[发明专利]一种抗渗抗冻融的复合黄土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗渗抗冻融的复合黄土及其制备方法，包括以下重量份组分：黄土300～350份、复合纤维10～20份、石蜡0.9～3.15份、固化剂1.5～3份、增稠剂10～30份和防冻剂45～60份。本发明通过添加复合纤维和防冻剂可以显著提高复合黄土的抗冻融性能，再通过石蜡、固化剂以及增稠剂等的配合使用可以提高复合黄土的强度以及抗渗性能，使其可以作为黄土高原渠基土质使用，保证其在低温状态下的稳定性和耐久性。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及到一种抗渗抗冻融的复合黄土及其制备方法。

背景技术

黄土是一种浅黄或褐黄色的土，其颗粒大小介于粘土与细砂之间，颗粒成分以粉土粒级为主(含量＞50％)，富含碳酸钙，有时含硫酸盐或氯化物盐类，具有肉眼可见孔隙的第四纪陆相沉积物。黄土在世界上分布相当广泛，占全球陆地面积的十分之一，主要分布在亚洲、俄罗斯、中东及北美洲等地。在中国，黄土主要分布在北纬30～48°间自西而东的条形地带上，面积约64万平方公里。

将渠道工程修建在黄土上，黄土的稳定性，即渠基及渠坡的稳定是保证渠道安全运行的前提和关键。因此在渠道衬砌与防渗工程建设中，采取相应的措施增强渠基及渠坡的稳定，以保证渠道工程安全运行。但是黄土本身是一种以粉土为主，并含一定比例的细沙、极细砂和黏粒的沉积物。黄土中黏土矿物成分主要为水云母、高岭石及蒙脱石。这些矿物的存在，使黄土具有吸附、膨胀、收缩等特性，影响到黄土的工程性质，使建设在黄土上的渠道工程也会受到安全隐患。

因此如何提高黄土的性能，使其可以作为黄土高原渠基土质使用，是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗渗抗冻融的复合黄土及其制备方法，可以实现作为渠基土质使用的目的，并且可以提高黄土的抗渗性、抗冻融性能以及压缩性能，使其能够在零下10℃的冻融条件下保持良好的剪切强度。

为达上述目的，本发明提供了一种抗渗抗冻融的复合黄土，包括以下重量份组分：黄土300～350份、复合纤维10～20份、石蜡0.9～3.15份、固化剂1.5～3份、增稠剂10～30份和防冻剂45～60份。

进一步地，包括以下重量份组分：黄土300份、复合纤维20份、石蜡2.1份、固化剂1.5份、增稠剂10份、减水剂30份和防冻剂45份。

进一步地，复合纤维包括占复合纤维70wt％的刚性聚丙烯纤维、20wt％尼龙纤维和10wt％水镁石纤维，其中，复合纤维的直径为0.05～1.0mm。

进一步地，固化剂为硅酸锂、硅酸钾或硅酸钠，增稠剂为羧甲基羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺或羟丙基纤维素，聚丙烯酰胺的分子量不小于600万。

进一步地，防冻剂通过以下方法制备：将亚硝酸钙、乙二醇、丙三醇和醋酸钠按照质量比12～20:5～10:8～12:10～15称取后混合搅拌，搅拌时间为10～20min。

一种抗渗抗冻融的复合黄土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)常温下边搅拌边向黄土中添加复合纤维、石蜡和固化剂；

(2)向搅拌均匀后的混合物中添加1/3的增稠剂以及防冻剂，继续搅拌；

(3)边搅拌边向步骤(2)所得物中加入剩余的增稠剂，搅拌均匀后，静置10～20天后即可。

进一步地，步骤(1)中的搅拌速度为80～100r/min，搅拌时间为25～35min。

进一步地，步骤(2)中的搅拌速度为100～120r/min，搅拌时间为15～20min。

进一步地，步骤(3)中的搅拌速度为20～30r/min，搅拌时间为30～40min。

综上所述，本发明具有以下优点：