專利名稱：用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地基土壤改良的添加劑。
凍脹的影響因素1、內(nèi)因，是土體本身包括土質(zhì)、孔隙水的成份和含量以及土體的密實(shí)程度等；2、外因，是外部環(huán)境，主要是溫度和外來水源。
近年來國內(nèi)外凍脹防治的主要措施是(1)對(duì)內(nèi)因進(jìn)行主動(dòng)防治即地基土改良；(2)對(duì)外因進(jìn)行被動(dòng)防護(hù)，采取保溫、堵水隔水、基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)物防凍脹。其具體防治措施如下(1)機(jī)械法，如通過強(qiáng)夯土體來改變土顆粒間的接觸，增大土的密度，從而切斷土中毛細(xì)管之間的聯(lián)系；或通過改變土顆粒的粒度成分或接觸條件，減少水分遷移量。(2)熱物理法；如通過土體疏干，阻止地表水入滲或降低地下水位，減少土中的初始含水量，減少水分遷移量；或通過加熱基礎(chǔ)周圍土體，改變土體水分遷移的方向和強(qiáng)度。(3)物理化學(xué)法；如通過鹽化法，即在土壤中添加化學(xué)試劑，改變土壤水的成分和濃度，從而降低土壤的凍結(jié)溫度；或通過在土壤中添加無機(jī)化合物，以改變或交換陽離子的成分；或通過在土壤中添加憎水物，降低土顆粒表面對(duì)水的吸附能力；或通過電化學(xué)處理。(4)綜合法，即采用在土壤中加入鹽，來改變土壤的密度及成分。(5)被動(dòng)防護(hù)，即加強(qiáng)基礎(chǔ)錨固、改變基礎(chǔ)斷面形式及表面平整度、增加基礎(chǔ)載荷及基礎(chǔ)單位壓力。
從以上方法中可以看出治水及改變土質(zhì)和孔隙水成分及含量是防治凍脹最根本和最有效的方法。但這些方法大都工藝復(fù)雜，實(shí)施時(shí)費(fèi)工費(fèi)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，該添加劑利用高分子材料添加至土壤中，來改變土壤的物理力學(xué)性能，使土顆粒聚集在一起，穩(wěn)定和提高土體的強(qiáng)度，并阻止土壤中水分的運(yùn)移和外來水源的入侵；土壤中加入添加劑后，由于其低滲透性和低吸水性，對(duì)凍脹的防治效果非常好。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來實(shí)現(xiàn)一種用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，包括下述重量百分含量的原料鹵鹽0.1-2％、明膠0.5-4％、聚乙烯醇5-20％，其余量為水。
所述的鹵鹽選自NaCl、Ca(Cl)2中的一種。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的添加劑加入至土壤中隨著溫度的降低，添加劑將由液體逐漸向乳狀體轉(zhuǎn)化，從而堵塞土壤孔隙，使土壤中的水分不能運(yùn)動(dòng)和產(chǎn)生水分遷移，達(dá)到土體防凍脹和融沉的目的。在土體干燥時(shí)添加劑在土壤孔隙中還起到了連接土壤顆粒的橋梁作用和作為一種“筋”穿插在土壤孔隙中，并將土顆粒聚集在一起，從而提高了土體的強(qiáng)度。土壤中由于添加劑的存在，它不但堵塞或密閉了土壤孔隙，而且還將土顆粒包裹著，使土顆粒對(duì)水的吸附力下降，降低了土顆粒的親水能力，因此具有低滲透和低吸水的特性。
具體的實(shí)施方式本發(fā)明還將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例一一種用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，包括下述重量百分含量的原料NaCl 1％、明膠2％、聚乙烯醇12％，其余量為水。
實(shí)施例二一種用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，包括下述重量百分含量的原料Ca(Cl)20.5％、明膠1％、聚乙烯醇18％，其余量為水。
實(shí)施例三一種用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，包括下述重量百分含量的原料NaCl 1.5％、明膠3.5％、聚乙烯醇7％，其余量為水。
實(shí)施例四一種用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，包括下述重量百分含量的原料Ca(Cl)21.8％、明膠0.6％、聚乙烯醇14％，其余量為水。
本發(fā)明的實(shí)施例效果可通過如下實(shí)驗(yàn)證明將配制好的添加劑按比例添加至土壤中，初始含水量控制在塑限以下，制成不同樣品，待樣品自然風(fēng)干后，對(duì)其進(jìn)行力學(xué)及水理參數(shù)的測(cè)試，其試驗(yàn)結(jié)果見表1表1為本發(fā)明添加劑加入土壤(固結(jié)干燥)后測(cè)試的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) ※代表添加劑含量為10％，★代表添加劑含量為13％。
從表1中可看出抗壓強(qiáng)度是隨細(xì)粒含量及添加劑的增多而增大；滲透系數(shù)是隨細(xì)粒含量的增多而下降。吸水率的變化規(guī)律是開始每天的增量比以后的增量要大，即隨時(shí)間的增加其吸水率增幅越來越小。
從試驗(yàn)結(jié)果還可以看出，加入添加劑的土與普通土比較具有抗壓強(qiáng)度高和低滲透、低吸水的特性。因?yàn)樘砑觿┰谕寥揽紫吨姓媲槠鸬搅诉B接土顆粒的橋梁作用和作為一種“筋”穿插在土壤孔隙中，并將土顆粒聚集在一起，從而提高了土體的強(qiáng)度。土壤中由于添加劑的存在，它不但堵塞或密閉了土壤孔隙，而且還將土顆粒包裹著，使土顆粒對(duì)水的吸附力下降，降低了土顆粒的親水能力，因此具有低滲透和低吸水的特性。
凍脹試驗(yàn)將含本發(fā)明添加劑10％、含水量為22.89％、干容重1.56g/cm3的亞粘土制成直徑為10cm，高度分別為9cm(1號(hào)樣、封閉試驗(yàn))和11.5cm(2號(hào)樣、開放試驗(yàn))的兩個(gè)試樣。在頂面溫度為-5℃、底面溫度1℃的條件下，進(jìn)行開放和封閉系統(tǒng)的凍脹試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間3天。
試驗(yàn)后結(jié)果表明(1)無論是封閉系統(tǒng)還是開放系統(tǒng)的試驗(yàn)，在試驗(yàn)結(jié)束后，其試樣均無凍脹產(chǎn)生或凍脹量很小，小于1％；(2)進(jìn)行開放系統(tǒng)的補(bǔ)水試驗(yàn)過程中，外部水源不能補(bǔ)正(侵入)到試樣；(3)試驗(yàn)結(jié)束后，凍土和融土的含水量無明顯變化。
從以上試驗(yàn)結(jié)果可知，添加劑加入到土體在凍結(jié)過程中，它不但阻止了土體凍脹的產(chǎn)生、外來水源的入侵及水分遷移，還阻隔了土體孔隙之間的聯(lián)系，使水分在孔隙中不能運(yùn)移；從而達(dá)到了防治凍脹的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，包括下述重量百分含量的原料鹵鹽0.1-2％明膠0.5-4％ 聚乙烯醇5-20％，其余量為水。
2.如權(quán)利要求1所述的用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，其特征在于所述的鹵鹽選自NaCl、Ca(Cl)2中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提高地基土壤強(qiáng)度及抗凍脹的添加劑，包括鹵鹽、明膠、聚乙烯醇和水；本發(fā)明利用高分子材料添加至土壤中，來改變土壤的物理力學(xué)性能，使土顆粒聚集在一起，穩(wěn)定和提高土體的強(qiáng)度，并阻止土壤中水分的運(yùn)移和外來水源的入侵；土壤中加入添加劑后，由于其低滲透性和低吸水性，對(duì)凍脹的防治效果非常好。
文檔編號(hào)C09K17/40GK1465651SQ0214042
公開日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2002年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者鄧友生, 馬巍, 何平 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所