本發(fā)明涉及建材工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種土壤固化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，工程建設(shè)的加大，膠凝材料也在迅速的發(fā)展中，由于石灰土、水泥土等造價(jià)低、施工簡單，在一些水利工程和農(nóng)業(yè)工程中得到了廣泛應(yīng)用。但在實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)，石灰加固早期強(qiáng)度低，而且強(qiáng)度發(fā)展緩慢；水泥加固收縮較大，易開裂，因此，土壤固化劑被廣泛使用。
土壤固化劑是一種由多種無機(jī)、有機(jī)材料合成的用以固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料，在外部壓力作用下，土壤顆粒間距縮小，并將發(fā)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)來達(dá)到改善接觸面特征、填充顆粒間空隙和產(chǎn)生新物質(zhì)凝聚土壤顆粒的作用。
由于傳統(tǒng)的土壤固化劑在耐久性方面不能滿足工程的需要，存在強(qiáng)度低、沒有很好的抗裂性、抗凍性差等缺點(diǎn)，因此，迫切需要一種固結(jié)速度快、前期和后期強(qiáng)度高，改善土壤耐久性和密實(shí)度的土壤固化劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種土壤固化劑及其制備方法，解決土壤長期暴露干燥引起的開裂問題，提高固結(jié)速度，提高前期和后期強(qiáng)度，改善土壤耐久性和密實(shí)度。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：52-65份，石灰石粉：10-15份，石膏：5-10份，短鋼纖維：2-4份，外加劑：7-15份，表面活性劑：0.5-1份，其中，所述外加劑由碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇組成。
影響土壤強(qiáng)度的因素很多，最重要的因素是顆粒級配，本發(fā)明提供的土壤固化劑中，各組分的顆粒細(xì)度不同，互相摻加，協(xié)同作用，能夠使顆粒級配狀況更好，能夠不同程度的填充混凝土中的空隙，起到提高混凝土性能的目的；且短鋼纖維的加入，能明顯增加土壤固化劑的韌性，解決傳統(tǒng)固化材料的易開裂問題。
優(yōu)選地，所述外加劑中，碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇的質(zhì)量比為5-8：1-1.5：1。
優(yōu)選地，所述表面活性劑為脂肪酸甘油脂。
優(yōu)選地，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：56份，石灰石粉：15份，石膏：5份，短鋼纖維：3份，碳酸鈣：6份，異丙醇胺：1份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油脂：0.5份。
優(yōu)選地，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為0.5-3μm。
優(yōu)選地，所述短鋼纖維的直徑為0.1-0.2mm，長度為2-8mm。
本發(fā)明還提供一種土壤固化劑的制備方法，用于制備上述述的土壤固化劑，所述方法包括如下步驟：
S101：按照上述比例將由碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇組成的外加劑和表面活性劑混合均勻，得到混合料A；
S102：按照上述比例將超細(xì)礦渣粉、石灰石粉、石膏和短鋼纖維混合均勻，得到混合料B；
S103：將所述混合料A和混合料B均勻混合，得到土壤固化劑。
優(yōu)選地，所述步驟S101中，碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇的質(zhì)量比為：5-8：1-1.5：1，所述表面活性劑為脂肪酸甘油脂。
優(yōu)選地，所述步驟S102中，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為0.5-3μm。
優(yōu)選地，所述步驟S102中，所述短鋼纖維的直徑為0.1-0.2mm，長度為2-8mm。
本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包含以下有益效果：
本發(fā)明提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：超細(xì)礦渣粉：52-65份，石灰石粉：10-15份，石膏：5-10份，短鋼纖維：2-4份，外加劑：7-15份，表面活性劑：0.5-1份，其中，所述外加劑由碳酸鈣、異丙醇胺和乙二醇組成。本發(fā)明提供的土壤固化劑，各組分的顆粒細(xì)度不同，互相摻加，協(xié)同作用，使顆粒級配狀況更好，不同程度的填充混凝土中的空隙，提高混凝土性能；短鋼纖維的加入，能明顯增加土壤固化劑的韌性，解決傳統(tǒng)固化材料的易開裂問題；且本發(fā)明提供的土壤固化劑抗壓強(qiáng)度高，是普通固化劑抗壓強(qiáng)度的10倍以上；具有非常好的抗?jié)B抗凍性能；同時(shí)能大大提高土壤的強(qiáng)度、提高土壤的耐久性，制備方法簡單，成本低，具有較廣的推廣價(jià)值。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：61份，石灰石粉：10份，石膏： 10份，短鋼纖維：4份，碳酸鈣：10份，異丙醇胺：2份，乙二醇：2份，脂肪酸甘油酯： 1份，其中，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為0.5μm，短鋼纖維的直徑為0.1mm，長度為2mm。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：55份，石灰石粉：15份，石膏： 10份，短鋼纖維：2份，碳酸鈣：12份，異丙醇胺：3份，乙二醇：2份，脂肪酸甘油酯： 1份，其中，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為3μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為8mm。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：52份，石灰石粉：15份，石膏： 9份，短鋼纖維：4份，碳酸鈣：8份，異丙醇胺：1.5份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油酯： 1份，其中，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：52份，石灰石粉：15份，石膏：10份，短鋼纖維：4份，碳酸鈣：10份，異丙醇胺：3份，乙二醇：2份，脂肪酸甘油酯：0.5份，其中，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：65份，石灰石粉：10份，石膏：5份，短鋼纖維：2份，碳酸鈣：5份，異丙醇胺：1份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油酯：1份，其中，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：60份，石灰石粉：13份，石膏：8份，短鋼纖維：3份，碳酸鈣：8份，異丙醇胺：1.5份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油酯：1份，其中，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。
實(shí)施例7
本實(shí)施例提供一種土壤固化劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
超細(xì)礦渣粉：56份，石灰石粉：15份，石膏：5份，短鋼纖維：3份，碳酸鈣：6份，異丙醇胺：1份，乙二醇：1份，脂肪酸甘油酯：0.5份，其中，所述超細(xì)礦渣粉的粒徑為2μm，短鋼纖維的直徑為0.2mm，長度為5mm。
上述實(shí)施例1至實(shí)施例7中，各個(gè)組份的質(zhì)量份數(shù)及其重量如下表1所示：
表1：各實(shí)施例的土壤固化劑中各組分的質(zhì)量份數(shù)及重量一覽表
分別將上述實(shí)施例1至實(shí)施例7的土壤固化劑與水泥、黏土、水按照一定比例放入機(jī)器中攪拌均勻后，制成40mm*40mm*160mm的試件，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)到相應(yīng)的齡期，取出后晾干進(jìn)行性能檢測，結(jié)果如下表2所示，其中，所述土壤固化劑均按照水泥質(zhì)量的10%加入。
表2：配料及性能測試結(jié)果
由上表可知，最大干密度和28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均有所提高，特別是抗壓強(qiáng)度提高幅度很大，說明摻入本發(fā)明的土壤固化劑對土壤的抗壓強(qiáng)度有非常好的效果，28d浸水吸水率也有所降低。
綜合所述，本發(fā)明提供的土壤固化劑能夠增加土壤內(nèi)部的結(jié)合力、密實(shí)度和強(qiáng)度，同時(shí)消除了土壤間隙，使土壤具有早期強(qiáng)度、水穩(wěn)定性較高及長期持續(xù)增加的特點(diǎn)；同時(shí)加入表面活性劑能有效降低水的表面張力。與傳統(tǒng)的固化材料相比，其具有骨戒速度快、前期和后期強(qiáng)度高、施工方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用。
當(dāng)然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述；以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案并非是對本發(fā)明的限制，參照優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發(fā)明的宗旨，也應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。