[发明专利]一种复合功能的固土剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，特别是涉及城市正在修建的道路、矿山路面、尾矿库、荒地、沙丘的稳定土等领域，具体涉及一种复合功能的固土剂及其使用方法。

背景技术

处于裸露状态的土壤、沙丘等场所，每逢干燥刮风季节，表面粉尘在风力推动下极易发生扬尘。不仅造成空气、清洁地面和水环境污染，影响农作物生长，而且还会威胁到人体的健康。面对日益严峻的粉尘污染问题，因此开发一种固土剂，将其施用于土壤、沙丘等的表面，使其形成相对稳定的状态，将会解决这一问题。

目前，除了经常使用的固土剂，如石灰、水泥以及各种工业废渣等，一些科技工作者也已经研制了许多新型的固土剂，如ISS-2500、LE-3001、LPC-600等。但现有针对化学固土剂的研究还比较薄弱，已有的各种固土剂存在不同的问题，如性能单一、工艺复杂、成本高、污染环境及应用推广度不够等问题。因此，研究开发适用范围更广、性能更稳定、价格更低廉的土壤固土剂具有明显的经济及社会效益。

发明内容

本发明的目的在于开发一种固土效果好、固化周期长、成本低廉及污染小的新型土壤固土剂及其使用方法，其运用科学合理的剂量改善和提高土的物理力学性质及工程性质(如抗压、抗剪、抗冲刷和抗渗能力)，使土壤成为稳固持久的固化土。

一种复合功能的固土剂配方为以下4种之一：

1)质量浓度为0.05％-0.2％的阴离子型聚丙烯酰胺水溶液；

2)阴离子型聚丙烯酰胺与硅酸钠的混合溶液，阴离子型聚丙烯酰胺质量浓度为0.05％-0.2％，硅酸钠质量浓度不高于10％；

3)阴离子型聚丙烯酰胺溶液与硫酸铝的混合溶液，阴离子型聚丙烯酰胺质量浓度为0.05％-0.2％，硫酸铝质量浓度不高于0.2％；配制时，先将硫酸铝溶解，再加入阴离子型聚丙烯酰胺混合溶解；

4)阴离子型聚丙烯酰胺溶液、硅酸钠与硫酸铝的混合溶液，阴离子型聚丙烯酰胺的质量浓度为0.05％-0.2％，硅酸钠的质量浓度不高于10％，硫酸铝质量浓度不高于0.2％；配制时，先将硫酸铝溶解，再在其中加入阴离子型聚丙烯酰胺，最后加入硅酸钠混合溶解；

所述的固土剂的使用时，直接喷施于土壤中。在喷施前，各组分按各自配比混合溶解于水中制成固土剂，其中固土剂的掺量为土样总质量的25％。

本发明各组分作用如下：

(1)成膜剂、粘结剂--聚丙烯酰胺(PAM)：具有高粘性及交联性，能降低土壤的表面能，削弱土壤的亲水性，且高分子凝胶体可将土颗粒包围起来，从而形成了一个高强度的空间网状结构。

(2)保湿剂、粘结剂--硅酸钠：溶于水形成粘稠溶液，是一种无机粘合剂，可作为土壤固化剂加固土壤。

(3)固化剂--硫酸铝：溶液中含有Al³⁺、Al(OH)₃、AlO₂^-等离子，当加入到土中会与土壤中的离子发生反应，生成氢氧化铝、偏铝酸盐等难溶化合物，从而稳定了土壤。

在实验过程中发现：应先加入硫酸铝，再加入阴离子型聚丙烯酰胺，最后加入硅酸钠，这样可消除形成胶体之间的静电斥力，使颗粒通过架桥作用和网捕作用迅速长大。

在选择使用试剂及其配方时，必须综合考虑实际现场效果和经济成本，选出有效固土的最优配比。

本发明的优点和有益效果如下：

(1)本发明固土剂安全、环保，它不仅能固结土壤，抑制扬尘，而且能够使得土壤保持长时间的湿润状态。固土剂的各成分均是环境友好型材料，对人体健康和生态环境均无伤害。

(2)本发明固土剂制备工艺简单，无需任何复杂设备，且配方科学合理。利用L9(34)正交试验，得到固土剂的最佳配比为：0.1％聚丙烯酰胺+5％硅酸钠+0.2％硫酸铝，避免了盲目加大试剂用量而带来的成本浪费。

(3)本发明制成的固土剂具有较好的稳定性，其固化效果明显高于洒水，且工作量小。该固土剂的保湿、粘合和固结三种作用，弥补了其它固土剂的不足，且适用范围非常广泛，可用于城市道路，建筑场地，矿山道路、尾矿库，沙漠等。

附图说明

图1为强度试验原理图。

(a)无侧限抗压强度试验  (b)间接抗拉强度试验

具体实施方式

以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

实施例1

1.土料与试剂的选择