一種利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法技術

本發明專利技術提供一種利用土壤固化劑制備固化土的方法，其包括以下步驟：⑴提供土壤固化劑，并將所述土壤固化劑用水稀釋得到含土壤固化劑的溶液，所述土壤固化劑為路邦離子土壤固化劑；⑵將所述含土壤固化劑的溶液與土壤混合均勻，得到混合料，其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1:10000～2:10000，所述土壤為浙中地區的紅粘土；以及⑶對所述混合料進行碾壓，得到壓實度為96％～98％的固化土。

【技術實現步驟摘要】
一種利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法
本專利技術涉及地基
，尤其涉及一種利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法。
技術介紹
隨著我國道路基礎設施建設規模的迅速發展，交通量和重載車輛與日俱增，對各等級道路的路基路面結構的使用性能提出了更高要求。為了保證公路工程質量并降低工程造價，選擇高效的筑路材料至關重要。傳統的基層筑路材料一般采用天然砂石料、砂礫料等，然而，這類資源越來越少，并且建設成本也高，對環境破壞和污染也較大。浙中地區的地質土層多為由流紋巖、凝灰角礫巖風化殘積而形成的紅粘土。紅粘土具有與一般正常沉積粘性土不同的物理及力學特征，其表現為網紋特征明顯，粘粒含量高，密度低、液塑限高、壓實性差等，因而在工程應用中會引發諸多工程危害，如干溫縮引起的收縮裂縫、遇水土體軟化易流失，形成不均勻沉降等?，F有公路工程中普遍采用水泥、石灰、粉煤灰等傳統土壤固化材料，然而，這存在明顯的不足，主要表現在：固化土強度形成緩慢，早期強度低，影響施工進度；固化土干縮大、易開裂、水穩性差；固化土受土壤類別限制較大，對塑性指數高的粘土、有機土和鹽漬土固化效果差，甚至沒有固化作用，因而難以滿足浙中地區工程建設發展的需要。
技術實現思路
有鑒于此，確有必要提供一種適合浙中地區的、可利用施工地的土壤來制備石灰水泥固化土的方法，該方法具有節約能源、成本較低、對環境破壞和污染較小的優點，并且所述石灰水泥固化土具有較好的力學強度而可滿足工程建設發展的需要。本專利技術提供一種利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法，其包括以下步驟：⑴提供土壤固化劑，并將所述土壤固化劑用水稀釋得到含土壤固化劑的溶液，所述土壤固化劑為路邦離子土壤固化劑；⑵提供水泥和石灰，將所述含土壤固化劑的溶液與土壤、水泥和石灰混合均勻，得到混合料，其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1:10000～2:10000，所述水泥與所述土壤的質量比為1:25～3:50，所述石灰與土壤的質量比為1:25～1:20，所述土壤為浙中地區的紅粘土；以及⑶對所述混合料進行碾壓，得到石灰水泥固化土。其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1.2:10000～1.6:10000。其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1.4:10000。其中，所述土壤固化劑為路邦EN-1離子土壤固化劑。其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與水的體積比為1:100～1:400。其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與水的體積比為1:300。其中，在步驟⑶中對所述混合料進行碾壓，使所述石灰水泥固化土的壓實度為96％～98％。其中，在步驟⑵中所述水泥與所述土壤的質量比為1:20，所述石灰與土壤的質量比為1:20。其中，在碾壓制成水泥石灰固化土之后，還對進行7天～180天的齡期養護。與現有技術相比較，本專利技術所述利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法具有以下優點：由于土壤固化劑具有“親水頭”和“疏水尾”，并且選擇所述土壤固化劑與土壤的質量比為1:10000～2:10000，所述水泥與所述土壤的質量比為1:25～3:50，所述石灰與土壤的質量比為1:25～1:20這一特定的質量比，因而該具有特定比例的水泥、石灰、土壤固化劑和土壤之間發生一系列的物理化學反應如離子交換反應、結晶反應、碳酸化反應、火山灰反應等。具體的，在離子交換反應中，石灰中的高價離子(Ca2+、Mg2+)與粘土顆粒中的低價陽離子(K+、Na+)發生離子交換反應，從而使土壤的塑性指數下降，強度提高；在結晶反應中，石灰吸收水分形成含水的晶格(Ca(OH)2·nH2O)，所形成的晶體相互結合，并與粘土顆粒結合形成共晶體，把粘土顆粒膠結而形成整體；在碳酸化反應中，來源于石灰的Ca2+離子與空氣中的二氧化碳發生反應，生成的碳酸物(CaCO3)可使粘土顆粒發生膠結，從而使土壤的密實度提高；在火山灰反應中，生成含水的硅酸鈣和鋁酸鈣等膠結物，這些膠結物逐漸由膠凝狀態向晶體狀態轉化，使土壤的抗壓強度大大提高。另外，土壤固化劑中含有活性成分磺化油，該活性成分磺化油在水泥水化作用中可有效地降低水的表面張力，使水泥顆粒高度分散，同時充當減水劑，大幅度減少用水量，水化作用更為迅速，且能使固化土在水化初期形成大量致密的C-S-H凝膠，孔隙率明顯減小，內部結構的密實度增加。通過該方法得到的固化土可滿足對路基的強度要求較高的工程需要。另外，該方法還具有節約能源、成本較低、對環境破壞和污染較小的優點。由于土壤固化劑與水的體積比為1:100～1:400，使得所述含土壤固化劑的溶液具有合適的粘度，能夠較好的向土壤的內部擴散和滲透。優選的，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1.2:10000～1.6:10000。更優選的，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1.4:10000，此時，得到的固化土的塑性指數降至最低，無側限抗壓強度達到最大。當所述水泥與所述土壤的質量比為1:20，所述石灰與土壤的質量比為1:20時，所述固化土的抗壓強度達到最大值，所述固化土的力學性能最優。具體實施方式以下將對本專利技術提供的利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法作進一步說明。本專利技術提供一種利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法；該方法包括以下步驟：⑴提供土壤固化劑，并將所述土壤固化劑用水稀釋得到含土壤固化劑的溶液，所述土壤固化劑為路邦離子土壤固化劑；⑵提供水泥和石灰，將所述含土壤固化劑的溶液與土壤、水泥和石灰混合均勻，得到混合料，其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1:10000～2:10000，所述水泥與所述土壤的質量比為1:25～3:50，所述石灰與土壤的質量比為1:25～1:20，所述土壤為浙中地區的紅粘土；以及⑶對所述混合料進行碾壓，得到石灰水泥固化土。在步驟⑴中，所述土壤固化劑為市售的路邦離子土壤固化劑。該路邦離子土壤固化劑為陰離子型表面活性劑。具體的，所述土壤固化劑為一種磺化油樹脂，其由一種磺酸的有機化合物(RSO3H)的“親水頭”及一個由碳及氫的原子組成的“疏水尾”所構成。所述土壤固化劑易溶于水，在水中能離解出帶正電荷的陽離子(如Ca2+、Mg2+、Na+、K+等)和陰離子(如Cl-、SO42-、NO3-等)。該土壤固化劑與水的體積比可為1:100～1:400，一方面使得所述含土壤固化劑的溶液具有合適的粘度，能夠較好的向土壤的內部擴散和滲透；另一方面也為了方便在步驟⑵中取適量的含土壤固化劑的溶液。優選的，土壤固化劑與水的體積比為1:300，從而該得到的含土壤固化劑的溶液具有最佳的粘度，以避免當土壤固化劑的濃度過低時，離解出來的陽離子的量不足導致離子交換反應不充分，加固土壤的效果較差；以及當土壤固化劑的濃度過高時，粘度較大而在粘土顆粒中擴散和滲透的時間較長，減緩作業進度的情形。本專利技術中，采用的是路邦EN-1離子土壤固化劑，該土壤固化劑與水的體積比為1:300。在步驟⑵中，所述水泥和石灰為市售的水泥和石灰。將所述水泥、石灰、土壤和含土壤固化劑的溶液混合可通過攪拌機進行。所述水泥、石灰、土壤固化劑和土壤之間發生一系列的物理化學反應如離子交換反應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法，其特征在于，其包括以下步驟：⑴提供土壤固化劑，并將所述土壤固化劑用水稀釋得到含土壤固化劑的溶液，所述土壤固化劑為路邦離子土壤固化劑；⑵提供水泥和石灰，將所述含土壤固化劑的溶液與土壤、水泥和石灰混合均勻，得到混合料，其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1:10000～2:10000，所述水泥與所述土壤的質量比為1:25～3:50，所述石灰與土壤的質量比為1:25～1:20，所述土壤為浙中地區的紅粘土；以及⑶對所述混合料進行碾壓，得到石灰水泥固化土。

【技術特征摘要】
1.一種利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法，其特征在于，其包括以下步驟：⑴提供土壤固化劑，并將所述土壤固化劑用水稀釋得到含土壤固化劑的溶液，所述土壤固化劑為路邦離子土壤固化劑；⑵提供水泥和石灰，將所述含土壤固化劑的溶液與土壤、水泥和石灰混合均勻，得到混合料，其中，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1:10000～2:10000，所述水泥與所述土壤的質量比為1:25～3:50，所述石灰與土壤的質量比為1:25～1:20，所述土壤為浙中地區的紅粘土；以及⑶對所述混合料進行碾壓，得到石灰水泥固化土。2.如權利要求1所述的利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法，其特征在于，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1.2:10000～1.6:10000。3.如權利要求2所述的利用土壤固化劑制備石灰水泥固化土的方法，所述含土壤固化劑的溶液中所述土壤固化劑與所述土壤的質量比為1.4:10000。4.如...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱欣，吳金洪，楊青，羅小花，胡永舉，
申請(專利權)人：浙江師范大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33