【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固化剂，具体为一种湿陷性黄土固化剂制备方法及其应用。
技术介绍
1、湿陷性黄土在干燥状态下土体内部结构稳定，但遇水后自由水会破坏土体内部静定结构，土颗粒随自由水的移动而移动，动载状态下内部结构破坏，造成大量变形。黄土中黏粒遇水后失去黏结效果，从而诱发颗粒接触结构的破坏。
2、受到以上因素影响，湿陷性黄土表现出干燥稳定、遇水后发生动载破坏。因此，湿陷性黄土地区的常见工程问题可归纳为：地基稳定性、斜坡稳定性、湿陷性、泥石流等问题。在湿陷性黄土地区，地基土遇水浸湿后产生下沉，造成房屋建筑产生裂缝，影响使用，甚至坍塌的重大事故，造成巨大的损失。随着在湿陷性黄土地区大规模工程建设事业的发展，深入研究黄土的湿陷性，具有十分重要的现实意义。而如何合理治理和控制湿陷性黄土的湿陷变形，研究黄土湿陷产生的根源和影响因素就极为关键和重要，其学术意义和工程实践价值十分显著。
3、宁夏南部地区黄土是一种非饱和的欠压密土，其土质均匀、结构疏松，在天然湿度下，其强度较高，压缩性较低，但在外力作用下或被水浸湿时，黄土骨架颗粒间的可溶盐矿物质被软化、稀释，内部黏聚力消失，改变了原始的骨架颗粒排列顺序，土的强度显著降低，最终导致黄土湿陷变形，对建筑物危害性大；随着西部地区一大批基础设施的新建，为确保工程的安全和正常使用，黄土地基的湿陷性必须引起高度重视，并需要进行科学防治。
4、由于土壤透水性小，不易排水固结，粘聚力低，因湿度变化导致路基强度不足、继而在外力作用下形成破坏，所以一般需对这样的黄土进行加固处理，最基础
5、
6、
7、本专利技术通过制备的新型亲水性聚酰胺高分子固化剂，其分子结构中的氨基和较长的脂肪酸碳链，能将松散的土体胶结起来，产生交联网络结构，再与无机填料配合使用，能够大幅度地提高湿陷性黄土的强度和耐水性能，适用范围广，成本低且施工简单。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种湿陷性黄土固化剂制备方法及其应用，解决了黄土遇水易出现湿陷变形的问题。
3、(二)技术方案
4、一种湿陷性黄土固化剂的制备方法，所述湿陷性黄土固化剂按照下述质量百分比配制而成：硅酸盐水泥2-9％，海泡石5-10％，s95矿粉10-20％，锂渣10-20％，微硅灰5-10％，聚酰胺改性剂5-12％，聚氨酯2-6％，粉状稳定剂5-7％，无机膨胀剂盐2-4％，硅酸铝纤维0.3-2％，所述制备方法按以下步骤进行：将s95矿粉、锂渣、硅酸盐水泥、海泡石和微硅灰在搅拌机中以250-300r/min的转速搅拌5-10min，加入聚酰胺改性剂、聚氨酯，粉状稳定剂，无机膨胀剂盐和硅酸铝纤维，以60-90r/min的转速搅拌20-30min，待组分完全混合均匀后，得到湿陷性黄土固化剂。
5、进一步的，所述硅酸铝纤维的制备方法按以下步骤进行：将质量比为(6-8):(2-3)的煤矸石和膨润土加工破碎至粒径为2-5mm，在混料机中混合均匀，接着2100-2400℃下进行熔融，熔融液离心甩丝，得到硅酸铝纤维。
6、进一步的，所述聚酰胺改性剂的制备方法按以下步骤进行：
7、步骤s1、在装有回流冷凝管和滴液漏斗的三口烧瓶中，加入3,3'-亚氨基二丙酸二乙酯、乙腈和碳酸钾，搅拌均匀，滴加4-氯-1-羟基-丁烷磺酸钠的乙腈溶液，搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，过滤，乙腈洗涤滤饼，滤液浓缩，得到中间体1。制备工艺如下：
8、
9、步骤s2、在装有回流冷凝管的三口烧瓶中加入中间体1和质量分数为10-20％的氢氧化钠水溶液，搅拌分散，待反应结束后，冷却至室温，过滤，滤液用浓盐酸调节ph值至2-3，过滤，去离子水洗涤，干燥后得到中间体2。制备工艺如下：
10、
11、步骤s3、在装有回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，加入二乙烯三胺，加热至120-140℃，搅拌下加入中间体2，升温至190-210℃反应4-8h，降温至80-100℃，冷却，水洗，干燥，得到聚酰胺改性剂。制备工艺如下：
12、
13、进一步的，所述步骤s1中4-氯-1-羟基-丁烷磺酸钠和碳酸钾的质量分别为3,3'-亚氨基二丙酸二乙酯质量的85-105％和115-140％。
14、进一步的，所述步骤s1中反应温度为85-100℃，回流时间为16-24h。
15、进一步的，所述步骤s2中反应温度为100-120℃，反应时间为1-3h。
16、进一步的，所述步骤s3中二乙烯三胺的质量为中间体2质量的50-90％。
17、进一步的，将按重量份数计的75-90份湿陷性黄土加入搅拌容器中，在180-220r/min的转速下，加入6-15份水，搅拌10-30min，再加入2-10份湿陷性黄土固化剂，继续搅拌20-40min后制得固化湿陷性黄土浆体，放置在密闭容器中，于25-35℃下12-24h，养护一定时间后，得到固化黄土样品，
18、其中，所述浆体是指固态固化剂通过加入水与湿陷性黄土混合后，制得的浆体。
19、进一步的，所述固化黄土样品养护龄期为7-90天。
20、(三)有益的技术效果
21、利用3,3'-亚氨基二丙酸二乙酯与4-氯-1-羟基-丁烷磺酸钠在碳酸钾的作用下，得到含磺酸基团的中间体1，接着中间体1在氢氧化钠的水解下，使用浓盐酸进行酸化，得到含双羧基的中间体2，然后与二乙烯三胺聚合，得到聚酰胺改性剂，与无机填料s95矿粉、锂渣、硅酸盐水泥、海泡石和硅酸铝纤维等混合搅拌均匀，得到湿陷性黄土固化剂。
22、聚酰胺高分子链极易溶于水，其结构中含有配位原子氧、氮等与黄土中矿物质中的钙、镁发生配位络合，与黄土粒表面发生吸附作用，使得高分子链发生扭转，相邻的土颗粒通过互相交叉缠绕联结凝聚的高分子链相互搭接，最终使整个土体成为一个牢固的整体性空间网络结构，同时磺酸根可与土中成分反应来胶结颗粒，强化结构；在受力时高分子链结构既分散了应力，又增加了变形性，还可以填充黄土中一部分较小孔隙，堵塞毛细孔道和微缝，从而使土颗粒之间界面粘结强度增加，降低了黄土的孔隙率，改善了对水的抗渗性，起到加固黄土的作用。
23、海泡石具有强吸水性，吸水后体积膨胀会产生一定的强度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述湿陷性黄土固化剂按照下述质量百分比配制而成：硅酸盐水泥2-9％，海泡石5-10％，S95矿粉10-20％，锂渣10-20％，微硅灰5-10％，聚酰胺改性剂5-12％，聚氨酯2-6％，粉状稳定剂5-7％，无机膨胀剂盐2-4％，硅酸铝纤维0.3-2％，所述制备方法按以下步骤进行：将S95矿粉、锂渣、硅酸盐水泥、海泡石和微硅灰在搅拌机中以250-300r/min的转速搅拌5-10min，加入聚酰胺改性剂、聚氨酯，粉状稳定剂，无机膨胀剂盐和硅酸铝纤维，以60-90r/min的转速搅拌20-30min，待组分完全混合均匀后，得到湿陷性黄土固化剂。
2.根据权利要求1所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述硅酸铝纤维的制备方法按以下步骤进行：将质量比为(6-8):(2-3)的煤矸石和膨润土加工破碎至粒径为2-5mm，在混料机中混合均匀，接着2100-2400℃下进行熔融，熔融液离心甩丝，得到硅酸铝纤维。
3.根据权利要求1所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺改性剂的制备方法按以下步骤进行
4.根据权利要求3所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中4-氯-1-羟基-丁烷磺酸钠和碳酸钾的质量分别为3,3'-亚氨基二丙酸二乙酯质量的85-105％和115-140％。
5.根据权利要求3所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中反应温度为85-100℃，回流时间为16-24h。
6.根据权利要求3所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中反应温度为100-120℃，反应时间为1-3h。
7.根据权利要求3所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中二乙烯三胺的质量为中间体2质量的50-90％。
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法得到的湿陷性黄土固化剂在湿陷性黄土中的应用，其特征在于，将按重量份数计的75-90份湿陷性黄土加入搅拌容器中，在180-220r/min的转速下，加入6-15份水，搅拌10-30min，再加入2-10份湿陷性黄土固化剂，继续搅拌20-40min后制得固化湿陷性黄土浆体，放置在密闭容器中，于25-35℃下12-24h，养护一定时间后，得到固化黄土样品；
9.根据权利要求8所述的湿陷性黄土固化剂在湿陷性黄土中的应用，其特征在于，所述固化黄土样品养护龄期为7-90天。
...【技术特征摘要】
1.一种湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述湿陷性黄土固化剂按照下述质量百分比配制而成：硅酸盐水泥2-9％，海泡石5-10％，s95矿粉10-20％，锂渣10-20％，微硅灰5-10％，聚酰胺改性剂5-12％，聚氨酯2-6％，粉状稳定剂5-7％，无机膨胀剂盐2-4％，硅酸铝纤维0.3-2％，所述制备方法按以下步骤进行：将s95矿粉、锂渣、硅酸盐水泥、海泡石和微硅灰在搅拌机中以250-300r/min的转速搅拌5-10min，加入聚酰胺改性剂、聚氨酯，粉状稳定剂，无机膨胀剂盐和硅酸铝纤维，以60-90r/min的转速搅拌20-30min，待组分完全混合均匀后，得到湿陷性黄土固化剂。
2.根据权利要求1所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述硅酸铝纤维的制备方法按以下步骤进行：将质量比为(6-8):(2-3)的煤矸石和膨润土加工破碎至粒径为2-5mm，在混料机中混合均匀，接着2100-2400℃下进行熔融，熔融液离心甩丝，得到硅酸铝纤维。
3.根据权利要求1所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺改性剂的制备方法按以下步骤进行：
4.根据权利要求3所述的湿陷性黄土固化剂的制备方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文刚，
申请(专利权)人：宁夏路广通公路工程试验检测有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。