应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料及施工方法，离子挡墙材料包括有机膨润土

【技术实现步骤摘要】
应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料及施工方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种应用于农村公路或临近耕地的高掺量碱渣路基土中的离子挡墙及其施工方法
。

技术介绍

[0002]我国盐量储存丰富，盐化工产业发展迅猛，随着产量的增加，其盐碱化工的尾料处理问题亦日益严重，其中问题最为严重的是氨碱法制成渣，又称白泥，我国白泥年产量已超过
1000
万吨
/
年
。
一个年产
80
万
t
纯碱的工厂，每年用于废渣排放的费用约需
1000
万元
。
一般情况下，碱渣采取地表堆积的处理方式，大量的碱渣沉积后形成一片“白海”，造成了周围海域的污染，资源化利用严重不足
。
[0003]基于此，申请人致力于将高掺量碱渣土广泛应用于道路铺设，提高碱渣利用量，提高高掺量碱渣路基土的工程应用范围
。
目前，将碱渣作为道路建筑材料可使得碱渣大量消耗，但带来的环境问题亦非常明显，高掺量碱渣道路中的重金属离子与强电解质形成的氯
、
硫酸根等离子由于浓度差的迁移作用，扩散进农田及耕地土壤中，对土壤环境造成污染，且由于离子扩散，原本稳定的碱渣路基也变得容易开裂和塌陷
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料及其施工方法，采用离子挡墙材质在高掺量碱渣路基两侧施工形成离子挡墙，作为格挡，来阻隔路基中碱渣由于浓度差带来的离子迁移，从而达到固土强基，保护环境的作用
。
[0005]为解决现有技术问题，本专利技术采取的技术方案为：一种应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料，由有机膨润土
、
阴离子型聚丙烯酰胺
、
低聚合度聚乙烯醇颗粒
、
聚乙烯吡咯烷酮
、
水组成，
[0006]按质量份计，有机膨润土
0.60
‑
0.80
份，阴离子型聚丙烯酰胺
0.005
‑
0.015
份，低聚合度聚乙烯醇
0.004
‑
0.006
份，聚乙烯吡咯烷酮
0.004
‑
0.006
份，水
0.22
‑
0.30
份
。
[0007]在上述方案的基础上，作为优选，有机膨润土
0.71
份，阴离子型聚丙烯酰胺
0.01
份，低聚合度聚乙烯醇
0.005
份，聚乙烯吡咯烷酮
0.005
份，水
0.27
份
。
[0008]在上述方案的基础上，作为优选，有机膨润土颗粒的自由膨胀度不低于
14ml/g。
有机膨润土在吸水后会发生体积膨胀，形成致密的防渗层，阻止水分和其他液体通过土壤渗透到下方
。
因此，膨润土的膨胀率是评估其防渗性能的重要指标之一
。
[0009]膨胀率是指有机膨润土吸水后所产生的体积膨胀与其初始干体积之比
。
膨胀率越高，膨润土吸水后的膨胀量就越大，形成的防渗层就越致密，防渗性能也就越好
。
因此，在选择膨润土作为土壤防渗材料时，需要根据实际需要选择具有适当膨胀率的膨润土，以保证其防渗性能符合要求
。
同时，在使用膨润土时，需要注意其膨胀率的变化，以避免因膨胀率过高或过低而导致防渗效果不佳
。
[0010]在上述方案的基础上，作为优选，阴离子型聚丙烯酰胺分子量不低于
1800
万，为固
体颗粒状
。
[0011]在上述方案的基础上，作为优选，所述低聚合度聚乙烯醇分子量为3‑
3.5
万，醇解度为
80。
[0012]在上述方案的基础上，作为优选，所述聚乙烯吡咯烷酮分子量为
20000
以上的吡咯烷酮单体聚合物，且为固体结晶粉末状
。
[0013]一种高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙的施工方法，利用所述的离子挡墙材料进行施工，包括：
[0014](1)
地面处理，标记路基铺设红线，并在毗邻红线处设置离子挡墙红线；
[0015](2)
开挖沟槽，沿设计好的离子挡墙红线开挖沟槽并整平沟槽底土层；
[0016](3)
将有机膨润土以及阴离子型聚丙烯酰胺
、
低聚合度聚乙烯醇颗粒
、
聚乙烯吡咯烷酮混合物依次填进坑槽内，然后洒水并夯实，如此重复，直至达到设计要求；
[0017]或，将有机膨润土与阴离子型聚丙烯酰胺
、
低聚合度聚乙烯醇颗粒
、
聚乙烯吡咯烷酮混合物拌和后再分层铺设，然后洒水并夯实，如此重复，直至达到设计要求；
[0018](4)
离子挡墙顶部与路基底部平齐或略高于路基底部，离子挡墙的深度为路基高度的
0.2
‑
1.2
倍，宽度为路基宽度的
0.05
‑
0.15
倍
。
[0019]其中，回填最后一层离子挡墙材料时需确保压实度达到最大压实度的
92
％以上
。
[0020]在上述方案的基础上，作为优选，分层铺设时，每层的厚度为
15
‑
25cm。
[0021]在上述方案的基础上，作为优选，开挖沟槽须在路基红线勘测完成后，待原地面处理完成后施工
。
[0022]在上述方案的基础上，作为优选，碱渣路基与其他路基接口处处理时，离子挡墙需要超出路基横断面长度的
0.5
‑
1.2
倍
。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]1.
增强碱渣路基土的稳定性：对于部分硫酸盐类物质，其溶解度受到浓度，温度的影响，因此硫酸盐类碱渣土路基易出现溶胀开裂现象，通过离子挡墙可使得碱渣中的硫酸盐物质减少溶出导致的开裂风险，增加碱渣路基土的稳定性和耐久性
。
[0025]2.
减少碱渣对周围农田耕地的环境影响：针对大部分公路需横穿农田或耕地带来的潜在环境问题，离子挡土墙可以很好的隔绝碱渣中的金属离子及盐碱离子的迁移，减少碱渣大规模利用对农田耕地的环境影响
。
[0026]3.
本专利技术中采用有机膨润土
、
高分子聚合物，且高分子聚合物掺量低，施工简单易行，与水泥材料相比，克服了水泥水化过程本身含有
OH
离子溢出，与碱渣共同作用易造成周围土壤的泛碱情况恶化，本专利技术大大降低了土壤二次泛碱的风险
。
[0027]4.
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料，其特征在于，由有机膨润土
、
阴离子型聚丙烯酰胺
、
低聚合度聚乙烯醇颗粒
、
聚乙烯吡咯烷酮
、
水组成，按质量份计，有机膨润土
0.60
‑
0.80
份，阴离子型聚丙烯酰胺
0.005
‑
0.015
份，低聚合度聚乙烯醇
0.004
‑
0.006
份，聚乙烯吡咯烷酮
0.004
‑
0.006
份，水
0.22
‑
0.30
份
。2.
根据权利要求1所述的一种应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料，其特征在于，有机膨润土
0.71
份，阴离子型聚丙烯酰胺
0.01
份，低聚合度聚乙烯醇
0.005
份，聚乙烯吡咯烷酮
0.005
份，水
0.27
份
。3.
根据权利要求1所述的一种应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料，其特征在于，有机膨润土颗粒的自由膨胀度不低于
14ml/g。4.
根据权利要求1所述的一种应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料，其特征在于，阴离子型聚丙烯酰胺分子量不低于
1800
万，为固体颗粒状
。5.
根据权利要求1所述的一种应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料，其特征在于，所述低聚合度聚乙烯醇分子量为3‑
3.5
万，醇解度为
80。6.
根据权利要求1所述的一种应用于高掺量碱渣路基两侧的离子挡墙材料，其特征在于，所述聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，施金言，朱洪贺，朱胜雪，殷伟，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：