道路用土壤稳定剂及其制备和施工方法[0001]【技术领域】[0002]本发明具体涉及土木工程【技术领域】，具体涉及一种道路用土壤稳定剂及其制备和施工方法。[0003][0004]传统的道路路基是在土壤中加入一定比例的生石灰和水泥对土壤进行改良，道路初期取得了较好的效果。但是人们逐渐认识到采用传统石灰和水泥存在明显不足，很难得到高质量的路基，已经不能满足工程建设发展需要。此外，石灰的加入，不但在施工过程中对环境造成严重污染，而且石灰的开采加工过程中也给环境带来严重污染。随着我国公路建设的快速发展，高效廉价的土壤稳定剂需求明显增强，而目前市场上销售的大部分是美国、日本、澳大利亚等进口产品。而国产自主品牌产品较少，且大部分是无机产品，仍然存在强度低、抗渗能力差等缺点。因此，研发高效廉价的有机土壤稳定剂也成为业内的当务之急.[0005]
[0006]解决的技术问题:本发明的目的在于提供一种性能优异的道路用土壤稳定剂及其制备和施工方法。[0007]技术方案:道路用土壤稳定剂，由以下方法制得:丙烯酸与浓度为10%wt_30%wt的氢氧化钠溶液按质量比为1:0.8-1:2.0混合，并将烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、马来酸酐、和醋酸乙烯酯依次加入到溶液中，其中烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸的质量比为30:1-20:1 ;甲基丙烯酸与丙烯酸的质量比为1:1-2:1 ;马来酸酐与丙烯酸的质量比为3:1-1:1,醋酸乙烯酯与丙烯酸的质量比为10:1-15:1，再加入上述物料总重量1-2倍的水，混合溶液通氮气驱氧，在50-80°C下滴加硅烷偶联剂和过硫酸铵，硅烷偶联剂与丙烯酸的质量比为10:1-0.8:1,过硫酸铵与丙烯酸的质量比为0.5:1-1:1,反应3-8h,得到道路用土壤稳定剂。[0008]上述道路用土壤稳定剂的制备方法，制备步骤为:丙烯酸与浓度为10%wt_30%wt的氢氧化钠溶液按质量比为1:0.8-1:2.0混合，并将烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、马来酸酐和醋酸乙烯酯依次加入到混合溶液中，其中烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸的质量比为30:1-20:1 ;甲基丙烯酸与丙烯酸的质量比为1:1-2:1 ;马来酸酐与丙烯酸的质量比为3:1-1:1,醋酸乙烯酯与丙烯酸的质量比为10:1-15:1，再加入上述物料总重量1-2倍的水，混合溶液通氮气驱氧30min，在60°C下滴加硅烷偶联剂和过硫酸铵，硅烷偶联剂与丙烯酸的质量比为10:1-0.8:1，过硫酸铵与丙烯酸的质量比为0.5:1-1:1，反应3-8h，得到道路用土壤稳定剂。[0009]优选的，丙烯酸与氢氧化钠溶液进行混合，其质量比为1:1.1。
[0010]优选的，烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸的质量比为25:1，甲基丙烯酸与丙烯酸的质量比为1.75:1 ;马来酸酐与丙烯酸的质量比为2:1，醋酸乙烯酯与丙烯酸的质量比为12.5:1，硅烷偶联剂与丙烯酸的质量比为5:1 ;过硫酸铵与丙烯酸的质量比为0.625:1 ;加入的水量为这些物料总重量的1.5倍。[0011]优选的，硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)或Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)。
[0012]道路用土壤稳定剂的施工方法，步骤如下:将土壤与水泥充分混合，水泥占干土颗粒质量的3 %- 7 %，将向上述的土壤稳定剂中加水稀释，水的加入量为干土颗粒质量的11%-15%，土壤稳定剂质量占干土颗粒质量的1%。-5%。优选的，水泥占干土颗粒质量的5%。
[0013]利用搅拌装置将土壤、水泥及土壤稳定剂搅拌混匀。所述搅拌装置由转筒、搅拌主轴、螺旋搅拌桨、稳定剂喷洒管和空气压缩机组成，其中转筒内壁沿筒体方向对称设有至少两块隔板，隔板的高度为5-10 cm，长度与转筒长度相同，主轴上设有至少一组螺旋搅拌桨，每组螺旋搅拌桨设有4个螺旋搅拌桨叶，螺旋搅拌桨的间距为10-40 cm，稳定剂喷洒管位于搅拌主轴的正上方，搅拌主轴为空心结构，一端与空气压缩机连接，另一端设有一组孔，孔上设有活动盖，水泥干粉在搅拌主轴内运输，将土壤装入转筒中，转筒和搅拌主轴开始旋转，同时水泥干粉通过空气压缩机将水泥喷洒出去，拌匀5-30min后，稳定剂喷洒管开始喷洒稳定剂，搅拌均匀后，通过螺杆驱动圆形螺母将土壤推出转筒，用于施工。所述搅拌主轴上的孔有8~15个。
[0014]有益效果:目前国内自主研发并广泛使用的土壤稳定剂主要成分为无机成分，也有研发有机土壤稳定剂，但是其制备工艺复杂，制备条件要求高。该道路土壤稳定剂制备工艺简单，制备条件温和，没有毒性，物料来源广，成本低廉。此外，将土壤稳定剂用到道路上，通常需要加入石灰，才能达到预期效果。而将本产品用于道路中，不加石灰，也能够显著提高土壤的力学性能。且将该土壤稳定剂用于道路修筑过程中，其施工方法简便。所使用的专用装置能快速将土壤、水泥和土壤稳定剂拌匀。
[0015]附图 说明
[0016]图1为本发明专用装置的结构示意图，图中转筒1、搅拌主轴2、螺旋搅拌桨3、稳定剂喷洒管4、隔板5、活动盖6、空气压缩机7、圆形螺母8。
[0017]
[0018]上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
[0019]实施例1
取1份丙烯酸与1.1份的质量为30%的氢氧化钠进行混合。分别将25份的烯丙基聚氧乙烯醚、1.5份的甲基丙烯酸、2份马来酸酐、12.5份的醋酸乙烯酯依次加入到丙烯酸溶液中，并加60份水，搅拌混匀，并向混合溶液通氮气30min，在60°C下滴加5份的缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和0.7份的过硫酸铵，反应6h，得到道路用土壤稳定剂。称取一定量风干的土壤，加入水泥拌匀，水泥的加入量占干土颗粒质量的5%。将土壤稳定剂加水稀释，倒入到上述土壤中，混匀，制成qp50mmX50mm圆柱体试件,并作3个平行。土壤稳定剂的加入量占干土颗粒5%。，水的加入量占干土颗粒的重量12%。同时，做一组没有加土壤稳定剂的试样。将试件放入塑料袋中，扎紧袋口，放入20°C ±2，相对湿度90%，恒温恒湿箱中养护7天，采用路面强度试验仪以lmm/min的速率测试固化土 7天的无侧限抗压强度，计算平均值，加入土壤稳定剂的试件7天无侧限抗压强度为3.3MPa，没有加入土壤固化剂的试件7天无侧限抗压强度为0.9MPa。
[0020]实施例2取1份丙烯酸与2.0份的质量为10%的氢氧化钠进行混合。分别将27份的烯丙基聚氧乙烯醚、1.5份的甲基丙烯酸、2份马来酸酐、15份的醋酸乙烯酯依次加入到丙烯酸溶液中，并加53份水，搅拌混匀，并向混合溶液通氮气30min，在65°C下滴加7份的Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.8份的过硫酸铵，反应7h，得到道路用土壤稳定剂。称取一定量风干的土壤，加入水泥拌匀，水泥的加入量占干土颗粒质量5%。将土壤稳定剂加水稀释，倒入到上述土壤中，混匀，制成qp50mmX50mm圆柱体试件,并作3个平行样。土壤稳定剂的加入量占干土颗粒5%。，水的加入量占干土颗粒的重量12.5%。将试件放入塑料袋中，扎紧袋口，放入20°C ±2，相对湿度90%，恒温恒湿箱中养护6天，然后在水中浸泡I天，采用路面强度试验仪以lmm/min的速率测试固化土 7天的无侧限抗压强度，计算平均值，加入土壤稳定剂的试件其7天的无侧限抗压强度为3.1MPa,没有加入土壤固化剂的试件，其7天无侧限抗压强度为0.6MPa。
[0021]实施例3
取1份丙烯酸与1.1份的质量为30%的氢氧化钠进行混合。分别将22份的烯丙基聚氧乙烯醚、1.5份的甲基丙烯酸、2.1份马来酸酐、10份的醋酸乙烯酯依次加入到丙烯酸溶液中，并加50份水,搅拌混匀，并向混合溶液通氮气30min,在55°C下滴加4份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和0.8份的过硫酸铵，反应8h，得到道路用土壤稳定剂。称取一定量风干的土壤，加入水泥拌匀，水泥的加入量占干土颗粒质量6%。将土壤稳定剂加水稀释，倒入到上述土壤中，混匀，制成qp50mmX50mm圆柱体试件,并作3个平行样。土壤稳定剂的加入量占干土颗粒2%。，水的加入量占干土颗粒的重量12.5%。将试件放入塑料袋中，扎紧袋口，放入200C ±2，相对湿度90%，恒温恒湿箱中养护7天，采用路面强度试验仪以lmm/min的速率测试固化土 7天的无侧限抗压强度，计算平均值，加入土壤稳定剂的试件其其7天的无侧限抗压强度为3.4MPa，没加入土壤固化剂的试件，其7天无侧限抗压强度为1.3MPa。
[0022]实施例4
搅拌装置由转筒1、搅拌主轴2、螺旋搅拌桨3、稳定剂喷洒管4和空气压缩机7组成，其中转筒内壁沿筒体方向对称设有至少两块隔板5，隔板的高度为5-10 cm，长度与转筒长度相同，主轴上设有至少一组螺旋搅拌桨，每组螺旋搅拌桨设有4个螺旋搅拌桨叶，螺旋搅拌桨的间距为10-40 cm，稳定剂喷洒管4位于搅拌主轴2的正上方，搅拌主轴2为空心结构，一端与空气压缩机7连接，另一端设有一组孔，孔上设有活动盖6，水泥干粉在搅拌主轴2内运输，将土壤装入转筒I中，转筒和搅拌主轴开始旋转，同时水泥干粉通过空气压缩机7将水泥喷洒出去，拌匀5-30min后，稳定剂喷洒管4开始喷洒稳定剂，搅拌均匀后，通过螺杆驱动圆形螺母8将土壤推出转筒1，用于施工。所述搅拌主轴上的孔有8~15个。所使用的专用装置能快速将土壤、水泥和土壤稳定剂拌匀。