[发明专利]一种复合型土体改性剂的制备方法及其制得的复合型土体改性剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种土体改性剂，具体的涉及一种用于软基处理、基础工程及土木建筑材料生产的复合型土体改性剂的制备方法及其制得的复合型土体改性剂。

技术背景

20世纪初，国外一些经济发达的国家就开始对土体改性技术的研究，20世纪50年代土体改性已经形成了一门综合性的交叉学科。近20年来，土体改性技术得到快速发展，国内外学者从不同的工程应用目的出发，研制和开发了一系列土体改性材料，使之由简单、单一的无机结合材料发展成复杂、综合的多类型化学物质，用于各种类型土体改性。

我国土体改性剂研发起步较晚，比起外企，仍存在较大差距。但从整体上看，国外和国内的土体改性剂都存在一些缺陷，如单一品种改性剂只能适应某种特定类型的土体、稳定周期短、施工限制性条件多等。这是制约土体改性剂广泛使用主要因素，也是未来几年业内研究的重点。将阴阳离子复配表面活性剂与高聚物相结合，可显著提升土体改性剂的性能，具有作用对象广泛、工艺简便、效果明显、投入成本低且有利于环境保护等多种优点，该路线未见报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于软基处理、基础工程及土木建筑材料生产的复合型土体改性剂及其制备方法。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种复合型土体改性剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将丙烯酸单体和乙烯基磺酸钠单体加入到反应釜中，以过硫酸铵为引发剂，聚乙烯醇为稳定剂，水溶液中聚合反应得到式的聚合产物A；

(2)配置表面活性剂复配体系；

(3)浆聚合产物A和表面活性剂和一定比例纤维素醚、木质素纤维及水混合制成复合型土体改性剂。

所述的复合型土体改性剂及其制备方法，其特征在于所述的丙烯酸单体、乙烯基磺酸钠、过硫酸铵、聚乙烯醇及溶剂水质量比为2:(1-1.5):(0.1-0.5):(0.8-1.2):(9-15)。

所述的复合型土体改性剂及其制备方法，其特征在于所述的表面活性剂为烷基二苯醚二磺酸钠与十二烷基二甲基羟乙基氯化铵的复配体系，复配的摩尔比为1:2-3。

所述的复合型土体改性剂的制备方法，其特征在于所述的聚合产物A、纤维素醚、木质素纤维、表面活性剂及水质量比为(8-12):(3-7):(4-7):(1-2):(72-84)。

本方法制得的复合型土体改性剂。

本发明所涉及聚合产物A的合成可以用下面的化学方程式来表示：

本发明中的表面活性剂复配体系包括双亲水基型阴离子表面活性剂烷基二苯醚二磺酸钠及季铵盐型阳离子表面活性剂十二烷基二甲基羟乙基氯化铵，属于正-负离子表面活性剂混合体系，在一定浓度下存在强烈的相互作用，水化斥力减弱，分子热运动加剧，产生协同效应，大大降低了表面张力。土体改性剂体系作用于土体后，经电荷交换作用完全破坏土体的吸附水膜，改性剂中所含的高聚物组分将土体颗粒胶结在一起，通过碾压水分排出，密实度变高，渗透系数下降，形成高强度的板块，这一反应是永久不可逆的。土体从亲水性转变为憎水性，耐久性优良。

本发明的有益效果：

(1)本发明本身对环境不造成污染，并具有容易在土体中分散的性能，施工工艺简便；

(2)改性剂改变土体本身结构，降低土体中水分含量，提高水稳定性能，并将土体转化成坚实版块，可广泛用于道路、建筑材料等领域；(3)本改性剂的施用对象除了传统建筑材料之外，还可以消纳建筑垃圾及尾矿等固体废弃物，有利于环境保护。

为了更好的理解本发明，通过以下实例进行说明：

实施例1：

引发剂过硫酸铵1g溶解于80g蒸馏水中，溶解完毕后通氮除氧，缓缓滴加将丙烯酸单体13g、乙烯基磺酸钠7g及稳定剂聚乙烯醇7g，滴加温度保持在65-70℃。滴加完毕后94℃回流1h完成反应；

烷基二苯醚二磺酸钠与十二烷基二甲基羟乙基氯化铵以摩尔比为1:2.3的比例混合，得到复配表面活性剂；

聚合物溶液中加入纤维素醚10g、木质素纤维11g、复配表面活性剂3g及蒸馏水90g，混合均匀得到土体改性剂。

实施例2：

引发剂过硫酸铵0.8g溶解于80g蒸馏水中，溶解完毕后通氮除氧，缓缓滴加丙烯酸单体15g、乙烯基磺酸钠9g及稳定剂聚乙烯醇7g，滴加温度保持在65-70℃。滴加完毕后94℃回流1h完成反应。

烷基二苯醚二磺酸钠与十二烷基二甲基羟乙基氯化铵以摩尔比为1:2.3的比例混合，得到复配表面活性剂。

聚合物溶液中加入纤维素醚12g、木质素纤维13g、复配表面活性剂5g及蒸馏水95g，混合均匀得到土体改性剂。