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高分子土固化劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-26 23:31:14 |
選取丙烯酸等乙烯基單體為主體經(jīng)高分子聚合反應(yīng)合成出了一種新型高分子土固化劑。
高分子土固化劑的力學(xué)性能顯示出該高分子土固化劑有很好的固化效果。通過傅立葉變換紅外光譜(FTIR)等分析測(cè)試手段對(duì)合成土固化劑的結(jié)構(gòu)、固化性能及固化機(jī)理進(jìn)行了初步探索。發(fā)現(xiàn)合成的土固化劑的固化性能存在分子量依賴性，其理想的特性粘數(shù)的范圍在0130-0140dlΠg。
隨著交通科技的不斷發(fā)展，對(duì)道路等級(jí)的要求也越來越高。用粘土作為建筑材料具有原料廣泛、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已有較長(zhǎng)的使用歷史，廣泛地應(yīng)用于公路、街道、機(jī)場(chǎng)等地面工程中，同時(shí)在動(dòng)力和水利工程的構(gòu)筑物上亦得到了廣泛的應(yīng)用，如運(yùn)河、護(hù)坡、圍堰、大壩、溝渠、水庫、管床、基底、擋墻等。
但由于自然粘土本身強(qiáng)度低，水穩(wěn)定性極差，其應(yīng)用范圍受到限制。如何突破傳統(tǒng)工藝，在保證經(jīng)濟(jì)利益的條件下有效地提高道路質(zhì)量，是廣大道路工作者們長(zhǎng)期探索的課題。
對(duì)路用材料的性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的分析和研究，開發(fā)新產(chǎn)品，采用新技術(shù)是提高道路質(zhì)量的一種有效措施。土固化劑是在常溫下能夠直接膠結(jié)土中土顆粒表面或能夠與粘土礦物反應(yīng)生成凝膠物質(zhì)的土硬化劑。
它作為一種新型的路用材料，已逐步為廣大工程人員所接受和認(rèn)可，目前已在國(guó)內(nèi)外廣泛使用的主要為無機(jī)類土固化劑。高分子水溶性土固化劑的開發(fā)與應(yīng)用目前正處于發(fā)展階段。由于其具有使用方便，可有效提高路基強(qiáng)度，增加路基承受力，延長(zhǎng)路面使用時(shí)間，減少維修等優(yōu)點(diǎn)，其經(jīng)濟(jì)效益是綜合性的，特別是對(duì)于低等級(jí)公路，它可以和少量石灰或粉煤灰混合使用，作為路面基層，其經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。
如何盡快開發(fā)成功具有較低成本、高使用性能的高分子土固化劑是我們必須重視的問題，本文就是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的探索性研究工作，討論了聚丙烯酸基土固化劑的合成工藝及不同合成配方對(duì)產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)的影響及其固化土的機(jī)理。
試驗(yàn)原材料：丙烯酸，加CuCl2粉末減壓蒸餾純化;Ⅱ.乙烯基磺酸鈉類改性單體或酰胺類改性單體，未經(jīng)純化;引發(fā)劑為過硫酸銨;調(diào)聚劑、中和劑為本實(shí)驗(yàn)室自制;RT212型土固化劑。
二乙基甲苯二胺(DETDA)性能測(cè)試
制品在120℃的烘箱中熟化12h,室溫放置7天,按西德標(biāo)準(zhǔn)DNI53504測(cè)試制品性能與進(jìn)口品相當(dāng):
項(xiàng)目 自產(chǎn)detda 進(jìn)口DETDA,
拉伸強(qiáng)度(MPa) 18.52 16.9
斷裂伸長(zhǎng)率(%) 300 280
撓曲模量(MPa) 208,5 210.8
彎曲強(qiáng)度(MPa) 10.63 10.98
工藝過程及聚合反應(yīng)在帶有回流冷凝管、溫度計(jì)和兩個(gè)滴液漏斗的四頸瓶中，放入125毫升蒸餾水和引發(fā)劑，待引發(fā)劑溶解后，按1Π3比例加入一定量混合單體Ⅰ、Ⅱ和調(diào)聚劑。
開動(dòng)攪拌器，通氮除氧后封閉，加熱使瓶?jī)?nèi)溫度達(dá)到65-70℃，將引發(fā)劑在20毫升蒸餾水中溶解均勻后，在此溫度下把余量混合單體Ⅰ和Ⅱ及引發(fā)劑溶液分別由滴液漏斗緩慢滴入瓶?jī)?nèi)，由于聚合過程中放出熱量，瓶?jī)?nèi)溫度有所升高，反應(yīng)液逐漸回圖1土固化劑的合成工藝示意圖流，滴液大約15分鐘滴完，其后在94℃繼續(xù)回流1小時(shí)，反應(yīng)即可完成。取原液若干，加中和劑中和至適當(dāng)pH值得試制樣品。
合成土固化劑的測(cè)試方法pH值測(cè)定在上海大中分析儀器廠生產(chǎn)的PHS22CA(2C)型精密酸度計(jì)上進(jìn)行(溫度補(bǔ)償:10℃);傅立葉變換紅外光譜測(cè)試在WQF2300型傅立葉變換紅外光譜儀上進(jìn)行(分辨率1cm-1，掃描32次);粘度測(cè)定在烏式粘度計(jì)中進(jìn)行，蒸餾水作溶劑，30±1℃水浴恒溫，用程氏一點(diǎn)法計(jì)算其特性粘數(shù)[η](dlΠg)。
固化土力學(xué)性能的測(cè)試方法RT212土固化劑，呈液體透明狀，加水稀釋至固含量為0127%。合成土固化劑樣品加水稀釋至固含量為0127%。土樣取自安徽建筑工業(yè)學(xué)院2米以下的深層土，其物理性質(zhì)試驗(yàn)按中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)土工試驗(yàn)規(guī)程執(zhí)行，土的液限3710%，塑限1915%，屬重粘土。
混合料拌制順序?yàn)?土經(jīng)烘干、粉碎后過5mm篩，摻入固化劑溶液(控制干土含水率約為1517%)，拌料均勻，浸潤(rùn)一天成型。試料成型按擊實(shí)試驗(yàn)方法制備試樣，得出最佳含水率和最大干密度，然后按最佳含水率擊實(shí)制備試樣。
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