[发明专利]一种环保型土壤固化剂

说明书

一种环保型土壤固化剂，固化土壤效果显著，适用范围广泛，制备方法简捷，符合环保要求。

一、技术领域

属于市政和建筑工程范畴，为精细化工技术领域。

二、背景技术

1、对发明“一种环保型土壤固化剂”的理解

当土壤固化剂与含有一定水分的土壤混合后，即发生一系列物理化学反应。首先，在土壤中大量形成富含结晶水的针状结晶体，穿插在土壤颗粒孔隙间形成强度骨架。其次，硅酸盐类水化物填充在强度骨架之中使固化体系进一步密实。最后，在激发剂的作用下土壤固化剂和部分土壤颗粒进行化学反应，使加固土具有不可逆的良好的耐久性。

土壤固化剂的固化机理应概括为物理力学过程、化学过程和物理化学过程三个过程。物理力学过程是土壤固化剂在固化土壤时，土壤经过粉碎、筛选、拌和和碾压等施工工艺流程，土体的基本单元在外力的作用下彼此贴近和相互契合，从而减少土体的孔隙率，增大密实度，降低渗水性。这种过程是可逆的，土体的强度会随着外界条件的改变而发生变化。物理力学过程是任何类型的土壤固化剂在固化土壤时所必须的，因为固化土壤的密度和土壤固化剂在土体中的均匀性，对强度的形成具有重要作用。实际上，物理力学过程是固化土体的一种最简单和最基本的方法。而化学过程是指土壤固化剂在固化土壤的过程中，其本身组分发生的化学反应和土壤与土壤固化剂中的某些组分发生的反应等。前者包括无机类土壤固化剂材料本身的水解与水化反应和空气中二氧化碳的碳酸化反应，有机类土壤固化剂的聚合与缩聚反应等。后者土壤固化剂中的组分与土壤颗粒之间的火山灰反应，有机高分子与土壤颗粒表面间的络合反应等。物理化学过程主要是指土壤颗粒与土壤固化剂中各组分的吸附过程，包括物理吸附、化学吸附和物理化学吸附。物理吸附是指在分子力的作用下，土体的基本单元将土壤固化剂中的某些组分吸附在其表面，使其表面自由能得以降低。化学吸附是指吸附剂与被吸附物质之间发生化学反应而生成新的不溶性物质，并在吸附剂与被吸附物质之间形成化学键。物理化学吸附是指土壤固化剂中的某些离子与土体基本单元表面的离子发生了离子交换吸附。在土壤固化剂与土体的物理化学作用过程中，无机类土壤固化剂主要是物理化学吸附。诸如无机类土壤固化剂中的钙盐和镁盐溶解后，钙离子和镁离子与土体基本单元所吸附的钠离子发生交换反应，可以增加土壤颗粒的团聚作用。有机类土壤固化剂主要是物理吸附和化学吸附过程，诸如高分子材料的某些基团与土壤颗粒之间的物理吸附，高分子材料与土壤颗粒之间的化学吸附等。以上三种过程因土壤固化剂的成分不同而不同，但这三种过程并不是相互孤立的，而是相互联系和相互促进的。在这三种过程中，只有化学过程和物理化学过程能使土体的力学性能、抗渗性能、耐久性能等工程性能得以改善，而物理力学过程则是保证化学过程和物理化学过程更好的发挥作用。

 2、一种环保型土壤固化剂所选用的主要原料

 一种环保型土壤固化剂，它是由粉煤灰、硫酸铝：Al₂(SO₄)₃、硫酸钙：CaSO₄、硫酸钠：Na₂SO₄、碳酸钠：Na₂CO₂、碳酸钾：K₂CO₃、碳酸钙：CaCO₃中的一种或二种与粒化高炉矿渣、三氧化二铝：Al₂O₃、氢氧化钾：KOH、氧化钙：CaO、硅酸钠：Na₂O·_n SiO₂、二氧化硅：SiO₂中的一种或二种与十二水硫酸铝钾：KAl(SO₄)₂·12H₂O或硅酸盐水泥熟料或电石渣或石灰或明矾石或石膏中的一种或二种与表面活性剂三乙醇胺或木质素磺酸钙或木质素磺酸钠中的一种或二种，按各自属性组成多种最佳复合配方，经优化复配精制而成。

3、本发明适用范围广泛且固化土壤效果显著

一种环保型土壤固化剂为0.0045mm-0.5mm的固体颗粒状，其具有固化土壤的属性。它主要适用于渠道防渗处理及固化土预制块生产；提防和岸坡加固；路基加固及路面硬化和软土地基处理。

 三、发明内容

 1、发明“一种环保型土壤固化剂”的目的