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高分子土固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-6-26 23:31:14
选取丙烯酸等乙烯基单体为主体经高分子聚合反应合成出了一种新型高分子土固化剂

高分子土固化剂的力学性能显示出该高分子土固化剂有很好的固化效果。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)等分析测试手段对合成土固化剂的结构、固化性能及固化机理进行了初步探索。发现合成的土固化剂的固化性能存在分子量依赖性,其理想的特性粘数的范围在0130-0140dlΠg。

随着交通科技的不断发展,对道路等级的要求也越来越高。用粘土作为建筑材料具有原料广泛、成本低廉等优点,国内外已有较长的使用历史,广泛地应用于公路、街道、机场等地面工程中,同时在动力和水利工程的构筑物上亦得到了广泛的应用,如运河、护坡、围堰、大坝、沟渠、水库、管床、基底、挡墙等。

但由于自然粘土本身强度低,水稳定性极差,其应用范围受到限制。如何突破传统工艺,在保证经济利益的条件下有效地提高道路质量,是广大道路工作者们长期探索的课题。

对路用材料的性质进行科学的分析和研究,开发新产品,采用新技术是提高道路质量的一种有效措施。土固化剂是在常温下能够直接胶结土中土颗粒表面或能够与粘土矿物反应生成凝胶物质的土硬化剂。

它作为一种新型的路用材料,已逐步为广大工程人员所接受和认可,目前已在国内外广泛使用的主要为无机类土固化剂。高分子水溶性土固化剂的开发与应用目前正处于发展阶段。由于其具有使用方便,可有效提高路基强度,增加路基承受力,延长路面使用时间,减少维修等优点,其经济效益是综合性的,特别是对于低等级公路,它可以和少量石灰或粉煤灰混合使用,作为路面基层,其经济效益更为显著。

如何尽快开发成功具有较低成本、高使用性能的高分子土固化剂是我们必须重视的问题,本文就是在此基础上进行的探索性研究工作,讨论了聚丙烯酸基土固化剂的合成工艺及不同合成配方对产品性能和结构的影响及其固化土的机理。

试验原材料:丙烯酸,加CuCl2粉末减压蒸馏纯化;Ⅱ.乙烯基磺酸钠类改性单体或酰胺类改性单体,未经纯化;引发剂为过硫酸铵;调聚剂、中和剂为本实验室自制;RT212型土固化剂。



二乙基甲苯二胺(DETDA)性能测试

制品在120℃的烘箱中熟化12h,室温放置7天,按西德标准DNI53504测试制品性能与进口品相当:

项目                 自产detda           进口DETDA,

拉伸强度(MPa)         18.52              16.9

断裂伸长率(%)         300                280

挠曲模量(MPa)         208,5              210.8

弯曲强度(MPa)         10.63              10.98


工艺过程及聚合反应在带有回流冷凝管、温度计和两个滴液漏斗的四颈瓶中,放入125毫升蒸馏水和引发剂,待引发剂溶解后,按1Π3比例加入一定量混合单体Ⅰ、Ⅱ和调聚剂。

开动搅拌器,通氮除氧后封闭,加热使瓶内温度达到65-70℃,将引发剂在20毫升蒸馏水中溶解均匀后,在此温度下把余量混合单体Ⅰ和Ⅱ及引发剂溶液分别由滴液漏斗缓慢滴入瓶内,由于聚合过程中放出热量,瓶内温度有所升高,反应液逐渐回图1土固化剂的合成工艺示意图流,滴液大约15分钟滴完,其后在94℃继续回流1小时,反应即可完成。取原液若干,加中和剂中和至适当pH值得试制样品。

合成土固化剂的测试方法pH值测定在上海大中分析仪器厂生产的PHS22CA(2C)型精密酸度计上进行(温度补偿:10℃);傅立叶变换红外光谱测试在WQF2300型傅立叶变换红外光谱仪上进行(分辨率1cm-1,扫描32次);粘度测定在乌式粘度计中进行,蒸馏水作溶剂,30±1℃水浴恒温,用程氏一点法计算其特性粘数[η](dlΠg)。

固化土力学性能的测试方法RT212土固化剂,呈液体透明状,加水稀释至固含量为0127%。合成土固化剂样品加水稀释至固含量为0127%。土样取自安徽建筑工业学院2米以下的深层土,其物理性质试验按中华人民共和国交通部标准土工试验规程执行,土的液限3710%,塑限1915%,属重粘土。

混合料拌制顺序为:土经烘干、粉碎后过5mm筛,掺入固化剂溶液(控制干土含水率约为1517%),拌料均匀,浸润一天成型。试料成型按击实试验方法制备试样,得出最佳含水率和最大干密度,然后按最佳含水率击实制备试样。

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