需求。
[0003]我国从上世纪80年代引进土壤固化剂，但由于使用成本较传统砂石高，因此直未能广泛应用。近几年来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，虽然起步较晚，但依然掀起了一阵研究高潮，土壤固化剂这种环保、无毒、无害且使用成本较低的新型高分子环保材料逐渐进入大众视野，为大家所接受，开始应用于等级路路基，低等级路路面停车场，生态公园道路、河道治理、固废、护坡、广场等。
[0004]例如专利CN202111514992.6中公开了一种生物基高抗水性液体土壤固化剂，包括如下质量百分比的组分：水溶性纤维素8～15份；有机物包括生物基和生物基衍生物；无机物包括锂化物、钙化物和磷铝化物；溶剂40份。该生物基高抗水性液体土壤固化剂具有绿色、再生性的特点，有效提高了土壤固化后的耐水性。但是其采用大量的生物基原料，导致固化后的土壤抗压强度不高，且不能对重金属起到很好的稳定作用，不适用于含重金属的土壤。
[0005]专利CN201510363434.2中公开了一种土壤固化剂及其制备方法，该土壤固化剂由木质素磺酸钙、聚羧酸钠、氢氧化锂、液体磷酸二氢铝、地沟油、氨基磺酸和蒸馏水制成，并且pH值在5～9之间。本专利技术所提供的土壤固化剂非强酸强碱，不仅使用安全性高、不污染环境、抗压能力强、水稳定性和冻稳定性高，而且实现了地沟油的废物利用。但是其制备方法非常复杂，且地沟油成分复杂，在与氨基磺酸反应的过程中会产生大量副产物，不利于土壤固化。
[0006]专利CN201810498160.1中公开了一种土壤液态固化剂，由二乙醇单异丙醇胺、聚羧酸钠、木质素磺酸盐、聚乙烯OP
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10、a
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烯基磺酸钠加水稀释制成。本专利技术的土壤液态固化剂加在水泥中可控制扬尘污染，有效缩短淤泥固化的固化时间，且掺量少、强度高、成本低，固化稳定性效果好。但是其pH值为10
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12，呈强碱性，在使用时会对生态环境造成一定危害。
[0007]综上，现有的液体土壤固化剂虽然都在一定程度上实现了对土壤的固化，提高了土壤固化后的耐水性和抗压能力，但是或多或少还存在一些问题，例如制备方法复杂、在使用过程中容易环境造成二次危害、不利于土壤中重金属的稳定等等，导致其应用范围受限。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种具有重金属稳定作用的土壤固化剂，性能
稳定可靠，无毒无害，对环境无污染，集吸附、包附、螯合、配位、晶化、矿化于一体，不仅大大提高了土壤固化后的耐水性和抗压能力，而且对土壤中含有的重金属进行了有效稳定；本专利技术还提供其制备方法和应用。
[0009]本专利技术所述的具有重金属稳定作用的土壤固化剂，包括以下重量份数的原料：
[0010][0011]优选地，所述具有重金属稳定作用的土壤固化剂，包括以下重量份数的原料：
[0012][0013]优选地，所述pH缓冲剂为磷酸二氢钠。
[0014]优选地，所述铁盐为硫酸铁或磷酸铁。
[0015]本专利技术所述的具有重金属稳定作用的土壤固化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将羟甲基纤维素钠、聚羧酸钠、木质磺酸钙和氢氧化锂溶于水中，充分溶解后加入pH缓冲剂；然后加入铁盐和重金属螯合剂，混合搅拌，得到土壤固化剂产品。
[0017]优选地，加入pH缓冲剂调节溶液pH值至6
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8之间。
[0018]本专利技术所述的具有重金属稳定作用的土壤固化剂的应用，在土壤和水泥的混合物中加入土壤固化剂，拌合均匀，压实，即实现对土壤的固化。
[0019]优选地，土壤固化剂的加入量为土壤和水泥混合物总质量的0.015
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0.025％。
[0020]本专利技术的土壤固化剂可以将大的土壤团粒散解成细小的团粒结构，然后带有正电荷的粒子与带有负电荷的土壤粒子作用，使其带电性降低，团粒间排斥力大幅度减少。当土壤中加入钙镁离子、水泥时，固化剂中的低价粒子与Ca、Mg粒子发生交换，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。
原存在于分子间的结晶水有一部分作为反应物变成土壤团粒表面的吸附水，将原来的吸附水替代出去一部分。单位体积内的水分减少了，可以使土壤的干密度增加，从而提高压实度，达到提高固化土抗压强度的目的。
[0021]土壤固化剂与含有一定水分的土壤混合后，使胶质电离失去表面阳性，并发生一系列物理化学反应，溶液中的高价离子可以改变土壤颗粒表面电荷的特征，降低土壤颗粒间的排斥力，破坏土壤颗粒间的吸附力，使之无法更多余地吸收水份，而且这种电反应是恒久的，不可逆转的，从而使土壤中的含水量达到稳定平衡，形成结晶状态，处理后的路基固化土坚实稳固。
[0022]同时羧甲基纤维素钠本身富含许多羟基和羧基等吸附性基团，能与重金属离子通过配位作用生成盐类物质，如钠盐、铜盐、锌盐等；结合重金属螯合剂和铁盐的共同作用，实现实现危险废物的“解毒”，将固体中的有毒有害污染物转变为“三低”(低溶解性、低迁移性、低危害性)物质，具备填埋条件。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0024](1)本专利技术的土壤固化剂是一种新型的高分子环保材料，其特点是无毒、无害、不燃烧、不爆炸、易存储、运输方便，施工工艺简单，且节省成本，缩短工期，适用多种土壤、工业固体废弃物(建筑垃圾、各种尾矿渣等)；
[0025](2)本专利技术采用土壤固化剂可替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、砾石等传统筑路材料，节省资源、能源，节约土地，保护植被、大幅度减少二氧化碳等温室气体的排放，有利于生态环境保护，经济、环境效益特别明显。
[0026](3)本专利技术的土壤固化剂能够显著提高路基性能，固化后的土路基无侧限抗压强度可提高40
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100％，且具有良好的水稳定性，冻稳定性，重金属稳定性，使用范围广。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例对本专利技术做出进一步说明，但本专利技术的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本专利技术技术方案所作的改变，均应属于本专利技术的保护范围内。
[0028]实施例中所使用的原料，如无特别说明，均为市售常规原料；实施例中所使用的工艺方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
[0029]实施例1
[0030]按以下重量份数的原料制备土壤固化剂：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有重金属稳定作用的土壤固化剂，其特征在于：包括以下重量份数的原料：2.根据权利要求1所述的具有重金属稳定作用的土壤固化剂，其特征在于：包括以下重量份数的原料：3.根据权利要求1或2所述的具有重金属稳定作用的土壤固化剂，其特征在于：所述pH缓冲剂为磷酸二氢钠。4.根据权利要求1或2所述的具有重金属稳定作用的土壤固化剂，其特征在于：所述铁盐为硫酸铁或磷酸铁。5.一种权利要求1或2所述的具有重金属稳定作用的土壤固化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将羟甲基纤维素钠、聚羧酸钠、木质磺酸钙和氢氧化锂溶于水中，充分溶解后加入pH缓冲剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王效忠，刘丰伟，赵雪梅，朱兴宁，
申请(专利权)人：寿光市润达新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：