一种复合型液态土壤稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型液态土壤稳定剂及其制备方法，属于土壤稳定剂技术领域，包括如下重量份原料：水100份、小分子表面活性剂8

【技术实现步骤摘要】
一种复合型液态土壤稳定剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于土壤稳定剂
，具体涉及一种复合型液态土壤稳定剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]道路路面结构层分为面层、基层、路基。基层作为道路工程重要组成部分，是路面基础，面层支撑结构物。高级公路基层形式多采用半刚性基层：水稳碎石、二灰土、二灰砂砾、水稳砂砾等。
[0003]基层质量好坏，直接反馈至路面。道路使用过程中受水害影响大，由于传统基层材料遇水后工程力学性能差，加之随着原料成本剧增，传统施工利润减低，原材料质量降低等一系列因素，造成道路使用时出现各类问题；例如，鼓包、沉降、开裂、塌陷等。土壤稳定剂(俗称土壤固化剂)是一种可以快速并显著改变土壤物理化学性能、使土壤具有工程特性的一种工程材料；传统的土体固化建设中的土体固化包括：水泥稳定土、石灰稳定土及三合土，但该类固化土存在水稳定性差、强度低、抗冻融性差等，无法达到高级公路基层所需要的密实度、水稳定性和抗渗性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复合型液态土壤稳定剂及其制备方法，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种复合型液态土壤稳定剂，包括如下重量份原料：
[0007]水100份、小分子表面活性剂8
‑
10份、聚合物表面活性剂8
‑
10份、硼酸1
‑
2份、硼酸钠1
‑
2份和改性活性炭4
‑
>5份；所述改性活性炭通过如下步骤制备：
[0008]步骤一、将经过活化处理的活性炭和γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入甲苯中，搅拌分散，加热回流搅拌12h，搅拌结束后用无水乙醇洗涤，洗涤结束后在80℃条件下真空干燥至恒重，得到偶联剂处理的活性炭。
[0009]步骤二、在氮气保护条件下，将偶联剂处理的活性炭和三氯甲烷混合，升温至45℃，加入端氨基超支化物，回流搅拌反应6h，反应结束后取出，用无水乙醇洗涤三次，将得到的固体产物经过真空干燥，得到改性活性炭。
[0010]进一步地，步骤一中活性炭、γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和甲苯的用量质量比为1g：2g：80mL；偶联剂处理的活性炭、三氯甲烷和端氨基超支化物的用量质量比为1g：80mL：2g。
[0011]进一步地，活化处理包括如下步骤：
[0012]将活性炭和硝酸溶液混合，设置温度为80℃加热回流反应3h，反应结束后真空过滤，用去离子水加热洗涤三次，洗涤结束后100℃真空干燥至恒重，即可。具体为离子水加热洗涤的操作为：将得到的滤饼加入去离子水中加热回流10mi n。经过活化处理的活性炭反
应活性更好，具有更多的活性基团，提高与硅烷偶联剂的接枝率，也有利于与硅烷偶联剂的均匀接枝。
[0013]进一步地，硝酸溶液的质量分数为18
‑
20％，活性炭和硝酸溶液的用量比为1g：30mL。
[0014]进一步地，所述端氨基超支化物通过如下步骤制备：
[0015]在氮气保护、冰水浴条件下，将丙烯酸甲酯和甲醇混合后，滴加到二乙烯三胺中，加完后设置温度为30℃，搅拌反应4h，反应结束后减压蒸馏除去甲醇，设置温度为150℃，继续反应4h，得到端氨基超支化物。丙烯酸甲酯、二乙烯三胺和甲醇的用量比为0.5mo l：0.5mo l：100mL。
[0016]进一步地，聚合物表面活性剂通过如下步骤制备：
[0017]在氮气保护条件下，将木质素磺酸钙和去离子水混合，加入聚六亚甲基胍水溶液，搅拌分散后，设置温度为80℃，加入多聚甲醛，搅拌反应1.5h，反应结束后，加入乙醚沉淀，经过过滤干燥后，得到聚合物表面活性剂。通过曼尼希反应在木质素大分子的结构上引入抗菌结构，将具有抗菌作用的胍结构接枝到木质素的结构上，赋予聚合物表面活性剂优异的抗菌性。提高表面活性剂的抗菌性的主要目的是抑制泥土、淤泥和泥浆等物料中的微生物繁殖，原因是微生物繁殖过程中会释放气体，不利于土壤固化后的长期稳定性。
[0018]进一步地，木质素磺酸钙、聚六亚甲基胍水溶液、多聚甲醛和去离子水的用量比为1g：1g：1.2g：20mL。
[0019]进一步地，聚六亚甲基胍水溶液通过如下步骤制备：
[0020]将1,6
‑
双氰基胍基己烷、1,6
‑
己二胺盐酸盐、去离子水和盐酸混合，缓慢升温至160℃，保温反应5h，加入去离子水搅拌得到聚六亚甲基胍水溶液。6
‑
双氰基胍基己烷、1,6
‑
己二胺盐酸盐的用量摩尔比为1：1；1,6
‑
己二胺盐酸盐、去离子水和盐酸用量质量比为10：10：0.01。
[0021]进一步地，小分子表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、二辛基琥珀酸磺酸钠中的一种或两种按照任意比例混合。利用小分子表面活性剂和聚合物表面活性剂相互配合，其中小分子表面活性剂更容易渗透进土壤层间，配合聚合物表面活性剂在土壤层间形成网状结构，硼酸和硼酸钠均可以与土壤层间的硅酸盐反应，使土壤层间颗粒之间发生交联；提高土壤固化后的稳定性。
[0022]一种复合型液态土壤稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
[0023]按照重量份将水100份、小分子表面活性剂8
‑
10份、聚合物表面活性剂8
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10份、硼酸1
‑
2份、硼酸钠1
‑
2份和改性活性炭4
‑
5份混合，得到一种复合型液态土壤稳定剂。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]针对土壤亲水特性，本专利技术提供了一种复合型液态土壤稳定剂，通过物理化学方式，通过稳定剂拌和土壤，提高了土壤的抗水作用和无侧限抗压强度，在复合型液态土壤稳定剂的原料中加入了改性活性炭，在活性炭的表面接枝了端氨基超支化物，端氨基超支化物的高度支化结构、纳米级分子尺寸及强分散性可改善活性炭的分散性。掺入土壤中的稳定剂穿插在土壤颗粒空隙间形成强度骨架，综合提高土体的承载性能和抗劈裂性能，进而提高水稳定性和密实度。
[0026]本专利技术中将具有超支化结构的端氨基超支化物接枝到活性炭表面，实现有机聚合
物和无机材料的结合，提高分散性和无机材料与土壤颗粒的结合，土壤颗粒表面存在着大量的金属离子，端氨基超支化物上的氨基在质子化后可以通过静电作用、氢键作用改性活性炭可与土壤之间形成物理化学的稳定结合，排挤层间水分子，进而改变土壤颗粒吸附自由水能力，同时使得颗粒更易结合，具有更好的防水作用，对土壤无污染，长期浸泡水中不会出现泥化；另一方面，经过处理后得到的改性活性炭也可以增加金属离子的吸附容量，减少土壤中金属离子的流失而造成的污染，提高土壤的抗冲刷性能。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型液态土壤稳定剂，其特征在于，包括如下重量份原料：水100份、小分子表面活性剂8
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10份、聚合物表面活性剂8
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10份、硼酸1
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2份、硼酸钠1
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2份和改性活性炭4
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5份；所述改性活性炭通过如下步骤制备：步骤一、将经过活化处理的活性炭和γ
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(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入甲苯中，搅拌分散，加热回流搅拌12h，搅拌结束后用无水乙醇洗涤，洗涤结束后在80℃条件下真空干燥至恒重，得到偶联剂处理的活性炭；步骤二、在氮气保护条件下，将偶联剂处理的活性炭和三氯甲烷混合，升温至45℃，加入端氨基超支化物，回流搅拌反应6h，反应结束后取出，用无水乙醇洗涤三次，将得到的固体产物经过真空干燥，得到改性活性炭。2.根据权利要求1所述的一种复合型液态土壤稳定剂，其特征在于，活化处理包括如下步骤：将活性炭和硝酸溶液混合，设置温度为80℃加热回流反应3h，反应结束后真空过滤，用去离子水加热洗涤三次，洗涤结束后100℃真空干燥至恒重，即可。3.根据权利要求1所述的一种复合型液态土壤稳定剂，其特征在于，所述端氨基超支化物通过如下步骤制...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱鹏，孙艺海，魏红，宗建华，包宗义，
申请(专利权)人：马鞍山市固奥科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：