[发明专利]一种生物土壤固化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤固化剂领域，具体涉及一种生物土壤固化剂的制备方法。

背景技术

土壤固化剂是指常温下添加在土壤当中能够直接胶结土体中土壤颗粒表面或能够与粘土矿物发生水化反应、离子结合、生物作用等过程，并且能够在一定程度上改善土壤密实性、强度、弹性和耐水性等性能的材料。对于需加固的土壤，根据土壤的物理和化学性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性能指标。20世纪40年代，国外在道路工程中首先应用土壤固化剂获得良好的效果，得到了迅速发展，20世纪90年代土壤固化剂技术进入中国，已经成功的应用于公路和水利等工程。工程试验表明，应用土壤固化剂 可以有效的提高固化土体的强度和各项物理力学性能，而且就地取材，可以节约资源，保护环境，方便施工，节省工程投资，提高了工程质量，延长工程寿命等。近十几年来，国内一些单位从不同的原料和工程要求出发也研制了自己的土壤固化剂产品，并在一些岩土工程中得到了应用。可以说，土壤固化剂是继混凝土外加剂应用之后，采用化学、物理化学和生物 化学方法解决工程技术问题又一成功措施，开拓了化学品在岩土工程技术中的应用，是一项很有发展前景的土工新技术。现有的土壤固化剂分为固态固化剂和液态固化剂两类，液态固化剂多用于低含水量的土基处理，相比较而言，固态固化剂的应用对水含量没有要求，其开发和应用也较液态固化剂多。其固化机理如下：

a、固态固化剂：在水作用下产生各种化学反应生成凝胶状的水化物，包围土壤颗粒，在这些水化物中有的自行继续硬化形成骨架，有的与土颗粒作用生成络合物，最终相互连接形成稳定的空间网状结构，从而增强土粒间的粘结强 度和稳定性。固化剂与水作用后产生的Ca²⁺、Mg²⁺或Al³⁺能与土胶粒吸附层中的Na⁺、K⁺离子进行交换，从而降低土胶粒ζ电势，减薄土胶粒双电层的厚度，使土颗粒相互靠近产生凝聚。

b、液态固化剂：利用土胶粒的双电层原理,在高分子液体固化剂加入后，产生高浓度的反离子，通过其与土胶粒表面负电荷间的电性力来克服土胶粒间的“能垒”，增加胶粒间的吸引力，降低ζ电势，则可有效地减薄双电层厚度，使得粘土胶体颗粒聚结，提高土颗粒之间的联结强度和水稳性。

现有的生物土壤固化剂的主要成分是酶，外加一些工业碱渣和激发剂制得土壤固化剂，这类土壤固化剂的固化土体的强度不够高，且胶结材料加入量较大，土壤孔隙度和渗透性效果差，很难得到高质量的路基。因此，生产出一种抗压强度高且渗透性效果好的生物土壤固化剂迫在眉睫。

发明内容

6.本发明所要解决的技术问题：针对目前土壤固化剂的抗压强度低，对土壤孔隙度和渗透性效果差的问题，提出了一种生物土壤固化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种生物土壤固化剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

（1）将预处理的巴氏芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌分别接种至培养液中，混合均匀，培养，得巴氏芽孢杆菌培养液和枯草芽孢杆菌培养液，将两种培养液分别划线接种至然斜面固体培养基中，培养，出现有乳白色菌落，得到两种菌种斜面培养物；

（2）取上述两种斜面培养物挑取菌落接种于催化酶发酵液中，置光照培养箱培养，得种子培养基，将种子培养基接种至催化酶发酵培养液中，置于振荡器上振荡培养，得催化酶发酵液；

（3）取催化酶发酵液，离心，收集沉淀物A，向沉淀物A中加磷酸缓冲液，破碎处理，间隙处理三次，得处理液，将处理液离心，收集上清液，上清液中加入乙醇，离心，收集沉淀物B，沉淀物B加磷酸缓冲液研磨，离心，弃沉淀，经超滤膜超滤，弃清液，收集截留液，将截留液上CM－纤维素柱，分别用浓度为0.lmol/L和0.2mol/L，pH都为6.8的磷酸缓冲液梯度洗脱，收集酶活力高峰管，将酶活力高峰管装于透析袋，用聚乙二醇脱水浓缩，将浓缩酶液再上DEAE－sephadexA－50层析柱，分别用浓度为0.lmol/L和0.2mol/L，pH都为6.8的磷酸缓冲液梯度洗脱，收集酶活力高峰管，经浓缩后冷冻干燥，得催化酶粉；

（4）取上述催化酶粉，加入石英砂和粘结液，进行固化反应，得生物土壤固化剂。