一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂，由下述质量分数的原料组成：软土固化剂66～80％和土壤改良剂20～34％；其中，所述软土固化剂包括水15％～30％、砾石25％～38％、环氧树脂粘合剂20％～25％、热熔粘合复合纤维7％～23％、硅灰10％～13％和水泥5％～10％。将该生态固化剂应用于软土固化中，渠道边坡护坡土体早期和后期的抗渗性能约为相同掺量其他固化剂的1.3倍，冻融沉降高度约为相同掺量固化剂的0.6倍，且施工速度快，养护时间短，施工操作简单。施工操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂及应用


[0001]本专利技术涉及软土固化防渗
，更具体地说是涉及一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂及应用。

技术介绍

[0002]渠道边坡的护坡土体通常具有压缩性大、生态条件差、防渗性能差和抗冻融性能差等特点，通常渠道边坡护坡土体无法满足设计强度指标，冻融循环沉降变形特点等工程建设条件。为了利用渠道边坡的护坡土体，提高护坡土体的生态特性和防渗性，往往需要通过换填卵石、砾石垫层、临时快速修补等人工干预方式来改变土的粒径级配或表层黏土防水层的铺设面积以达到渠道边坡设计的防渗和抗冻融特性要求等。
[0003]传统的换填土层等渠道边坡的护坡处理和施工方法需要耗费大量的人力物力，后期维护和保养费用较高，工程建设时间较长，无法满足“四节一环保”的工程建设需要。现有大量研究主要集中在通过水泥、粉煤灰等无机材料将软土转换为强度更高的水泥土，从而对渠道边坡护坡土体进行固化处理。然而现有的无机材料固化剂加固技术虽已广泛应用，但是加固渠道边坡护坡软土存在抗渗能力差、破坏生态环境和防冻性差等缺点，难以达到环保和工程耐久性需求。而且，由于不同地区护坡土体性质差异大，引进的生态固化剂及其固化技术往往无法适应不同地区工程处理需要求。
[0004]因此，研究一种施工速度快、经济适用、效果显著、节约环保的渠道边坡软土有机固化剂是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂，由下述质量分数的原料组成：软土固化剂66～80％和土壤改良剂20～34％；其中，所述软土固化剂包括水15％～30％、砾石25％～38％、环氧树脂粘合剂20％～25％、热熔粘合复合纤维7％～23％、硅灰10％～13％和水泥5％～10％。
[0008]作为上述技术方案优选的技术方案，所述土壤改良剂包括：纸浆15％～22％，草炭19％～28％，硫酸铝17％～27％、硫酸锌4％～7％和腐殖土20％～39％。
[0009]作为上述技术方案优选的技术方案，所述生态固化剂包括水12％、砾石19％、环氧树脂粘合剂13％、热熔粘合复合纤维9％、硅灰9％、水泥7％、纸浆7.8％、草炭8.5％、硫酸铝6.5％、1.7％硫酸锌和6.5％腐殖土。
[0010]作为上述技术方案优选的技术方案，所述环氧树脂粘合剂包括：苯酚30％、甲醛17％、乙二胺35％、甘油醚10％和对叔丁基苯酚8％。
[0011]以上技术方案达到的技术效果是：该生态固化剂主要用于渠道边坡护坡软土加固、碱性土壤改良以及部分河滩平原盐碱土的固化处理，可提高土体抗渗性和冻融特性，提
升土壤养分含量，保护生物多样性，具有施工速度快、经济适用效果显著、节约环保的特点。软土固化剂主要有水，砾石，硅灰，水泥和软土、腐殖土或淤泥质软土混合发生一系列物理化学反应，生成水化硅酸钙和蜂窝形固体混合物等高强结合物，增加土与砾石颗粒之间的联结作用，提高软土抗渗特性和冻融特性。此外掺入由苯酚，甲醛，乙二胺，甘油醚和对叔丁基苯酚结合形成的环氧树脂胶黏剂和热熔粘合复合纤维等有机材料与混合料之间通过胶体粘结剂聚合，减小土体孔隙形成高强聚合土。聚合土中的阳离子通过交换作用与有机材料和土壤改良剂中的氮钾等粒子置换，可有效减少土体双电层厚度。各类结合料相互反应结合，可进一步减少毛细吸水作用，通过分层振动夯实，能大大提升渠道边坡护坡土体的抗渗性能和冻融特性。同时，土壤改良剂的加入不仅能促进土体的聚合，还可以为土壤提供氮磷钾等营养物质，保证植物正常生长。在改变渠道边坡护坡土壤结构的物理力学性质基础上，减少环境污染和保护生物多样性。
[0012]一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂的制备方法，包括下述过程：
[0013]1)按比例称取水、砾石、环氧树脂粘合剂、热熔粘合复合纤维、硅灰和水泥拌和并均匀粉碎得到软土固化剂；
[0014]2)按比例称取纸浆、草炭、硫酸铝、硫酸锌和腐殖土，将其拌和，制得土壤改良剂；
[0015]3)向有软土固化剂中加入土壤改良剂，搅拌，使软土固化剂和土壤改良剂拌合均匀，制得生态固化剂。
[0016]作为上述技术方案优选的技术方案，软土固化剂和土壤改良剂拌合的温度为25～33℃，拌合时间为15～30min。
[0017]制备得到的生态固化剂在固化渠道边坡护坡软土中的应用。
[0018]一种固化渠道边坡护坡软土的方法，以所述的生态固化剂进行固化。
[0019]一种固化渠道边坡护坡软土的方法，过程包括：
[0020]对于渠道边坡碱性软土压实度较好且防渗性好的区域，将软土与生态固化剂放入喷洒装置内，刨除表层腐殖土，喷射固化土，保证表层固化土厚度为300mm、填筑碾压至180mm、成型养护；所述软土为边坡软土或其它地区的软土；
[0021]对于渠道边坡碱性软土压实度较好但防渗性不良的区域，采用层铺法，首先刨除渠道边坡表层松软腐殖土，撒铺厚度为300mm普通软土，软土上方均匀撒布一层厚度为30mm的生态固化剂，翻拌软土与生态固化剂，整平、碾压至180mm；继续重复以上步骤，直至渠道护坡满足设计要求；
[0022]对于渠道边坡碱性软土压实性不好且含水量较高的区域，首先刨除需要处理的软土，将软土和生态固化剂在20～25℃的温度条件下均匀拌合得到拌合土，回填卵石、砂砾石作为垫层材料，将拌合土回填，整平、分层碾压、成型养护。
[0023]在实际使用时，根据渠道边坡土体的性质及工程建设基础性能需求，确定固化剂掺量，生态固化剂掺量为软土质量的0.9～15％，然后将土与生态固化剂拌和均匀。铺料碾压，碾压需保证压实度95％以上；覆盖土工膜进行洒水养生，养生时间为5～7天。
[0024]经由上述技术方案可知，本专利技术达到的技术效果是：本专利技术的生态固化剂固化技术利用有机软土固化剂和土壤改良剂混合配制成胶体固化剂，该生态固化剂固化技术使原土体表层土壤与固化剂结合形成聚合物保护层，减少土体渗透性和冻融沉降，同时在换填软土内部形成富氮等营养物质的耕土，使原有渠道边坡护坡土体防渗性，抗冻融性和生态
特性等满足工程实际需求。此方法利用有机胶黏材料和少量水泥固结快速提高软土的抗渗性能，添加纸浆，草炭，硫酸铝等物质以提高软土的抗冻融特性和内部营养物质，保证土体内部生物多样性，具有快速、经济、适用范围广和绿色环保等特点。
[0025]而且，本专利技术的生态固化剂经济性好，渠道边坡护坡软土通过无机材料、有机材料和生态改良剂结合作用可获得高于水泥土强度的拌合土。使用该生态固化剂处理的渠道边坡护坡土体早期和后期的抗渗性能约为相同掺量其他固化剂的1.3倍，冻融沉降高度约为相同掺量固化剂的0.6倍，且施工速度快，养护时间短，施工操作简单，可用于处理局部土体抗渗加固和护坡土体堆建施工。此外，施工过程可利用现有水泥土施工设备进行施工，不会出现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂，其特征在于，由下述质量分数的原料组成：软土固化剂66～80％和土壤改良剂20～34％；其中，所述软土固化剂包括水15％～30％、砾石25％～38％、环氧树脂粘合剂20％～25％、热熔粘合复合纤维7％～23％、硅灰10％～13％和水泥5％～10％。2.根据权利要求1所述的一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂，其特征在于，所述土壤改良剂包括：纸浆15％～22％，草炭19％～28％，硫酸铝17％～27％、硫酸锌4％～7％和腐殖土20％～39％。3.根据权利要求2所述的一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂，其特征在于，所述生态固化剂包括水12％、砾石19％、环氧树脂粘合剂13％、热熔粘合复合纤维9％、硅灰9％、水泥7％、纸浆7.8％、草炭8.5％、硫酸铝6.5％、1.7％硫酸锌和6.5％腐殖土。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂，其特征在于，所述环氧树脂粘合剂包括：苯酚30％、甲醛17％、乙二胺35％、甘油醚10％和对叔丁基苯酚8％。5.一种寒区防渗渠道边坡碱性软土生态固化剂的制备方法，其特征在于，包括下述过程：1)按比例称取水、砾石、环氧树脂粘合剂、热熔粘合复合纤维、硅灰和水泥拌和并均匀粉碎得到软土固化剂；2)按比例称取纸浆、草炭、硫酸铝、硫酸锌和腐殖土，将其拌和，制得土壤改良剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：高士军，苏安双，王淼，李兆宇，徐春峰，付贵永，
申请(专利权)人：黑龙江红兴隆农垦北兴新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：