一种铁路路基用固化剂及其应用方法技术

本发明专利技术公开了一种铁路路基用固化剂及其应用方法，属土壤固化技术领域，铁路路基用固化剂的原料包括木质素纤维、羟丙基甲基纤维素、表面活性剂、减水剂、抗水剂、填充剂、氢氧化钠、聚乙烯醇、2

【技术实现步骤摘要】
一种铁路路基用固化剂及其应用方法


[0001]本专利技术属土壤固化
，具体涉及一种铁路路基用固化剂及其应用方法。

技术介绍

[0002]随着铁路建设往高速化和重载化方向发展，路基作为铁路重要组成部分，承担着支撑轨道结构、传递列车荷载的作用，其技术标准必须满足铁路运输相关要求。
[0003]重载铁路路基是以土石等散体颗粒为材料修筑于地基上的结构物，传统工艺于重载铁路路基施工时须开挖换填优质砂石，并伴随大量土方内排外运。近些年，我国环保趋严，优质土、砂石开采受限，其市场供应短缺问题日益突出，价格急剧攀升，相应筑路成本不断增加，为铁路建设更好发展，新型铁路路基筑路技术
‑
土体固化技术诞生。
[0004]土体固化技术应用离不开外加剂
‑
固化剂的使用，固化剂(So i lStab i l i zer)是指在常温下能够直接胶结土体中颗粒表面或能够与粘土矿物反应生成胶凝物质或产生阳离子交换，从而提高土体力学性能的材料。目前，全球固化剂按作用机理不同可分为无机固化剂、离子固化剂、有机固化剂、生物酶固化剂四大类固化剂。离子型固化剂相较于其他三类固化剂可各类土壤具有普适性，固化后的土壤层有着更优的固化效果、水稳定性、承载力，且价格适宜，综合性价比最高，因此成为全球市场上推广应用较广的固化剂。
[0005]我国幅员辽阔、资源丰富，各类大宗货物运输比重较大，重载铁路由于其运量大，货物运输效率高，且运输成本低，因而在国内生产运输中得以广泛使用，于冶金行业使用尤为突出。但因其列车轴重和运量的不断加大，也对铁路路基强度要求越来越高，亟须进一步开发铁路路基用固化剂及其应用方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种铁路路基用固化剂及其应用方法，以解决
技术介绍
中的问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种铁路路基用固化剂，包括以下重量份原料：
[0009]1‑
2份木质素纤维、30份羟丙基甲基纤维素、80
‑
100份表面活性剂、50
‑
55份减水剂、35
‑
38份抗水剂、10
‑
12份填充剂、10
‑
12份氢氧化钠、7
‑
10份聚乙烯醇、0.5
‑
1份2
‑
乙基己醇、2
‑
3份异丙醇、450
‑
500份去离子水；
[0010]所述一种铁路路基用固化剂的制备方法：
[0011]向聚乙烯醇中搅拌加入羟丙基甲基纤维素和氢氧化钠，搅拌速率为300
‑
600r/mi n，搅拌时间为1
‑
2h，静置2h，向中搅拌加入木质素纤维、表面活性剂、减水剂、抗水剂、填充剂、2
‑
乙基己醇、异丙醇和去离子水，搅拌速率为300
‑
600r/mi n，搅拌时间为30
‑
50mi n，得一种铁路路基用固化剂。
[0012]进一步地，所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、硬脂酸盐、烷基醚羧酸盐、丁基萘磺酸盐中的一种或多种以任意比例混合。
[0013]进一步地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
[0014]进一步地，所述抗水剂为六偏磷酸钠。
[0015]进一步地，所述填充剂为滑石粉和珍珠岩按照质量比1：1混合而成。
[0016]一种铁路路基用固化剂的应用方法，包括以下步骤：
[0017]S1、测量放样：间隔10
‑
20m设定路基位置，路基周侧20
‑
40cm处设置边桩，确定纵横断面标高；
[0018]S2、基底压实：依据设计确定路基深度和宽度，进行土体开挖，堆土放至两侧，清理基底杂物，对坑陷处进行人工填补及机械压实，增强层间结合；
[0019]S3、备料：根据堆土量，计算出施工所需固化剂和水泥的用量；
[0020]S4、摊铺拌合：根据松铺系数，将两侧堆土依据设计厚度进行第一层摊铺，均匀撒布水泥，并将清水300倍稀释后的固化剂均匀撒至混合土体中，进行机械拌合至颜色一致，得混合料；
[0021]S5、初压整平：混合料用推土机初步排压，人工挂线精确整平，再用平地机进行整型，固化土初步压实；
[0022]S6、碾压：利用的压路机整型固化土，碾压时要从低到高、先静后振，碾压速度始终处于匀速状态；
[0023]S7、二层施工：根据第一层的压实厚度，确定第二层的虚铺厚度和压实遍数，继续第二层的固化工作；
[0024]S8、养生：固化土铁路路基成型后须进行为期7天洒水和覆膜养生。
[0025]上述应用过程中，掺入堆土和水泥混合后的固化剂，通过一系列物理化学反应改变土壤工程性质，土壤中自由水以网状结晶体形式固定下来，穿插在土壤颗粒空隙间形成强度骨架，改变土壤颗粒表面电子极性，剥离土壤颗粒的吸附水膜，降低土壤颗粒间的排斥力，提高土壤颗粒间的吸附力，使土壤易于压实和稳定，从而形成不可逆的整体结构，综合提高土体的承载性能。
[0026]进一步地，所述水泥用量为堆土量的6％
‑
9％。
[0027]进一步地，所述固化剂用量为堆土量的0.03％
‑
0.045％。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029](1)本专利技术制备的铁路路基用固化剂经水稀释后离子化，形成H
+
和OH
‑
，渗入土壤后，与土壤发生相应化学反应，降低土壤颗粒表面双电层厚度，减小土壤颗粒表面吸附结合水膜厚度，从而消除土壤颗粒遇水吸附作用，同时，伴随结合水膜厚度减小，土壤颗粒间距也相应缩短，颗粒间的排斥力降低，增加土颗粒团聚作用，再经施工过程中机械外力压实可使其整体结构更为密实，获得更高承载能力及稳定性；
[0030](2)本专利技术制备的铁路路基用固化剂中加入有表面活性剂，表面活性剂的活性成分由亲水头与疏水尾组成，可与土壤发生相应化学反应，其亲水头会与土壤颗粒发生阳离子交换形成化学链，使土颗粒表面形成絮凝结构，增加固化土强度，而疏水尾是油性层，可阻止水分进入，从而综合使土壤颗粒由亲水性变为憎水性。这一反应是不可逆的，因而可以彻底改善土壤的强度；
[0031](3)本专利技术的铁路路基用固化剂的应用方法中，土体固化过程中掺入部分水泥，水泥经水化反应后所形成的硅酸盐胶凝物质将穿插于土壤颗粒间空隙，从而使得经土体固化
处理后的路基较未经处理的土壤密实度，进而提高土体固化后的强度。
附图说明
[0032]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。
[0033]图1是本专利技术中马钢原有铁路路基材料的SEM图(左图为1000倍SEM图；右图为5000倍SEM图)；
[0034]图2是本专利技术中固化土的SEM图(左图为1000倍SEM图；右图为5000倍SEM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路路基用固化剂，其特征在于，包括以下重量份原料：1
‑
2份木质素纤维、30份羟丙基甲基纤维素、80
‑
100份表面活性剂、50
‑
55份减水剂、35
‑
38份抗水剂、10
‑
12份填充剂、10
‑
12份氢氧化钠、7
‑
10份聚乙烯醇、0.5
‑
1份2
‑
乙基己醇、2
‑
3份异丙醇、450
‑
500份去离子水；所述一种铁路路基用固化剂的制备方法：向聚乙烯醇中搅拌加入羟丙基甲基纤维素和氢氧化钠，搅拌速率为300
‑
600r/min，搅拌时间为1
‑
2h，静置2h，向中搅拌加入木质素纤维、表面活性剂、减水剂、抗水剂、填充剂、2
‑
乙基己醇、异丙醇和去离子水，搅拌速率为300
‑
600r/min，搅拌时间为30
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50min，得一种铁路路基用固化剂。2.根据权利要求1所述的一种铁路路基用固化剂，其特征在于，所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、硬脂酸盐、烷基醚羧酸盐、丁基萘磺酸盐中的一种或多种以任意比例混合。3.根据权利要求1所述的一种铁路路基用固化剂，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。4.根据权利要求1所述的一种铁路路基...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱鹏，孙艺海，魏红，宗建华，吴旺胜，
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：