[发明专利]一种土壤快速固化剂及其制备方法

说明书

技术领域   

本发明涉及一种工程材料及其制备方法，具体涉及一种土壤快速固化剂，以及这种快速固化剂的制备方法。主要应用于水利工程、交通工程等。

背景技术    

目前国内市场上有许多种土体固化剂，如天津水利科学研究所的李刚、孙永军等对HAS土体固化剂、奥特塞特土壤固化剂的性能进行了研究，他们的研究结果显示：在土中加入HAS土体固化剂后，其7d、14d、28d抗压强度可达到：3.9MPa、4.5MPa、5.1MPa；在土中加入奥特塞特土壤固化剂后，其14d、28d抗压强度可达到4.3 MPa、5.0 MPa。北京科技大学岳涛发明了一种称为SSK的土体固化剂，其主要成分是石灰和固体废弃物，这种土体固化剂加入土体后，其7d抗压强度可达到3.0MPa左右；从大量的研究文献看，目前土体固化剂对土体强度的促进作用主要是在7d以后才显现出来，即在土中掺入普通土壤固化剂后，早期强度较低。

另一方面，国内土的固化方法一般是在土的最优含水率条件下，在土中加入适量的固化剂，碾压密实度≥98%，以土体14d或28d无侧限抗压强度为最终强度。这类固化剂需要配合土在最优含水率条件下加入，抗压强度受含水率的影响控制较大。

综上所述，目前市面上的普通土壤固化剂存大两个缺点：1.早期强度较低；2.强度受含水率影响较大。这种土体固化剂不适用于快速抢险加固工程，雨雪天气施工受到很大的约束，无法及时就地取材，解决工程中所遇到的问题。因此有必要研发一种凝结硬化时间短，强度发展快的土壤固化剂。

发明内容

针对目前土壤固化剂早期强度低、受土壤含水率影响较大的不足，本发明的目的是提供一种土壤快速固化剂及其制备方法。主要应用于需土壤快速凝固硬化的工程建设领域，如水利工程抢险、公路路基快速凝固硬化、建筑工地临时道路快速固化通车等。

上述发明目的是通过以下的技术方案实现的：

一种土壤快速固化剂，其特征在于，该固化剂由硅酸盐水泥与速凝固化剂组成；其中硅酸盐水泥的质量占总质量的80-90；速凝固化剂的质量占总质量的10-20；所述速凝固化剂的成分是：铝酸钙、铝酸钠、硫酸钠；三者的质量比为55-75：10-25：10-20。

所述的一种土壤快速固化剂，其特征在于所述的硅酸盐水泥强度等级为52.5或52.5R，且性能指标要符合GB175-2007中相关规定；所述的铝酸钙比表面积不小于300m²/kg，所述的铝酸钠和硫酸钠比表面积不小于250 m²/kg。

所述的一种土壤快速固化材料，其特征在于所述硅酸盐水泥的质量比占总质量的85；所述速凝固化剂的质量比占总质量的15。

所述的一种土壤快速固化材料，其特征在于所述铝酸钙、铝酸钠、硫酸钠三者的质量比为：70：15：15。

所述的一种土壤快速固化材料的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

⑴． 按质量比秤量铝酸钙、铝酸钠、硫酸钠，分别为55-75：10-25：10-20，置于干燥搅拌器内，搅拌时间在10~20min，搅拌均匀，制成速凝固化剂；

⑵．把硅酸盐水泥、速凝固化剂按质量比80-90：10-20秤量好，置于干燥搅拌器内，搅拌时间为15~30min，搅拌均匀制成快速抢险加固剂。

硅酸盐水泥、速凝固化剂。其中硅酸盐水泥占总质量的80份-90份；速凝固化剂占总质量的10份-20份。本申请推荐，两者的最佳质量比为：硅酸盐水泥占总质量的85份；速凝固化剂占总质量的15份。

速凝固化剂的主要成分是：铝酸钙、铝酸钠、硫酸钠；三者的质量比为：55-75：10-25：10-20。在大量试验的基础上，本申请推荐三者的最佳质量比为：70：15：15。

利用本发明所制备的土壤快速固化剂对不同土体性能测试性能如下：

表1  配合比（质量比）