[发明专利]膨胀土改良剂

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种调整改良膨胀土道路基础的土壤结构、土壤密实度、土壤化学性能和物理性能的调节材料。

(二)背景技术

膨胀土是自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有显着胀缩性的地质体。粘粒成分主要由亲水性粘土矿物(以蒙脱石和伊里石为主)所组成的粘性土，具有吸水膨胀、失水收缩且反复变形的特性，在环境的温度和湿度变化时，对建筑物尤其是轻型建筑、路基、机场、渠道边坡以及堤坝等都有严重的破坏作用，特别是对建筑物所产生的变形破坏作用往往具有长期潜在危险。

膨胀土粒度成份中粘粒含量高，一般超过40％，最高达80％，其化学成份主要是SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃，硅铝比3.55-3.62，较活泼的元素K、Na、Ca、Mg等碱性金属含量普遍较高。当气候、水介质与氧化-还原等环境条件发生变化时，如伊利石脱甲转变为蛭石或蒙脱石时，膨胀土的亲水性增强，从而使土体的工程性质进一步恶化。

膨胀岩土一般分布在二级及二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘。地形特征在山地表现为低丘缓坡，在平原地带表现为地面龟裂、沟槽、无直立边坡。膨胀岩土在风干时出现大量的微裂隙，具有光滑面挤压擦痕且有滑腻感。呈坚硬、硬塑状态的土体易沿微裂隙面散裂，当其遇水时则软化。膨胀土一般呈灰白、灰绿、灰黄、棕红、褐黄等颜色。膨胀岩土分布地区易发生浅层滑坡、地裂、新开挖的基槽及路堑边坡坍塌等不良地质现象。

旱季，膨胀土坚硬似“铜”，雨季，膨胀土软弱如“脓”，可吸收水份7～15倍、体积膨胀至30倍。由于胀缩特性，在工程中往往被弃方换土，不仅耗费了巨大的工程费用，而且弃方还占用了大量的土地，不利于环境保护。

目前公知的膨胀土处理技术中最传统的方法是在土壤中加入一定比例石灰和膨胀土混合，然后进行碾压，这种方法不仅在施工过程中对环境造成严重污染，而且得不到很好效果，另一方法是换土，这会增加大量成本及延长施工时间、破环大量耕地。目前仍未有很好的解决方法。

(三)发明内容

本发明的目的是发明一种能克服在筑路施工过程中遇到膨土存在情况下而使用的膨胀土改良剂。

本发明的技术方案是以十二烷基苯磺酸为主要成份的膨胀土稳定剂和以聚乙烯醇为主要成份的膨胀土固化剂，两者配合使用，以改良膨胀土的化学和物理性能。

本发明的膨胀土稳定剂对膨胀土成份及分子结构发生调整，从而得到改良膨胀土结构、密实度和胀缩性能，并重新组合膨胀土结构。同时使用固化剂，以达到固化胀缩性土、降低胀缩性率、增强承载力、减少工程费用达到人、财、物等资源的合理使用，使包括道路工程在内的土木工程达到永久使用的目的。

经本发明膨胀土改良剂处理后的膨胀土从亲水性变成憎水性，减少粘土的塑限及液限。经碾压后，土壤可以被压实到很高的密实度，渗透系数下降，并增加土壤的固结能力，从而减少水对路基破坏和有效地防止路基翻浆现象。

使用本发明的膨胀土稳定剂通过电荷作用，促使水分子从土颗粒的吸附水排出，通过碾压，增加土层的密实度，降低土层的渗透能力。表面活性剂将吸附于土颗粒的表面，防止水份再吸附于土颗粒上。通过电荷及离子交换作用，而达到改变膨胀土的化学性能及物理性能，改变或降低膨胀土强烈的吸湿性能和胀缩性能。

经本发明膨胀土稳定固化剂处理后的膨胀土路基经过长时期的化学反应及长期使用碾压。路基密实度越来越大、越来越硬实，承载力越来越高。

道路施工时，首先使用20～30倍水稀释膨胀土稳定剂，喷洒于已开挖、粉碎的膨胀土上，充分的均匀搅拌，然后喷洒定量的膨胀土固化剂及膨胀土稳定剂，并平整路面，再进行碾压，以达到工程设计要求。

本发明的膨胀土改良剂是由膨胀土稳定剂和膨胀土固化剂两者配合使用。

膨胀土稳定剂是由下述用料配制而成，其重量％为

膨涨土固化剂是由下述用料配制而成，其重量％为

(四)具体实施方案

实施例一

取十二烷基苯磺酸45公斤，脂肪酸烷醇酰胺6公斤，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3公斤，2-羟基丙烷-1.2.3-三羧酸8公斤和水38公斤制成1号膨胀土稳定剂适用于较强质性膨胀土。

取聚乙烯醇25公斤，聚乙烯吡咯烷酮4公斤，羟乙基纤维素2公斤，聚乙二醇5公斤，羟丙基甲基纤维素4公斤和水60公斤制成1号膨胀土固化剂。