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原文传递一种路基填料及其制备方法

专利名称：	一种路基填料及其制备方法
摘要：	本发明提出了一种路基填料及其制备方法，属于路基技术领域。将粉煤灰和熟石灰混合球磨至纳米级后，经过聚多巴胺改性处理，与黄土混合反应，得到的改性黄土酸化后，进一步与阴离子表面活性剂反应进行疏水化处理，然后得到的疏水化黄土与硫酸盐溶液态混合，干燥，进一步强夯、挤密后，得到路基填料。本发明制得的路基填料，不仅力学性能佳，强度大，几乎没有震陷性，几乎可以完全消除地基土的液化势，将低成本的黄土改性成为高附加值得路基填料，且制备方法简单，反应条件温和，制得的路基填料应用面广，具有广阔的应用前景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中交第三航务工程局有限公司
发明人：	刘卫星;刘建武;石晓建;毛军喜;刘圣东;刘义;蔡坤坤;陈都;耿毅;邹斌;王海飞;樊正;刘海洋
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-20T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202211140942.0
公开号：	CN115557766A
代理机构：	上海互顺专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	曹月明
分类号：	C04B28/12;C;C04;C04B;C04B28;C04B28/12
申请人地址：	200032 上海市徐汇区平江路139号
主权项：	1.一种路基填料的制备方法，其特征在于，将粉煤灰和熟石灰混合球磨至纳米级后，经过聚多巴胺改性处理，与黄土混合反应，得到的改性黄土酸化后，进一步与阴离子表面活性剂反应进行疏水化处理，然后得到的疏水化黄土与硫酸盐溶液态混合，干燥，进一步强夯、挤密后，得到路基填料。 2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.混合改性材料的制备：将粉煤灰、熟石灰混合均匀，得到物料，球磨，得到混合改性材料； S2.聚多巴胺改性材料的制备：将步骤S1制得的混合改性材料分散在水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂，加热反应，离心，洗涤，干燥，得到聚多巴胺改性材料； S3.改性黄土的制备：将黄土分散在水中，加入步骤S2制得的聚多巴胺改性材料混合均匀，加热反应，过滤，干燥，得到改性黄土； S4.酸化处理：将步骤S3制得的改性黄土加入酸液中浸泡处理，过滤，洗涤，得到酸化改性黄土； S5.疏水化处理：将步骤S4制得的酸化改性黄土分散在水中，加入阴离子表面活性剂，混合均匀，加热反应，得到疏水化改性黄土； S6.混合处理：将步骤S5制得的疏水化改性黄土分散在水中，加入硫酸盐，搅拌混合均匀，蒸发除去溶剂，干燥，得到混合料； S7.强夯、挤密处理：将步骤S6制得的混合料在一定的压力下进行强夯、挤密处理，制得路基填料。 3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述粉煤灰、熟石灰的质量比为7-12:2-5；所述球磨的条件为以玛瑙球为磨球，以乙醇为球磨介质，按物料：玛瑙球：乙醇质量比为1:1-2:1.2-1.7分别称取物料、玛瑙球和乙醇，将物料、玛瑙球和乙醇加入球磨罐中，搅拌，使原料均匀分散于乙醇中，然后将其进行球磨5-7h；步骤S2中所述混合改性材料、多巴胺盐酸盐和催化剂的质量比为20-30:25-32:2-3；所述催化剂为含有3-5wt％钴盐的，pH＝6.5-6.7的Tris-HCl溶液；所述加热反应的温度为40-50℃，时间为2-4h。 4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述黄土、聚多巴胺改性材料的质量比为10-15:5-7；所述加热反应的温度为35-45℃，时间为1-3h；步骤S4中所述酸液为1-3mol/L的盐酸或硫酸溶液；所述浸泡时间为30-50min；所述改性黄土和酸液的固液比为1:3-5g/mL。 5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠、十八烷基硫酸钠中的至少一种；所述酸化改性黄土和阴离子表面活性剂的质量比为10:3-5；所述加热反应的温度为30-40℃，时间为0.5-1.5h。 6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十八烷基硫酸钠和十八烷基磺酸钠的复配混合物，质量比为3-5:2。 7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述所述疏水化改性黄土和硫酸盐的质量比为100:3-5；所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁中的至少一种；步骤S7中所述压力为5-7MPa。 8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤： S1.混合改性材料的制备：将7-12重量份粉煤灰、2-5重量份熟石灰混合，搅拌混合15-20min，得到物料，球磨，得到混合改性材料；所述球磨的条件为以玛瑙球为磨球，以乙醇为球磨介质，按物料：玛瑙球：乙醇质量比为1:1-2:1.2-1.7分别称取物料、玛瑙球和乙醇，将物料、玛瑙球和乙醇加入球磨罐中，搅拌，使原料均匀分散于乙醇中，然后将其进行球磨5-7h； S2.聚多巴胺改性材料的制备：将20-30重量份步骤S1制得的混合改性材料分散在水中，加入25-32重量份多巴胺盐酸盐和2-3重量份催化剂，加热至40-50℃反应2-4h，离心，洗涤，干燥，得到聚多巴胺改性材料；所述催化剂为含有3-5wt％钴盐的，pH＝6.5-6.7的Tris-HCl溶液； S3.改性黄土的制备：将10-15重量份黄土分散在水中，加入5-7重量份步骤S2制得的聚多巴胺改性材料混合，搅拌混合10-15min，加热至35-45℃，搅拌反应1-3h，过滤，干燥，得到改性黄土； S4.酸化处理：将步骤S3制得的改性黄土加入1-3mol/L的盐酸或硫酸溶液中浸泡30-50min，所述改性黄土和1-3mol/L的盐酸或硫酸溶液的固液比为1:3-5g/mL；过滤，洗涤，得到酸化改性黄土； S5.疏水化处理：将10重量份步骤S4制得的酸化改性黄土分散在水中，加入3-5重量份阴离子表面活性剂，搅拌混合15-20min，加热至30-40℃，搅拌反应0.5-1.5h，得到疏水化改性黄土；所述阴离子表面活性剂为十八烷基硫酸钠和十八烷基磺酸钠的复配混合物，质量比为3-5:2； S6.混合处理：将100重量份步骤S5制得的疏水化改性黄土分散在水中，加入3-5重量份硫酸盐，搅拌混合15-20min，蒸发除去溶剂，干燥，得到混合料； S7.强夯、挤密处理：将步骤S6制得的混合料在5-7MPa的压力下进行强夯、挤密处理，制得路基填料。 9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的路基填料。 10.一种如权利要求9所述的路基填料在制备城市公路、城乡公路路基中的应用。