CN112608755B - 一种适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂及其应用。该复合减缩剂由以下重量份配比的原料组成：烯钛粉55～60质量份，纤维15～20质量份，阴离子表面活性剂5～10质量份，去离子水添加至100份。本发明在改善自重湿陷性黄土土质的效果明显，同时还能够改善黄土的和易性，提高黄土的流动性和粘聚性，保证黄土在肥槽回填效果，提高回填施工质量，提高建筑物的安全性。
Description
技术领域
本发明属于黄土改性剂技术领域，具体涉及适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂及其应用。
背景技术
湿陷性黄土在基坑回填时虽实现了大流态施工，但由于其本身属于干缩性材料，故大流态湿陷性黄土施工后容易发生干缩裂缝，这种裂缝的存在会极大程度降低土体的强度，特别是雨水与腐蚀性介质的渗透会进一步降低其强度，甚至出现突发的沉降，对工程结构造成严重的安全隐患。
湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除黄土的湿陷性，提高地基的承载力。常用的地基处理方法有:土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等，大多是施工处理，而且是在出现问题后的补救，并非在事发前预防，修复成本较大。
发明内容
本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种烯钛粉在改善黄土湿陷性及和易性问题方面的应用。
同时，本发明还提供了以烯钛粉为主料的一种适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂及其应用。
本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种烯钛粉在改善黄土大流态湿陷性方面的新用途。
一种烯钛粉在改善黄土和易性方面的新用途。
一种适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，其特殊之处在于：该复合减缩剂重量份配比的原料包括烯钛粉50～70质量份，纤维15～20质量份，阴离子表面活性剂5～10质量份。
优选的，该复合减缩剂重量份配比的原料包括：烯钛粉55～60质量份，纤维15～20质量份，阴离子表面活性剂5～10质量份，去离子水添加至100份。
优选的，纤维是石棉水泥、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维及碳纤维土、植物纤维或高弹模合成纤维中的任意一种或多种。
优选的，烯钛粉是由以下方法制成：
将10～15份的去离子水加入反应釜，开动搅拌，加入马来酸酐，缓慢升温至70℃，再分别滴加丙烯酸、烯丙基胺与过硫酸铵溶液，马来酸酐：丙烯酸：烯丙基胺的摩尔比为17～20：10：1～5，过硫酸铵的添加量1％质量份，控温72-75℃，反应2小时，保温1小时，最后冷却出料，制得烯钛粉。
一种上述适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂的制备方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：
按配比将烯钛粉、阴离子表面活性剂和去离子水混合均匀，搅拌0.5h，加入纤维，搅拌0.5～2.5h，即得适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂。
一种上述适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂在改善黄土大流态湿陷性方面的应用。
一种上述适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂在改善黄土自重湿陷性方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明以烯钛粉为主料，将其与纤维、阴离子表面活性剂复配，加水，制成复合减缩剂，针对于黄土的大流态湿陷性问题，能够做到事先预防，降低修复成分，打破了传统的对黄土地质的肥槽回填所出现的湿陷性问题，特别是自重湿陷性黄土土质的改善效果更为明显。
2)本发明的复合减缩剂还能够改善黄土的和易性，提高黄土的流动性和粘聚性，保证黄土在肥槽回填效果，提高回填施工质量，提高建筑物的安全性。
3)本发明的烯钛粉是以马来酸酐、丙烯酸、烯丙基胺以及过硫酸铵为主要原料，制备成本相对较低，能够大大降低工程造价，节约成本。
4)本发明用烯钛粉为主料制得的复合减缩剂，可有效控制固化黄土裂纹的进一步发展，从而提高黄土的抗裂性，并且增强固化黄土的整体结构，烯钛粉与纤维复配，提高黄体的抗拉强度和延伸率，使固化黄土的抗拉、抗弯、抗冲击强度及延伸率和韧性得以提高。
具体实施方式
本发明提供了一种烯钛粉在改善黄土大流态湿陷性方面的新用途。
本发明还提供了一种烯钛粉在改善黄土和易性方面的新用途。
本发明的适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，重量份配比的原料包括：烯钛粉50～70质量份，纤维15～20质量份，阴离子表面活性剂5～10质量份。
进一步的,本发明的适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，重量份配比的原料包括：烯钛粉55～60质量份，纤维15～20质量份，阴离子表面活性剂5～10质量份，去离子水添加至100份。
其中，纤维是石棉水泥、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维及碳纤维土、植物纤维或高弹模合成纤维中的任意一种或多种。
烯钛粉是由以下方法制成：
将10～15份的去离子水加入反应釜，开动搅拌，加入马来酸酐，缓慢升温至70℃，再分别滴加丙烯酸、烯丙基胺与过硫酸铵溶液，马来酸酐：丙烯酸：烯丙基胺的摩尔比为17～20：10：1～5，过硫酸铵的添加量1％质量份，控温72-75℃，反应2小时，保温1小时，最后冷却出料，制得烯钛粉。
本发明的制备大流态湿陷性黄土的复合减缩剂的方法，包括以下步骤：
按配比将烯钛粉、阴离子表面活性剂和去离子水混合均匀，搅拌0.5h，加入纤维，搅拌0.5～2.5h，即得适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂。
本发明还提供了一种适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂在改善黄土大流态湿陷性方面的应用。
本发明还提供了一种适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂在改善黄土自重湿陷性方面的应用。
现结合具体实施例和实验数据对本发明的技术方案进行进一步说明。
烯钛粉的结构式为：
合成路径为：
其中，催化剂为Na2S2O8，用量为总体质量的1％。
具体制备过程为：
将10～15份的去离子水加入反应釜，开动搅拌，加入马来酸酐，缓慢升温至70℃，再分别滴加丙烯酸、烯丙基胺与过硫酸铵溶液，马来酸酐：丙烯酸：烯丙基胺：的摩尔比为17～20：10：1～5，过硫酸铵的添加量1％质量份，控温72-75℃，反应2～3小时，保温0.5～1小时，最后冷却出料，制得烯钛粉。
本发明的烯钛粉可用于改善黄土大流态湿陷性和和易性问题。
将烯钛粉作为主料可用于制成适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，该复合减缩剂包括烯钛粉50～70质量份，纤维15～20质量份，阴离子表面活性剂5～10质量份，将烯钛粉、阴离子表面活性剂和去离子水混合均匀，搅拌0.5h，加入纤维，搅拌0.5～2.5h，即可制得适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂。
其中所用纤维是石棉水泥、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维及碳纤维土、植物纤维或高弹模合成纤维中的任意一种或多种。
实施例1
本实施例将烯钛粉作为主料可用于制成适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，该复合减缩剂包括烯钛粉70质量份，纤维15质量份，阴离子表面活性剂8质量份，将烯钛粉、阴离子表面活性剂和7份去离子水混合均匀，搅拌0.5h，加入纤维，搅拌2h，即可制得适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂。
本实施例烯钛粉按照以下方法制成：
将12份的去离子水加入反应釜，开动搅拌，加入马来酸酐，缓慢升温至70℃，再分别滴加丙烯酸、烯丙基胺与过硫酸铵溶液，马来酸酐：丙烯酸：烯丙基胺：的摩尔比为17：10：3，过硫酸铵的添加量1％质量份，控温75℃，反应3小时，保温1小时，最后冷却出料，制得烯钛粉。
实施例2
本实施例将烯钛粉作为主料可用于制成适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，该复合减缩剂包括烯钛粉60质量份，纤维20质量份，阴离子表面活性剂10质量份，将烯钛粉、阴离子表面活性剂和10份去离子水混合均匀，搅拌0.5h，加入纤维，搅拌2.5h，即可制得适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂。
本实施例烯钛粉按照以下方法制成：
将15份的去离子水加入反应釜，开动搅拌，加入马来酸酐，缓慢升温至70℃，再分别滴加丙烯酸、烯丙基胺与过硫酸铵溶液，马来酸酐：丙烯酸：烯丙基胺：的摩尔比为20：10：5，过硫酸铵的添加量1％质量份，控温75℃，反应2小时，保温1小时，最后冷却出料，制得烯钛粉。
实施例3
本实施例将烯钛粉作为主料可用于制成适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，该复合减缩剂包括烯钛粉50质量份，纤维18质量份，阴离子表面活性剂5质量份，将烯钛粉、阴离子表面活性剂和27份去离子水混合均匀，搅拌0.5h，加入纤维，搅拌0.5h，即可制得适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂。
本实施例烯钛粉按照以下方法制成：
将10份的去离子水加入反应釜，开动搅拌，加入马来酸酐，缓慢升温至70℃，再分别滴加丙烯酸、烯丙基胺与过硫酸铵溶液，马来酸酐：丙烯酸：烯丙基胺：的摩尔比为18：10：1，过硫酸铵的添加量1％质量份，控温72℃，反应2小时，保温0.5小时，最后冷却出料，制得烯钛粉。
以甲工程的地质勘察为例，对湿陷性黄土的湿陷性通过湿陷系数的测定，来查看烯钛粉对黄土湿陷性的改善作用。该湿陷性黄土为自重湿陷黄土，进行两组对比试验，试验一为原黄土，试验二所用黄土中加入了烯钛粉，通过单线法测得湿陷性黄土的湿陷系数，试验一的湿陷系数为0.22，试验二的湿陷系数为0.19，可见，烯钛粉可显著的改善湿陷性黄土的湿陷性。通过维勃稠度法测得湿陷性黄土的和易性，试验一的维勃稠度为20，试验二的维勃稠度为6，可见，烯钛粉可显著的改善湿陷性黄土的和易性。
以乙工程的地质勘察为例，对湿陷性黄土的湿陷性通过湿陷系数的测定，来查看复合减缩剂对黄土湿陷性的改善作用。该湿陷性黄土为自重湿陷黄土，进行两组对比试验，试验三为原黄土，试验四所用黄土中加入了实施例1的复合减缩剂，通过双线法测得湿陷性黄土的湿陷系数，试验三的湿陷系数为0.31，试验四的湿陷系数为0.25，可见，复合减缩剂可显著的改善湿陷性黄土的湿陷性。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
以上，仅为本发明公开的具体实施方式，但本发明公开的保护范围并不局限于此，本发明公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，其特征在于：该复合减缩剂重量份配比的原料包括：烯钛粉50～70质量份，纤维15～20质量份，阴离子表面活性剂5～10质量份,所述烯钛粉是由以下方法制成：
将一定质量的去离子水加入反应釜，开动搅拌，加入马来酸酐，缓慢升温至70℃，再分别滴加丙烯酸、烯丙基胺与过硫酸铵溶液，马来酸酐：丙烯酸：烯丙基胺的摩尔比为17～20：10：1～5，过硫酸铵的添加量1％质量份，控温72-75℃，反应2小时，保温1小时，最后冷却出料，制得烯钛粉。
2.根据权利要求1所述的适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，其特征在于：该复合减缩剂重量份配比的原料包括：烯钛粉55～60质量份，纤维15～20质量份，阴离子表面活性剂5～10质量份，去离子水添加至100份。
3.根据权利要求2所述的适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂，其特征在于，所述纤维是石棉水泥、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维及碳纤维土、植物纤维或高弹模合成纤维中的任意一种或多种。
4.一种权利要求1所述的适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
按配比将烯钛粉、阴离子表面活性剂和去离子水混合均匀，搅拌0.5h，加入纤维，搅拌0.5～2.5h，即得适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂。
5.根据权利要求1的适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂在改善黄土大流态湿陷性方面的应用。
6.根据权利要求1的适于大流态湿陷性黄土的复合减缩剂在改善黄土自重湿陷性方面的应用。
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