[发明专利]高流态固化土用土壤固化剂

说明书

本发明涉及一种高流态固化土用土壤固化剂，原料由胶凝材料、活性混合材料、微膨胀材料、激发剂、分散剂、疏水型纳米氧化硅、无机聚磷酸盐、聚季铵盐及其衍生物组成，用其制备的固化土混合料具有高流动性和分散保持性、施工成本低、对基土适应性强、力学性能高等优点。

技术领域

本发明涉及水泥基外加剂技术领域，尤其涉及一种用于基土固化的高流态固化土用土壤固化剂及其制备方法与应用。

背景技术

土壤固化剂是指掺入基土后，通过与基土、水、空气的物理或化学反应，改善基土工程性能的材料，可以用于土壤加固的材料十分广泛，从外观形态上可分为粉体固化材料和液体固化材料，从材料组成上可分为无机类固化材料、有机类固化材料、生物型固化材料和复合型固化材料等，常用的无机类固化材料有水泥、矿渣、粉煤灰、石灰、硅酸钠等，施工稳定性好，成本低，常用的有机类固化材料为高分子材料类，其用量少，运输方便，便于强度控制。

土壤固化剂由于其性能指标优良、施工便利、工程造价低等特点，被广泛应用与公路工程、水利工程、重金属固化等工程技术领域。刘晶磊理由水泥和土凝岩作为土壤固化剂对铁尾矿实施并对其路用性能进行研究，结果表明水泥改良铁尾矿和土凝岩改良铁尾矿满足二级及二级以下公路路基强度要求的经济掺量为8％,其7d无侧限抗压强度分别为2.48MPa和2.08MPa；刘晖利用土壤固化剂对滨海地区软基进行固化处理，改善地质条件；秦雨航采用ISS土壤固化剂对红黏土进行改性，解决红黏土路基胀缩率较大等性能缺陷，增强了其抗剪切性能与无侧限抗压强度；专利文献CN110952409公开了使用土壤固化剂的混凝土道路铺设方法，解决了粘土路基抵抗能力差，容易被坏的问题；CN111205874采用萘、硫酸、甲醛、氢氧化钙、木质素磺酸钠和水制备土壤固化剂，节约筑路成本，缩短施工工期，制备的土壤固化剂抗压强度高，水稳定性好，冻稳定型好，且节能环保，使用方便，易于运输和储存，可延长道路使用寿命。

目前的土壤固化剂，无论是粉体型还是液体型，都具有改善土质等特点，但基本上均需要机械夯实等过程，固化土本身不具有流动性，特别是对于液体型土壤固化剂，基本上必须经过夯实才可以实现固化增强土体。但对于作业面狭窄的施工空间，或不能机械振捣夯实的回填工程，就需要具有流动性的固化土来解决目前存在的问题。目前，虽然市场也出现了一些预拌流态固化土的产品，然而，现有的土壤固化剂普遍存在流动性不高的问题，尤其对于作业面狭窄的施工空间，即便是流态型土壤固化剂，虽然具有一定的流动性，但仍然需要配合人工进行摊平，若要进一步提高固化土混合料的坍落度，例如坍落度超过180mm，则往往需要成倍添加很大比例的分散剂，不但大幅提高施工成本，并且成倍增加分散剂用量对流动度提升效果不会十分明显，制备得到的固化土混合料仍然存在流动性仍然较差的缺陷，并且容易出现离析、泌浆、板结等问题；此外，固化土的流动性往往与强度、体积稳定性是负相关的，本发明提出的流态固化土专用土壤固化剂的意义一方面也在于保证流动性的同时，可以很好的兼顾体积稳定性和强度。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种高流态固化土用土壤固化剂，用其制备的固化土混合料具有高流动性和高分散保持性、施工成本低、同时兼顾基土适应性强、力学性能高、固化土体积稳定性好等优点，可适用于作业面狭窄、回填深度大或对回填土质量要求高等施工场景。

具体的，本发明高流态固化土用土壤固化剂，按质量百分比计，由以下原料组成：胶凝材料、活性混合材料、微膨胀材料、激发剂、分散剂、疏水型纳米氧化硅、无机聚磷酸盐、聚季铵盐及其衍生物。

优选的，高流态固化土用土壤固化剂，按质量百分比计，由以下原料组成：胶凝材料25-40％、活性混合材料：35-60％、微膨胀材料5-10％、激发剂4-6％、分散剂1-3％、疏水型纳米氧化硅1-6％、无机聚磷酸盐2-5％、聚季铵盐及其衍生物2-5％，各原料质量百分比之和为100％。