專利名稱：一種環(huán)保型土壤固化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于市政和建筑工程范疇，為精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
1、對發(fā)明"一種環(huán)保型土壤固化劑"的理解
當(dāng)土壤固化劑與含有一定水分的土壤混合后，即發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)。首先，在土壤 中大量形成富含結(jié)晶水的針狀結(jié)晶體，穿插在土壤顆?？紫堕g形成強(qiáng)度骨架。其次，硅酸鹽類 水化物填充在強(qiáng)度骨架之中使固化體系進(jìn)一步密實。最后，在激發(fā)劑的作用下土壤固化劑和 部分土壤顆粒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使加固土具有不可逆的良好的耐久性。
土壤固化劑的固化機(jī)理應(yīng)概括為物理力學(xué)過程、化學(xué)過程和物理化學(xué)過程三個過程。物理 力學(xué)過程是土壤固化劑在固化土壤時，土壤經(jīng)過粉碎、篩選、拌和和碾壓等施工工藝流程，土 體的基本單元在外力的作用下彼此貼近和相互契合，從而減少土體的孔隙率，增大密實度，降 低滲水性。這種過程是可逆的，土體的強(qiáng)度會隨著外界條件的改變而發(fā)生變化。物理力學(xué)過程 是任何類型的土壤固化劑在固化土壤時所必須的，因為固化土壤的密度和土壤固化劑在土體中 的均勻性，對強(qiáng)度的形成具有重要作用。實際上，物理力學(xué)過程是固化土體的一種最簡單和最 基本的方法。而化學(xué)過程是指土壤固化劑在固化土壤的過程中，其本身組分發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和 土壤與土壤固化劑中的某些組分發(fā)生的反應(yīng)等。前者包括無機(jī)類土壤固化劑材料本身的水解與 水化反應(yīng)和空氣中二氧化碳的碳酸化反應(yīng)，有機(jī)類土壤固化劑的聚合與縮聚反應(yīng)等。后者土壤 固化劑中的組分與土壤顆粒之間的火山灰反應(yīng)，有機(jī)高分子與土壤顆粒表面間的絡(luò)合反應(yīng)等。 物理化學(xué)過程主要是指土壤顆粒與土壤固化劑中各組分的吸附過程，包括物理吸附、化學(xué)吸附 和物理化學(xué)吸附。物理吸附是指在分子力的作用下，土體的基本單元將土壤固化劑中的某些組 分吸附在其表面，使其表面自由能得以降低?；瘜W(xué)吸附是指吸附劑與被吸附物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)而生成新的不溶性物質(zhì)，并在吸附劑與被吸附物質(zhì)之間形成化學(xué)鍵。物理化學(xué)吸附是指土 壤固化劑中的某些離子與土體基本單元表面的離子發(fā)生了離子交換吸附。在土壤固化劑與土體 的物理化學(xué)作用過程中，無機(jī)類土壤固化劑主要是物理化學(xué)吸附。諸如無機(jī)類土壤固化劑中的
鈣鹽和鎂鹽溶解后，鈣離子和鎂離子與土體基本單元所吸附的鈉離子發(fā)生交換反應(yīng)，可以增加 土壤顆粒的團(tuán)聚作用。有機(jī)類土壤固化劑主要是物理吸附和化學(xué)吸附過程，諸如高分子材料的 某些基團(tuán)與土壤顆粒之間的物理吸附，高分子材料與土壤顆粒之間的化學(xué)吸附等。以上三種過 程因土壤固化劑的成分不同而不同，但這三種過程并不是相互孤立的，而是相互聯(lián)系和相互促 進(jìn)的。在這三種過程中，只有化學(xué)過程和物理化學(xué)過程能使土體的力學(xué)性能、抗?jié)B性能、耐久 性能等工程性能得以改善，而物理力學(xué)過程則是保證化學(xué)過程和物理化學(xué)過程更好的發(fā)揮作 用。2、 一種環(huán)保型土壤固化劑所選用的主要原料一種環(huán)保型土壤固化劑，它是由硫酸鋁Al2 (S04) 3與十二水硫酸鋁鉀KA1 (S04) 2*12H20 中的一種或二種與碳酸鈣CaC03與氯化鎂MgCl2與尿素NH2-CO-NH2中的一種或二種與 表面活性劑三乙醇胺或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉中的一種或二種，按各自屬性組成多種最 佳復(fù)合配方，經(jīng)優(yōu)化復(fù)配精制而成。3、 本發(fā)明適用范圍廣泛且固化土壤效果顯著一種環(huán)保型土壤固化劑為0.0045mm-0.5mm的固體顆粒狀，其具有固化土壤的屬性。它主 要適用于渠道防滲處理及固化土預(yù)制塊生產(chǎn)；提防和岸坡加固；路基加固及路面硬化和軟土地 基處理。三、發(fā)明內(nèi)容1、 發(fā)明"一種環(huán)保型土壤固化劑"的目的為解決目前在建筑工程和市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，所使用的土壤固化劑普遍呈強(qiáng)堿性。由于 自然界多種因素的影響，諸如雨水的沖刷等。這種強(qiáng)堿性的土壤固化劑會使周邊的土壤鹽堿化， 并污染地表水和地下水，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。并解決其在使用時功能單一，抗?jié)B性能和強(qiáng)度低， 固土效果和耐久性較差。本發(fā)明提供了一種環(huán)保型土壤固化劑。2、 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種環(huán)保型土壤固化劑，它是由硫酸鋁Al2(S04)3或十二水硫酸鋁鉀KA1(S04)2 *12^0中的一種或二種與碳酸鈣CaC03與氯化鎂MgCl2或尿素NH2-CO-NH2中的一種或二種與 表面活性劑三乙醇胺N (C2H40H) 3或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉中的一種或二種或三種組成，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為 硫酸鋁Al2 (S04) 3 1~30 十二水硫酸鋁鉀KA1 (S04) 2' 12H201 ~ 30
碳酸鈣CaC03 1~70 氯化鎂MgCl2 1 ~ 10
尿素NH2-CO-NH2 0.1 ~5 三乙醇胺N (GRtOH) 3 0.01 3
木質(zhì)素磺酸鈣 0.01 ~3 木質(zhì)素磺酸鈉 0.01 ~ 3
本發(fā)明一種環(huán)保型土壤固化劑為0.0045mm-0.5mm的固體顆粒狀，使用時土壤與土壤固化 劑的技術(shù)配比是按重量份組分100: 4~15，適合于大規(guī)模機(jī)械化施工作業(yè)。
3.、 一種環(huán)保型土壤固化劑與背景技術(shù)相比的有益效果
本發(fā)明一種環(huán)保型土壤固化劑，環(huán)保性能好。其利用天然土壤進(jìn)行固化，就地取材，降低 工程造價。防滲效果好，固化層可承受一定的壓力，具有一定的耐久性，經(jīng)水浸泡不發(fā)生泥化。 其利用了大量的工業(yè)廢棄物，即節(jié)約了原材料，減少沙石用量，又解決了大量的工業(yè)廢棄物排 放和環(huán)境污染問題，對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有積極作用。其用量少，環(huán)保效果好，其主要原材料 均為無機(jī)物，無毒、無害、無污染，對動物和植物都是安全的，同時具有除臭去味、殺菌消毒、 凈化水質(zhì)等多項功能。其成本低廉，原料供應(yīng)充足且易于采購，生產(chǎn)工藝簡便易行。它主要適 用于渠道防滲處理及固化土預(yù)制塊生產(chǎn)；提防和岸坡加固；路基加固及路基或路面硬化和軟土 地基處理，適合于大規(guī)模機(jī)械化施工作業(yè)。具體實施例方式
當(dāng)環(huán)保型土壤固化劑為0.0045mm-0.5mm的固體顆粒狀時
首先，按照環(huán)保型土壤固化劑的最佳組合配方，對所需的各種化工原料進(jìn)行檢驗。經(jīng)檢驗， 確定為符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，將各物料置放在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎篩選；而后，將粉碎后的各物料進(jìn) 行粉磨，使其達(dá)到0.0045mm-0.5mm固體顆粒狀的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；其次，再將其置放到均化器中進(jìn) 行均化使其均勻；再次，采集成品的環(huán)保型土壤固化劑樣品進(jìn)行測試檢驗；最后，將經(jīng)測試檢 驗合格的成品裝袋、倉儲備用，倉儲時注意防潮。
實施例一
生產(chǎn)IOO噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為
硫酸鋁Al2 (S04) 3 20 十二7jC硫酸鋁鉀KM (S04) 2* 12H20 10
碳酸鈣CaC03 60 氯化鎂MgCl2 6
尿素NH2-CO-NH2 1.5 三乙醇胺N (C2H40H) 3 1.5
木質(zhì)素磺酸鈣 0.5 木質(zhì)素磺酸鈉 0.5
將硫酸鋁20噸與十二水硫酸鋁鉀10噸與碳酸鈣60噸與氯化鎂 6噸與尿素1.5噸與三乙醇胺1.5噸與木質(zhì)素磺酸鈣0. 5噸與木質(zhì)素磺酸鈉0.5噸，混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保型土壤固化劑。實施例二-生產(chǎn)IOO噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為-硫酸鋁Al2 (S04) 3 15 十二水硫酸鋁鉀KM (S04) 2* 12H20 15碳酸鈣CaC03 60 氯化鎂MgCl2 8木質(zhì)素磺酸鈣 1 木質(zhì)素磺酸鈉 1將硫酸鋁15噸與十二水硫酸鋁鉀15噸與碳酸鈣60噸與氯化鎂 8噸與木質(zhì)素磺酸鈣l噸與木質(zhì)素磺酸鈉l噸，混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保 型土壤固化劑。 實施例三-生產(chǎn)IOO噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為硫酸鋁Al2 (S04) 3 30 碳酸鈣CaC03 60氯化鎂MgCl2 9 木質(zhì)素磺酸鈣 0.5木質(zhì)素磺酸鈉 0.5將硫酸鋁30噸與碳酸鈣60噸與氯化鎂9噸與木質(zhì)素磺酸鈣0. 5噸與木質(zhì)素磺酸鈉0.5噸，混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保型土壤固化劑。實施例四生產(chǎn)100噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為十二水硫酸鋁鉀KA1 (S04) 2 12H20 30 碳酸鈣CaC03 60尿素NH2-CO-NH2 2 氯化鎂MgCl2 6三乙醇胺N (C2H40H) 3 1 木質(zhì)素磺酸鈣 0.5木質(zhì)素磺酸鈉 0.5將十二水硫酸鋁鉀30噸與碳酸鈣60噸與氯化鎂6噸與尿素2噸與三乙醇胺1噸 與木質(zhì)素磺酸鈣0.5噸與木質(zhì)素磺酸鈉0.5噸，混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保 型土壤固化劑。 實施例五
生產(chǎn)100噸環(huán)保型土壤固化劑，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為
硫酸鋁Al2 (S04) 3 26 十二水硫酸鋁鉀KA1 (S04) 2 12H20 10
碳酸鈣CaC03 60 尿素NH2-CO-NH2 3
木質(zhì)素磺酸鈣 0.5 木質(zhì)素磺酸鈉 0.5
將硫酸鋁26噸與十二水硫酸鋁鉀IO噸與碳酸鈣60噸與尿素3噸與木質(zhì)素磺酸鈣0.5 噸與木質(zhì)素磺酸鈉0.5噸，混合攪拌，使其均勻，即制成100噸環(huán)保型土壤固化劑。
權(quán)利要求
1、一種環(huán)保型土壤固化劑，其特征是它是由硫酸鋁Al2(SO4)3或十二水硫酸鋁鉀KAl(SO4)2·12H2O中的一種或二種與碳酸鈣CaCO3與氯化鎂MgCl2或尿素NH2-CO-NH2中的一種或二種與表面活性劑三乙醇胺N(C2H4OH)3或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉中的一種或二種或三種組成，其技術(shù)配方中各組分的重量份組分為硫酸鋁Al2(SO4)3 1～30 十二水硫酸鋁鉀KAl(SO4)2·12H2O 1～30碳酸鈣CaCO3 1～70 氯化鎂MgCl2 1～10尿素NH2-CO-NH20.1～5三乙醇胺N(C2H4OH)3 0.01～3木質(zhì)素磺酸鈣 0.01～3 木質(zhì)素磺酸鈉0.01～3。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型土壤固化劑，其特征是其為0.0045mm-0.5mm的固體顆粒狀，使用時土壤與土壤固化劑的技術(shù)配比是按重量份組分100: 6~15，適合于大規(guī)模機(jī)械 化施工作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明為精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。為解決目前所使用的土壤固化劑普遍呈強(qiáng)堿性，這種強(qiáng)堿性的土壤固化劑會使周邊的土壤鹽堿化，并污染地表水和地下水，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明是由硫酸鋁與十二水硫酸鋁鉀中的一種或二種與碳酸鈣與氯化鎂與尿素中的一種或二種與表面活性劑三乙醇胺或木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉中的一種或二種或三種化工原料，經(jīng)優(yōu)化復(fù)配精制而成。其用量小，環(huán)保效果好，主要原材料均為無機(jī)物，無毒、無害、無污染，對動、植物安全可靠。其就地取材，工程造價低，防滲效果好，固化土層可承受一定的壓力并具有耐久性，經(jīng)水浸泡不發(fā)生泥化。其適用于路基加固和路面硬化及軟土地基處理，適合機(jī)械化施工作業(yè)。
文檔編號E02D3/00GK101109178SQ20071001272
公開日2008年1月23日 申請日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者楊毅男 申請人:楊毅男