一種土壤密實(shí)助劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壤密實(shí)助劑，特別涉及土壤密 實(shí)助劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境惡化、能源嚴(yán)重短缺的狀況加劇，如何在土木工程建 筑領(lǐng)域充分利用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?，達(dá)到減少能源消耗、遏止環(huán)境惡化的目的是土木工程師們 面臨的一個重大課題。目前，加固土體的材料多采用石灰、水泥，其可以增強(qiáng)土體的強(qiáng)度，改 善土體的水穩(wěn)性，提高土體的工程性能。但是，石灰土的強(qiáng)度增加緩慢，而且增長強(qiáng)度有限； 水泥土的強(qiáng)度較低，干縮性較大，耐久性較差。
[0003] 土壤密實(shí)助劑是一種能夠在常溫下顯著改善和提高土壤技術(shù)性能的材料，可在一 定程度上克服灰土、水泥土的缺點(diǎn)。土壤密實(shí)助劑能與土壤發(fā)生化學(xué)作用和物理作用，產(chǎn)生 一定程度的鍵合。鍵合后的土壤密實(shí)度加大，內(nèi)部的結(jié)合力加強(qiáng)，承載力提高，抗壓強(qiáng)度增 大?？梢杂糜谛拗?、停車場、渠道、水利堤壩以及城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村各類場所的地面鋪設(shè)等。使 用土壤密實(shí)助劑可以大幅度提高土壤的強(qiáng)度，故允許就地取土，與傳統(tǒng)的筑路、修渠筑壩方 式相比，可以節(jié)約原材料的費(fèi)用和節(jié)省工時，從而能有效地節(jié)省工程投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種土壤密實(shí)助劑的制備方法，使用該土壤密實(shí)助劑能夠提 高土壤的工程性能，使其滿足各類工程對土體的力學(xué)、水理和耐久等特性的需求。本發(fā)明可 以廣泛應(yīng)用于道路基礎(chǔ)、堤防加固、渠道防滲、水土保持、邊坡防護(hù)、粧基處理等工程，對于 降低能源消耗、減少環(huán)境污染具有重要的意義。
[0005] 本發(fā)明的土壤密實(shí)助劑的機(jī)理在于：土壤密實(shí)助劑中的組分不僅能夠有效激發(fā)水 泥中的硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣等成分反應(yīng)，形成水化硅酸鈣凝膠、三 硫型水化硫鋁酸鈣等，而且可以激發(fā)土體中的活性硅、活性鋁參與反應(yīng)，更重要的是在強(qiáng)堿 性條件下，粘土礦物表面的氧化硅、氧化鋁在土體溶液中鈣離子的參與下發(fā)生"解聚-膠 結(jié)"反應(yīng)，也形成大量的水化硅酸鈣凝膠、三硫型水化硫鋁酸鈣，同時還伴隨著鈣離子的離 子交換吸附作用、氫氧化鈣的碳酸化作用等反應(yīng)。通過上述的物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)和物理化 學(xué)反應(yīng)，增強(qiáng)了土顆粒之間的粘結(jié)力，使土體的工程性能得以改善。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種土壤密實(shí)助劑的制備方法，其包括以下 步驟：
[0007] (1)酰胺多胺共聚物的制備：在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝裝置的反應(yīng)釜中 加入一定量的不飽和酰胺和水，邊攪拌邊加熱至溫度為30°C~35°C;邊攪拌邊滴加甲醛， lh~1.5h滴完；多乙烯多胺加水配成單體溶液，引發(fā)劑加水配成質(zhì)量比為10%左右的引發(fā) 劑溶液；雙滴單體溶液和引發(fā)劑溶液，2h~2. 5h滴完；升溫至50°C并保溫2h~3h;降至室 溫，出料，即得淡黃色黏稠狀液體。
[0008] (2) 土壤密實(shí)助劑的制備：在反應(yīng)釜內(nèi)按照一定質(zhì)量比，加入所制備的酰胺多胺 共聚物、水性環(huán)氧樹脂、水溶性硅酸鹽、非離子性纖維素醚類、聚氧化乙烯（聚氧化丙烯）醚 類消泡劑及水，加熱至40°C并攪拌0. 5h~lh，降至室溫出料即可。
[0009] 所述不飽和酰胺包括，（甲基）丙烯酰胺、N，N-二甲基（甲基）丙烯酰胺、N-羥甲 基（甲基）丙烯酰胺。
[0010] 所述多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一種。
[0011] 所述引發(fā)劑為過硫酸鹽-亞硫酸氫鹽或過硫酸鹽-焦亞硫酸鹽混合體系，過硫酸 鹽為過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉中的一種，引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量的3 %~8 %。
[0012] 所述不飽和酰胺、多乙烯多胺及甲醛三者的摩爾比為1 : (0.4~0.9) : (0.6~ 1.2)〇
[0013] 所述各組分的質(zhì)量比為酰胺多胺共聚物：水性環(huán)氧樹脂：水溶性硅酸鹽：非 離子性纖維素醚類：聚氧化乙烯（聚氧化丙烯）醚類消泡劑：水=(16~35) : (6~ 14) : (10 ~15) : (2 ~6) : (0? 5 ~3) : (35 ~50)。
[0014] 所述水溶性硅酸鹽為硅酸鈉和硅酸鉀中的一種。
[0015] 所述非離子性纖維素醚類包括甲基纖維素、乙基纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖 維素、羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、羥丙基纖維素。
[0016] 所述聚氧化乙烯（聚氧化丙烯）醚類消泡劑為聚氧化乙烯油醚、聚氧化丙烯丁醚、 聚氧化丙烯苯基醚、聚氧化乙烯壬基苯基醚中的一種。
[0017] 本發(fā)明應(yīng)用于土壤密實(shí)加固時應(yīng)按照一定比例與水泥及土混合拌勻后使用。
[0018] 本發(fā)明具有的有益效果：
[0019](1)本發(fā)明與少量水泥共摻用于穩(wěn)定土壤時，其無側(cè)限強(qiáng)度大大提高，能滿足筑路 及修渠等要求。
[0020] (2)本發(fā)明能使土壤凝固緊密，收縮及膨脹系數(shù)降低，不易產(chǎn)生因受氣溫變化而產(chǎn) 生熱脹冷縮現(xiàn)象導(dǎo)致變形龜裂，土壤的抗?jié)B、抗凍、抗裂性能良好。
[0021] (3)本發(fā)明應(yīng)用于土壤加固時施工簡便，省時省力，不受氣溫影響，工作效率高，能 大大縮短工期，降低成本。
[0022] (4)使用本發(fā)明的工程，可就地取材不占空間，避免運(yùn)廢土的車輛影響交通及污染 周圍環(huán)境。對于降低能源消耗、減少環(huán)境污染具有重要的意義。
[0023](5)本發(fā)明可以針對不同的土質(zhì)，廣泛應(yīng)用于水利、渠道、公路、機(jī)場等工程中。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下用具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手 段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0025] 實(shí)施例1:
[0026] (1)酰胺多胺共聚物的制備：在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝裝置的反應(yīng)釜中加 入153. 4份甲基丙烯酰胺和114. 9份水，邊攪拌邊加熱至溫度為30°C~35°C;邊攪拌邊滴 加120. 3份甲醛，lh~1. 5h滴完；184. 4份三乙烯四胺加300份水配成單體溶液，9. 6份過 硫酸鉀、9. 4份亞硫酸氫鈉加108份水配成引發(fā)劑溶液；雙滴單體溶液和引發(fā)劑溶液，2h~ 2. 5h滴完；升溫至50°C并保溫2h~3h;降至室溫，出料，即得淡黃色黏稠狀液體。
[0027] (2) 土壤密實(shí)助劑的制備：在反應(yīng)釜內(nèi)加入330份所制備的酰胺多胺共聚物、80份 水性環(huán)氧樹脂、135份硅酸鉀、39份羧甲基纖維素、12份聚氧化丙烯丁醚消泡劑及402份水， 加熱至40°C并攪拌0. 5h~lh，降至室溫出料即可。
[0028] 實(shí)施例2 :
[0029] (1)酰胺多胺共聚物的制備：在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝裝置的反應(yīng)釜中加 入200. 9份N-羥甲基丙烯酰胺和134. 6份水，邊攪拌邊加熱至溫度為30°C~35°C;邊攪拌 邊滴加149. 2份甲醛，lh~1. 5h滴完；122. 9份二乙烯三胺加250份水配成單體溶液，13. 5 份過硫酸鈉、8. 9份焦亞硫酸鈉加120份水配成引發(fā)劑溶液；雙滴單體溶液和引發(fā)劑溶液， 2h~2. 5h滴完；升溫至50°C并保溫2h~3h;降至室溫，出料，即得淡黃色黏稠狀液體。
[0030] (2) 土壤密實(shí)助劑的制備：在反應(yīng)釜內(nèi)加入175份所制備的酰胺多胺共聚物、123 份水性環(huán)氧樹脂、135份硅酸鈉、47份羥甲基纖維素、25份聚氧化丙烯丁醚消泡劑及495份 水，加熱至40°C并攪拌0. 5h~lh，降至室溫出料即可。
[0031] 實(shí)施例3:
[0032] (1)酰胺多胺共聚物的制備：在