一种土壤固化剂及应用其制备固化土的方法与流程

本发明涉及固化剂，具体为一种土壤固化剂及应用其制备固化土的方法。

背景技术：

1、土壤固化剂是一种能够改善和提高土壤工程技术性能的固体材料或液体材料，具有固化速度快、早期强度高、用量少、就地取材、节省施工时间以及降低工程造价等优点，在公路、铁路、建筑物地基、水利、机场和边坡等领域已经获得了广泛的应用。

2、土壤固化剂属于系列产品，针对不同的土质应采用不同的产品进行固化，固化剂的成分也要随着土种类不同调整配比，使之适合各种土类的固化。任何一种固化剂都不是万能的，实践证明，水泥对塑性指数高的黏土、有机土及盐渍土固化效果很不理想，甚至没有固化作用。而石灰在强度上形成缓慢并且干缩大、易开裂、易软化、水稳定性差等。

3、因此，实际应用中多采用多种固化剂在一定配比下共同来加固，其中一种作为主固化剂，其它的作为助固化剂。主固化剂一般为水泥、石灰、粉煤灰或石膏等无机结合料，助固化剂是采用激发剂和表面活性剂，如聚内烯酰胺、聚内,烯酸、三乙醇胺、尿化钠、碳酸钠等，以及能激发土体的潜在活性的氧化镁、氯化钙、氯化铁、明矶、磷酸等。例如在石灰土中掺入碱或碱金属盐(naoh、na2so4、na2co3, na2sio3, koh等)，可提高液相碱度,加快火山灰反应，大幅度提高石灰土的早期强度。根据各种土质特点应选用适合的固化剂才能取得最佳的效果。我国地域广大，土质情况较复杂，应加强试验研究助固化剂，来满足主固化剂一般为水泥等适用于实际工程中。

4、随着我国的快速发展，高性价比的土壤固化剂需求日趋明显，而目前市面上出售的土壤固化剂种类虽然较多，但具体运用时，针对工程渣土或废弃泥浆做固化土时应用较少。因为工程渣土或废弃泥浆的成份复杂，有机物质和无机物质种类多，以及废弃泥浆含水率高等，固化能力差，经固化后抗压能力差。对于废弃泥浆处置后的资源化利用产品可以是再生骨料、砂浆、再生砖，也可改良后作为园林种植土、路基水稳材料和基层固化土等建筑材料。在我国沿海地区，由于软土地基和黏土资源的缺乏，工程渣土或废弃泥浆可经固化处理后用作路基土回填等建筑材料。

5、因此，寻求一种能较好应用于工程渣土或废弃泥浆做固化的固化剂成为当务之急。判断土壤固化剂品质和可靠性的最重要的方法之一就是通过实际应用效果进行评估。主要是通过对其使用场合、使用时间、抗冻性、耐水性、耐久性和维护成本等方面进行评估，以确定其实际应用效果是否符合预期要求。其要求新固化剂要求达到工程渣土或废弃泥浆壤做固化土后的无侧限抗压强度高、价格廉价、耐水性能好、实现废物利用、提高施工便利程度等。所以，需要一种土壤固化剂，能够明显提升工程渣土或废弃泥浆固化能力，固化效果，提高工程渣土或废弃泥浆固化后的抗压强度，作为建筑材料作用后不易出现裂痕，且施工方便简单成本低。本案由此产生。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种土壤固化剂及应用其制备固化土的方法，其可对工程渣土或废弃泥浆进行固化，抗压强度高、防水防潮性能优越、价格廉价，而且制备方法简单、成本低廉，市场前景广阔。

2、为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

3、一种土壤固化剂，包含土壤固化剂a和土壤固化剂b，土壤固化剂b为水泥，以水泥100份的重量份计，土壤固化剂a包含以下重量份的组分：硅酸钠1.00～4.44份、氯化钙0.50～2.22份、硫酸钠0.50～2.22份和氢氧化钠0.25～1.11份。

4、进一步，令土壤固化剂a形成土壤固化剂a溶液，通过将硅酸钠、氯化钙、硫酸钠和氢氧化钠进行粉碎，4:2:2:1的比例添加到搅拌机中，加自来水进行搅拌，控制溶液重量浓度为30%～50%得到。

5、进一步，土壤固化剂加入至工程渣土或废弃泥浆中进行固化，土壤固化剂a溶液中4种组分的用量累加和为加入工程渣土或废弃泥浆中的水泥重量的3%～10%，水泥采用普通硅酸盐p.o42.5水泥。

6、进一步，（土壤固化剂a溶液重量+水泥重量）/工程渣土或废弃泥浆重量为3.03%～15%。

7、进一步，土壤固化剂加入至工程渣土或废弃泥浆中进行固化，以工程渣土或废弃泥浆1000份计，土壤固化剂重量份为：水泥40份，硅酸钠0.533份、氯化钙0.266份、硫酸钠0.266份和氢氧化钠0.133份。

8、一种土壤固化剂的制备方法，包括以下步骤：

9、步骤1：将硅酸钠、氯化钙、硫酸钠和氢氧化钠进行粉碎，4:2:2:1的比例添加到搅拌机中，加入自来水进行搅拌10～30min，控制溶液重量浓度为30%～50%；保持其搅拌速度为80～100r/min，搅拌使其混合均匀，得到土壤固化剂a溶液；

10、步骤2：将步骤1中的成品固化剂溶液进行检测，检测其成份符合设计要求后，再进行装袋密封包装处理，包装为成品土壤固化剂a溶液；

11、步骤3：计量适量水泥，按设计要求控制重量在工程渣土或废弃泥浆重量3%～15%，得到土壤固化剂b；

12、步骤4：步骤1中的土壤固化剂a溶液和步骤3中的土壤固化剂b按比例计量待加入计量的工程渣土或废弃泥浆中。

13、一种应用土壤固化剂制备固化土的方法，包括以下步骤：

14、步骤1：将硅酸钠、氯化钙、硫酸钠和氢氧化钠进行粉碎，4:2:2:1的比例添加到搅拌机中，加入自来水进行搅拌10～30min，控制溶液重量浓度为30%～50%；保持其搅拌速度为80～100r/min，搅拌使其混合均匀，得到土壤固化剂a溶液；

15、步骤2：计量适量水泥，按设计要求控制重量在工程渣土或废弃泥浆重量3%～15%，得到土壤固化剂b；

16、步骤3：计量适量的工程渣土或废弃泥浆；

17、步骤4：将步骤1、步骤2中得到的土壤固化剂a溶液、土壤固化剂b及步骤3的工程渣土或废弃泥浆计量放入搅拌机或搅拌站中进行混合搅拌，以80～150r/min的速度进行，搅拌0.5～1min，得到固化混合物，再自然养护3d～7d，形成固化土成品。

18、进一步，步骤4中，土壤固化剂a溶液中4种组分的用量累加和为加入工程渣土或废弃泥浆的水泥重量的3%～10%；水泥采用普通硅酸盐p.o42.5水泥。

19、进一步，步骤4中，（土壤固化剂a溶液重量+土壤固化剂b重量）/工程渣土或废弃泥浆重量为3.03%～15%。

20、一种上述方法所制备的固化土的应用，所述固化土用于公路路基、铁路路基、堤坝固化、建筑物地基、机场跑道固化以及边坡固定。

21、采用上述方案后，本发明采用一组无机混合物作激发剂，无机混合物由四种化学物质按特定的比例组合，再加入自来水进行溶化混合，制作重量浓度为30%～50%的溶液，再将激发剂、水泥、工程渣土或废弃泥浆按设计的比例混合搅拌充分，自然养护一定的时间后形成设计需要的固化土。激发剂可激发水泥与一定含水率工程渣土或废弃泥浆土壤发生物理、化学反应，形成一定的结晶体，会形成网状结晶体，穿插在工程渣土或废弃泥浆土壤颗粒空隙间形成强度骨架。土壤固化剂可与工程渣土或废弃泥浆土壤混合后通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，颗粒趋于凝聚，电解质浓度增强，体积膨胀而进一步填充工程渣土或废弃泥浆土壤孔隙，并在压实作用下形成整体结构，使固化土易于压实和稳定，以此满足设计技术指标。

22、本发明的土壤固化剂用于工程渣土或废弃泥浆固化后，具有抗压强度高、防水防潮性能优越、价格廉价，而且制备方法简单、成本低廉，市场前景广阔，适合规模化生产，具有极高的商用性能，可以多次使用没有副作用，能够很好地满足国内外市场需求。

技术特征：

1.一种土壤固化剂，其特征在于，包含土壤固化剂a和土壤固化剂b，土壤固化剂b为水泥，以水泥100份的重量份计，土壤固化剂a包含以下重量份的组分：硅酸钠1.00～4.44份、氯化钙0.50～2.22份、硫酸钠0.50～2.22份和氢氧化钠0.25～1.11份。

2.如权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于：令土壤固化剂a形成土壤固化剂a溶液，通过将硅酸钠、氯化钙、硫酸钠和氢氧化钠进行粉碎，4:2:2:1的比例添加到搅拌机中，加自来水进行搅拌，控制溶液重量浓度为30%～50%得到。

3.如权利要求2所述的一种土壤固化剂，其特征在于：土壤固化剂加入至工程渣土或废弃泥浆中进行固化，土壤固化剂a溶液中4种组分的用量累加和为加入工程渣土或废弃泥浆中的水泥重量的3%～10%，水泥采用普通硅酸盐p.o42.5水泥。

4.如权利要求2或3所述的一种土壤固化剂的制备方法，其特征在于：（土壤固化剂a溶液重量+水泥重量）/工程渣土或废弃泥浆重量为3.03%～15%。

5.如权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于：土壤固化剂加入至工程渣土或废弃泥浆中进行固化，以工程渣土或废弃泥浆1000份计，土壤固化剂重量份为：水泥40份，硅酸钠0.533份、氯化钙0.266份、硫酸钠0.266份和氢氧化钠0.133份。

6.一种土壤固化剂的制备方法，包括以下步骤：

7.一种应用土壤固化剂制备固化土的方法，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的一种应用土壤固化剂制备固化土的方法，其特征在于：步骤4中，土壤固化剂a溶液中4种组分的用量累加和为加入工程渣土或废弃泥浆的水泥重量的3%～10%；水泥采用普通硅酸盐p.o42.5水泥。

9.如权利要求7所述的一种应用土壤固化剂制备固化土的方法，其特征在于：步骤4中，（土壤固化剂a溶液重量+土壤固化剂b重量）/工程渣土或废弃泥浆重量为3.03%～15%。

10.一种权利要求7至9中任一项所述方法所制备的固化土的应用，所述固化土用于公路路基、铁路路基、堤坝固化、建筑物地基、机场跑道固化以及边坡固定。

技术总结
本发明公开了一种土壤固化剂，包含土壤固化剂A和土壤固化剂B，土壤固化剂B为水泥，以水泥100份的重量份计，土壤固化剂A包含以下重量份的组分：硅酸钠1.00～4.44份、氯化钙0.50～2.22份、硫酸钠0.50～2.22份和氢氧化钠0.25～1.11份。本发明其可对工程渣土或废弃泥浆进行固化，抗压强度高，而且制备方法简单、成本低廉。

技术研发人员：顾佳璇,张博
受保护的技术使用者：厦门佳熠环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23