專利名稱：土壤固化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種固化穩(wěn)定各類土質(zhì)的工程材料，尤其適用于粉土等低粘性土質(zhì)基礎(chǔ)的固化處理，屬于土木建筑材料制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國的土壤穩(wěn)定固化技術(shù)的研究尚處于相對落后的狀態(tài)，土壤固化穩(wěn)定材料仍然以水泥、石灰、粉煤灰或者這些材料簡單的混合物為主，單一的外摻、簡單的復(fù)摻暴露出了很多的問題，已經(jīng)很難符合實際工程的要求，主要體現(xiàn)在早強差、收縮大、易開裂、穩(wěn)定性(水穩(wěn)性、凍穩(wěn)性、熱穩(wěn)性)差等，特別是粉質(zhì)化、砂質(zhì)化的地區(qū)，這些問題將更為突出。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種土壤固化劑，對各種土質(zhì)條件的表層、深層土壤進行固化穩(wěn)定，以使固化土達(dá)到所要求的工程性能，如強度、水穩(wěn)性以及收縮性能等。
技術(shù)方案本發(fā)明以礦渣、粉煤灰和水泥膠凝材料為主體原料，配以適量的堿性激發(fā)組分、膨脹組分和表面活性劑，混合粉磨至勃式比表面積300～5000m2/kg制成，也可分別粉磨再加以混合配制成分 質(zhì)量組成％礦物摻合料 40～60水泥 15～25堿性激發(fā)組分 5～15膨脹組分 15～25表面活性劑 0.01～0.1其中，礦物摻合料為礦渣微粉(簡稱礦粉)、粉煤灰按1∶1(質(zhì)量比)復(fù)合。
堿性激發(fā)組分為CaO、或Ca(OH)2、或NaOH、或Na2SO4、或Na2CO3或水玻璃，或以上材料的混合物，膨脹組分為KAl(SO4)2·12H2O、或明礬石或石膏，或以上材料的混合物，表面活性劑為三乙醇胺、或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉，或以上材料的混合物。
有益效果本發(fā)明具有低摻量、高強度、抗收縮、水穩(wěn)性好等技術(shù)特點，可廣泛用于道路工程、基礎(chǔ)處理工程和水利水電工程等領(lǐng)域。本發(fā)明利用工業(yè)廢渣為原料，有一定的環(huán)保意義。本固化劑的成本較低，具有較高的性價比。
本發(fā)明之所以具有以上的諸多優(yōu)點，是由于其充分發(fā)揮了固化材料的各種作用效應(yīng)，具體說明如下各種礦物摻合料或其組合物，如礦粉、粉煤灰、水泥等，充分發(fā)揮了火山灰質(zhì)膠凝材料的水化和火山灰效應(yīng)；堿性激發(fā)組分激發(fā)了火山灰質(zhì)膠凝材料的活性以及土壤本身的活性；膨脹組分發(fā)生可以一系列的反應(yīng)，生成體積膨脹水化產(chǎn)物進一步填充了土壤顆粒間的空隙，顯著提高了穩(wěn)定土性能；表面活性劑一方面通過其在礦物摻合料表面的吸附，防止礦粉等顆粒間凝聚和結(jié)團，可以提高礦物摻合料的粉磨效率，另一方面可使礦物摻合料顆粒充分分散，同時可將堿性激發(fā)組分充分均勻地分散于礦物摻合料的表面，使礦物摻合料更能充分活化。以上各種固化組分的顆粒摻入土壤中將發(fā)揮填充增強的作用，而固化劑中含有的或水化產(chǎn)生的Ca2+等也將發(fā)揮離子交換作用，這均將進一步提高固化穩(wěn)定土的工程性能。
具體實施例方式
實例1所用主要原材料性能如下土壤選用粉土，其性能指標(biāo)見表1。
表1

水泥選用京陽水泥廠P.II.52.5水泥，其熟料化學(xué)成分和礦物成分見表2。
表2

礦粉為S95礦粉，其化學(xué)成分見表3。
表3

粉煤灰為低鈣I級粉煤灰，其化學(xué)成分見表4。
表4

試驗方法如下無側(cè)限抗壓強度試件為Φ5cm×5cm圓柱體，在最佳含水量時用靜力壓實成型，壓實度為95％。養(yǎng)護制度為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護養(yǎng)護齡期7d為標(biāo)養(yǎng)6d、浸水1d；養(yǎng)護齡期28d為標(biāo)養(yǎng)27d、浸水1d；浸水養(yǎng)護養(yǎng)護齡期7d為標(biāo)養(yǎng)3d、浸水4d；養(yǎng)護齡期28d為標(biāo)養(yǎng)7d、浸水21d。
強度水穩(wěn)系數(shù)Kr浸水養(yǎng)護試件的抗壓強度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護試件的抗壓強度之比。
線性收縮試件為Φ5cm×10cm圓柱體，在最佳含水量時用靜力壓實成型，壓實度為95％。養(yǎng)護制度為前7天為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，7天以后為恒溫恒濕養(yǎng)護。某齡期線性變形＝(該齡期的試件長度—試件初長)/試件初長×106(με)表5列出了8組土壤固化劑配比，固化劑的摻量均占粉土的5％。為了便于比較，還進行了兩組參比組的試驗，第C1組摻用生石灰(CaO)和粉煤灰按(1∶2)復(fù)合，摻量為5％；第C2組摻用生石灰(CaO)，摻量為12％。
表5

九組試驗的無側(cè)限抗壓強度、水穩(wěn)系數(shù)見如表6，收縮見表7。
表6

表7
以本試驗第8組的固化劑配方為例，在粉土中摻用5％這種土壤固化劑的固化穩(wěn)定土，7天無側(cè)限抗壓強度可達(dá)1.43MPa，而摻量為12％的石灰土強度僅為0.41MPa，摻用5％的二灰土(粉煤灰∶石灰＝2∶1)的固化土強度為0.39MPa。同時，摻用5％土壤固化劑的穩(wěn)定土的35天收縮較12％石灰土的減小了49％，較5％二灰土減小了22％。
權(quán)利要求
1.一種土壤固化劑，其特征在于該固化劑以礦粉、粉煤灰和水泥組成的膠凝材料為主體原料，配以適量的堿性激發(fā)組分、膨脹組分和表面活性劑，混合粉磨至勃式比表面積3000～5000m2/kg制成，或分別粉磨再加以混合配制，其組分為成分 質(zhì)量組成％礦物摻合料40～60水泥 15～25堿性激發(fā)組分 5～15膨脹組分 15～25表面活性劑0.01～0.1礦物摻合料為礦粉、粉煤灰按1∶1質(zhì)量復(fù)合，堿性激發(fā)組分為CaO、或Ca(OH)2、或NaOH、或Na2SO4、或Na2CO3或水玻璃，或以上材料的混合物，膨脹組分為KAl(SO4)2·12H2O、或明礬石或石膏，或以上材料的混合物，表面活性劑為三乙醇胺、或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉，或以上材料的混合物。
全文摘要
土壤固化劑為一種固化穩(wěn)定各類土質(zhì)的工程材料，尤其適用于粉土等低粘性土質(zhì)基礎(chǔ)的固化處理，該固化劑以礦粉、粉煤灰和水泥組成的膠凝材料為主體原料，配以適量的堿性激發(fā)組分、膨脹組分和表面活性劑，混合粉磨至勃式比表面積3000～5000m
文檔編號E02D3/00GK1730836SQ20051009419
公開日2006年2月8日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者錢春香, 劉松玉 申請人:東南大學(xué)