[发明专利]一种多元无机复合粉体土壤固化外加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元无机复合粉体土壤固化外加剂，属于工程材料技术领域。

背景技术

土壤固化剂技术始于20世纪40年代，美国、日本、加拿大等国对该技术进行了深层次的研发，由于国内近些年的高速发展，大兴土木，对基建材料——如石头、混凝土等需求量日益扩大，加上现在环保政策日益收紧，急需一种新型材料在经济及质量上做到创新实用。

目前的土壤固化剂多为液体土壤固化剂，但该类固化剂生产工艺复杂、成本较高，对固化土壤有一定限制，而且施工时都需辅以水泥或石灰进行固化，增加施工难度，使用不方便、成本高。粉体土壤固化剂是一种新型固化剂，也有一些水泥土壤固化剂、石灰类土壤固化剂的研究及应用，但是基本都是单纯地使用水泥及石灰类土壤固化材料，固化效果明显不足、对环境适应性差，如在较干旱地区，基础经长期暴晒干燥会产生温缩裂缝，在雨水较多地区基础因水稳性差和防渗透性差而产生吸水湿陷、坍塌、膨胀，含水率较高的淤泥质土壤无法使用等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有土壤固化剂施工不便、环境适应性差和固化效果不佳的不足，提出一种多元无机复合粉体土壤固化外加剂，提高固化剂对使用环境的适应性和固化效果，简化现场施工环节。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多元无机复合粉体土壤固化外加剂，所述多元无机复合粉体土壤固化外加剂，其特征在于：所述粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉55-70份、生石灰粉20-30份、水泥6-13份、激发剂0.5-2份，各原料重量份可根据实际需要具体确定。

所述激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.5-0.8:0.5-1，可根据实际需要具体确定。

所述矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂的粒度均小于等于0.074mm，可根据实际需要具体确定。矿粉为常规矿粉，可采用水淬矿渣微粉，如钢厂废渣研磨成粉，也可采用S95矿粉；水泥可采用325号或425号水泥。

本发明多元无机复合粉体土壤固化外加剂制备时，先按重量份分别取粒度均小于等于0.074mm氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取粒度均小于等于0.074mm的矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀即可制得。

本发明与土壤、水之间发生一系列的水解和水化反应，产生大量胶凝物质和结晶物质等，胶结包裹土壤中的土颗粒，并通过激发剂激发土壤颗粒活性，促进、稳定反应进程，使土壤具备一定结构强度，且在较长时间内控制强度稳定增长，增加土壤的整体强度，较好的水硬性、水稳性及防渗透性。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。

本发明将矿粉、石灰粉、水泥、激发剂科学配比混合而得，通过各组分的有效配合，与土壤混合后能形成一个由水化胶凝物为主、结晶物质为辅，含水率稳定、又略有空隙的整体类蜂窝状胶合结构，增加土壤的整体强度，使土壤有较好的水硬性、水稳性及防渗透性，提高了对使用环境的适应性，且不需配合其它固化材料使用，简化了现场施程序，具有固化效果好、成本低、适用范围广、材料环保、施工方便等优点。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详尽描述。实施例中未注明的技术或产品，均为现有技术或可以通过购买获得的常规产品。

实施例1：本多元无机复合粉体土壤固化外加剂是如下重量份原料的混合物：矿粉67份、生石灰粉20份、水泥12份、激发剂1份。激发剂为氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的粉状混合物，激发剂中氢氧化钠、硅酸钠和硫酸钙的重量比为1:0.5:1。生石灰粉和激发剂的粒度均小于等于0.074mm，矿粉采用S95矿粉，水泥采用325号水泥。先按重量份分别取氢氧化钠粉、硅酸钠粉和硫酸钙粉混合均匀得到激发剂，再按重量份分别取矿粉、生石灰粉、水泥、激发剂混合均匀，即得到本多元无机复合粉体土壤固化外加剂。

本实施例产品用于云南某地区红土土壤进行固化实验，红土样本数据如下表：

以1立方红土土壤配比100公斤本固化剂混合搅拌均匀，装入50×50mm圆柱体磨具中经物理压实后，检测7天及28天无侧限抗压强度数值，共进行6个样品的固化实验，检测到的具体数据如下表：

本发明与土壤混合后能形成一个由水化胶凝物为主、结晶物质为辅，含水率稳定、又略有空隙的整体类蜂窝状胶合结构，增加土壤的整体强度，较好的水硬性、水稳性及防渗透性。