一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案

《一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法》是廣州市水電建設工程有限公司於2017年12月27日申請的發明專利，該專利申請號為2017114418280，公布號為CN107973582A，公布日為2018年5月1日，發明人是陳偉梁、李東文、閆曉滿、賴佑賢、肖孟富、陳健、張程。

《一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法》公開了一種套用於道路工程的土壤改性劑，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂26‑30、橡膠粉16‑20、氧化鎂粉2‑3、聚丙烯醯胺10‑12、鋼渣8‑12、聚乙烯醇7‑9、粉煤灰6‑8、活化建築垃圾粉8‑10、三乙醇胺0.3‑0.5、木質磺酸鈣0.4‑0.6、水玻璃7‑9、氫氧化鈉6‑8、水20‑26。該發明還公開一種製備該土壤改性劑的方法。該發明具有耐水性好、土壤適用性廣、耐凍性強、性能穩定的優點。

2021年6月24日，《一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法
申請號：2017114418280
申請人：廣州市水電建設工程有限公司
申請日：2017年12月27日
公布日：2018年5月1日
地址：廣東省廣州市越秀區寺右南路19號首層
公布號：CN107973582A
類別：發明專利
發明人：陳偉梁、李東文、閆曉滿、賴佑賢、肖孟富、陳健、張程
Int. Cl.：C04B28/26(2006.01)I

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,

專利背景

道路、場地（運動場、遊戲場、飛機場、停車場等）鋪築中，常常因施工地的土質不夠穩定，尤其是粘性土壤，被雨淋水浸後膨脹變軟、塑性增加，其抗壓強度下降後而導致路面損壞。

對於土壤的穩固處理一般有用石灰、水泥來穩定土壤地基，也可用硫酸、磷酸作為處理劑，以改變土壤的酸鹼度而使土壤板結，以增強承載力。

專利申請201210072517.2的發明專利公開了一種複合離子固化劑，其製造方法是：將養護劑、活化劑、分散劑、固化催化劑按一定比例在反應釜內反應，陳化，溫度控制在30-32℃之間；60分鐘後又加入濃H₂SO₄，溫度控制在60℃以下。該固化劑製備方法較複雜，施工不便，且使用了濃硫酸，對人體有危害，對水體和土壤會造成污染。

專利申請200610083424.4的發明專利公開了一種淤泥固化劑及其套用，該專利包括如下重量份數配比的粉劑和液劑原料組成，水泥熟料30-60，爐渣或礦渣30-60，石灰3-8，石膏1-7，其它硫酸鹽1-7；所述液劑聚丙烯醯胺5-30，聚合氯化鋁0-20，甘露醇0-30，木質素磺酸鹽20-80，木質素磺酸鹽與鐵、鉻離子絡合物0-30，烷基酚聚氧乙烯醚0.2-2，丹寧酸0-10，腐殖酸鹽0-10，α-烯烴磺酸鹽0.2-2.5，其使用到了水泥熟料或其他的用料，不僅成本高，還易對環境造成污染。

專利申請201510266611.5的發明專利公開了一種高分子有機土壤固化劑及其合成方法，其利用2-6份氯化鎂、4-8份氯化鈣、0.3-0.8份氧化鈣、0.3-0.8份氧化鎂、3-8份丙烯醯胺、0.1-0.4份過硫酸銨、0.2-0.6份過硫酸鉀、10-20份可溶性纖維素、5-15份羧甲基纖維素鈉、0.5-1份氫氧化鈉、50-70份水來製備高分子有機土壤固化劑，該專利具有一定的固化作用，但是其抗水性能仍然沒能夠有效地解決。

截至2017年12月，結合上述檔案以及其他已有技術，土壤改性劑存在以下不足：（1）抗水性不差，不適用於南方多雨或地下水位高的地區；（2）耐候性和穩定性弱，使用一段時間後容易乾縮，形成裂縫，破壞結構，降低使用壽命；（3）土壤適用範圍小，適應靈活性有待改善；（4）耐凍性差，在溫度較低的環境下使用壽命大大降低。

發明內容

專利目的

《一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法》針對2017年12月前已有技術的不足，提供一種耐水性好、土壤適用性廣、耐凍性強、性能穩定的套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法。

技術方案

《一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法》通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種套用於道路工程的土壤改性劑，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂26-30份、橡膠粉16-20份、氧化鎂粉2-3份、聚丙烯醯胺10-12份、鋼渣8-12份、聚乙烯醇7-9份、粉煤灰6-8份、活化建築垃圾粉8-10份、三乙醇胺0.3-0.5份、木質磺酸鈣0.4-0.6份、水玻璃7-9份、氫氧化鈉6-8份、水20-26份。

優選的，所述的一種套用於道路工程的土壤改性劑，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂28.6份、橡膠粉17.8份、氧化鎂粉2.2份、聚丙烯醯胺11.5份、鋼渣10.2份、聚乙烯醇8份、粉煤灰7.3份、活化建築垃圾粉9.7份、三乙醇胺0.43份、木質磺酸鈣0.52份、水玻璃8.4份、氫氧化鈉7.6份、水24.8份；

優選的，所述的一種套用於道路工程的土壤改性劑，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂29.3份、橡膠粉18.2份、氧化鎂粉2.6份、聚丙烯醯胺10.9份、鋼渣11.1份、聚乙烯醇7.9份、粉煤灰7.1份、活化建築垃圾粉9.6份、三乙醇胺0.4份、木質磺酸鈣0.5份、水玻璃8.2份、氫氧化鈉6.9份、水23.3份；

優選的，所述的一種套用於道路工程的土壤改性劑，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂28.8份、橡膠粉18.6份、氧化鎂粉2.2份、聚丙烯醯胺11.4份、鋼渣10.6份、聚乙烯醇8.4份、粉煤灰7.9份、活化建築垃圾粉9.3份、三乙醇胺0.4份、木質磺酸鈣0.5份、水玻璃8.6份、氫氧化鈉7份、水23.9份；

該發明還公開一種製備套用於道路工程的土壤改性劑的方法，包括以下步驟：

（1）將橡膠粉、氧化鎂粉、鋼渣、粉煤灰、木質磺酸鈣混合均勻，球磨後得混合物A，球磨時間為3-5小時；

（2）將環氧樹脂、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇、氫氧化鈉、水混合後放入水浴鍋中，控制溫度在45-55℃，加入三乙醇胺，攪拌3-5分鐘，再加入水玻璃，攪拌5-8分鐘得混合溶液B；

（3）將混合物A、活化建築垃圾粉和混合溶液B混合，攪拌15-20分鐘後進行超聲處理，所述超聲處理使用的聲波頻率為300-500赫茲，處理時間為4-6小時，超聲處理後即得到該發明的土壤改性劑。

該發明還公開一種活化建築垃圾粉的製備方法，包括以下步驟：

（1）將建築垃圾破碎為28-32毫米的顆粒後煅燒3-4小時；

（2）將煅燒後的建築垃圾球磨3-4小時後在600℃煅燒2小時，升溫到900℃，保溫2小時；

（3）再冷卻到室溫，得到活化建築垃圾粉。

優選的，所述的活化建築垃圾粉的製備方法，所述步驟（1）的煅燒溫度為420-520℃。

優選的，所述的活化建築垃圾粉的製備方法，所述步驟（2）中的升溫階段在0.5小時內完成。

優選的，所述的活化建築垃圾粉的製備方法，所述步驟（2）中的冷卻階段在0.5小時內完成。

該發明的優點在於：該發明通過將環氧樹脂、橡膠粉、氧化鎂粉、聚丙烯醯胺、鋼渣、聚乙烯醇、粉煤灰、活化建築垃圾粉、三乙醇胺、木質磺酸鈣、水玻璃、氫氧化鈉、水等原料混合，利用各個原料的功效，相輔相成，其中，28天無側限抗壓強度可高達8.22兆帕、28天浸水吸水率低至1.52％、最大幹密度高達2.850克/立方厘米。

改善效果

《一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法》的環氧樹脂和三乙醇胺、木質磺酸鈣配合形成立體結構，可包裹和膠結土粒，提高抗水能力，在土壤壓實的基礎上，其抗壓強度大大提高；通過氫氧化鈉可改變土粒表面的親水性質，進一步的提高抗水能力；在改性劑中添加橡膠粉和氧化鎂粉，可大大的增強耐候性，防止開裂，提高使用壽命；活化後的建築垃圾粉可穩定土壤地基，配合鋼渣、粉煤灰，使得土壤的承載能力大大增強，且使用建築垃圾、鋼渣、粉煤灰不僅緩解了固體廢物污染，還降低了生產成本，有利於節約資源、保護環境；水玻璃加入使得土顆粒表面與水玻璃易發生化學反應，水玻璃加固土體除生成沉澱填塞孔隙之外，還有水玻璃在土顆粒間的化學膠結作用，增加土顆粒間的膠結力，同時，水玻璃還可作為粉煤灰、活化建築垃圾粉的激發劑，提高產品使用後的早期強度。

技術領域

《一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法》涉及資源與環境保護技術領域，尤其涉及一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法。

權利要求

1.《一種套用於道路工程的土壤改性劑及其製備方法》，其特徵在於，包括以下步驟：（1）選取包括以下質量份數的原料：環氧樹脂26-30份、橡膠粉16-20份、氧化鎂粉2-3份、聚丙烯醯胺10-12份、鋼渣8-12份、聚乙烯醇7-9份、粉煤灰6-8份、活化建築垃圾粉8-10份、三乙醇胺0.3-0.5份、木質磺酸鈣0.4-0.6份、水玻璃7-9份、氫氧化鈉6-8份、水20-26份；（2）將步驟（1）中的橡膠粉、氧化鎂粉、鋼渣、粉煤灰、木質磺酸鈣混合，球磨後得混合物A，球磨時間為3-5小時；（3）將步驟（1）中的環氧樹脂、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇、氫氧化鈉、水混合後放入水浴鍋中，控制溫度在45-55℃，加入三乙醇胺，攪拌3-5分鐘，再加入水玻璃，攪拌5-8分鐘得混合溶液B；（4）將建築垃圾破碎為28-32毫米的顆粒後煅燒3-4小時；（5）將煅燒後的建築垃圾球磨3-4小時後在600℃煅燒2小時，升溫到900℃，保溫2小時；（6）再冷卻到室溫，得到活化建築垃圾粉；（7）將步驟（2）的混合物A、步驟（5）的活化建築垃圾粉、步驟（3）的混合溶液B混合，攪拌15-20分鐘後進行超聲處理，得土壤改性劑；所述超聲處理使用的聲波頻率為300-500赫茲、超聲時間為4-6小時。

2.一種利用如權利要求1的製備方法製備的套用於道路工程的土壤改性劑，其特徵在於，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂26-30份、橡膠粉16-20份、氧化鎂粉2-3份、聚丙烯醯胺10-12份、鋼渣8-12份、聚乙烯醇7-9份、粉煤灰6-8份、活化建築垃圾粉8-10份、三乙醇胺0.3-0.5份、木質磺酸鈣0.4-0.6份、水玻璃7-9份、氫氧化鈉6-8份、水20-26份。

3.根據權利要求2所述的土壤改性劑，其特徵在於，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂28.6份、橡膠粉17.8份、氧化鎂粉2.2份、聚丙烯醯胺11.5份、鋼渣10.2份、聚乙烯醇8份、粉煤灰7.3份、活化建築垃圾粉9.7份、三乙醇胺0.43份、木質磺酸鈣0.52份、水玻璃8.4份、氫氧化鈉7.6份、水24.8份。

4.根據權利要求2所述的土壤改性劑，其特徵在於，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂29.3份、橡膠粉18.2份、氧化鎂粉2.6份、聚丙烯醯胺10.9份、鋼渣11.1份、聚乙烯醇7.9份、粉煤灰7.1份、活化建築垃圾粉9.6份、三乙醇胺0.4份、木質磺酸鈣0.5份、水玻璃8.2份、氫氧化鈉6.9份、水23.3份。

5.根據權利要求2所述的土壤改性劑，其特徵在於，包括以下重量份原料製成：環氧樹脂28.8份、橡膠粉18.6份、氧化鎂粉2.2份、聚丙烯醯胺11.4份、鋼渣10.6份、聚乙烯醇8.4份、粉煤灰7.9份、活化建築垃圾粉9.3份、三乙醇胺0.4份、木質磺酸鈣0.5份、水玻璃8.6份、氫氧化鈉7份、水23.9份。

6.一種製備如權利要求1所述的活化建築垃圾粉的方法，其特徵在於，包括以下步驟：（1）將建築垃圾破碎為28-32毫米的顆粒後煅燒3-4小時；（2）將煅燒後的建築垃圾球磨3-4小時後在600℃煅燒2小時，升溫到900℃，保溫2小時；（3）再冷卻到室溫，得到活化建築垃圾粉。

7.根據權利要求6所述的製備活化建築垃圾粉的製備方法，其特徵在於：所述步驟（1）的煅燒溫度為420-520℃。

8.根據權利要求6所述的製備活化建築垃圾粉的製備方法，其特徵在於：所述步驟（2）中的升溫階段在0.5小時內完成。

9.根據權利要求6所述的製備活化建築垃圾粉的製備方法，其特徵在於：所述步驟（2）中的冷卻階段在0.5小時內完成。

10.一種使用如權利要求1所述的土壤改性劑進行施工的方法，其特徵在於：將所述土壤改性劑稀釋後噴灑在平路面上，自然風乾2-3天后將路面壓實即可。

實施方式

實施例1

該實施例公開一種套用於道路工程的土壤改性劑，包括以下重量份數的原料製成：環氧樹脂26份、橡膠粉16份、氧化鎂粉2份、聚丙烯醯胺10份、鋼渣8份、聚乙烯醇7份、粉煤灰6份、活化建築垃圾粉8份、三乙醇胺0.3份、木質磺酸鈣0.4份、水玻璃7份、氫氧化鈉6份、水20份。