[實用新型]一種適用于含多價陽離子礦物環境的土工襯墊

有效

• 申請號: 201120478930.X
• 申請日: 2011-11-26
• 公開（公告）號: CN202390861U
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 杜延軍;魏明俐
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D31/00
• 分類號: E02D31/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本實用新型屬土木工程、環境巖土工程技術領域，具體來說，涉及一種適用于含多價陽離子礦物環境的土工襯墊，該土工襯墊可用于防滲工程，包括垃圾填埋場放滲、封頂系統；儲油罐、油庫底層防滲；人工湖，蓄水池及污水池防水。

背景技術

傳統鈉基膨潤土襯墊具有高膨脹性和高吸水能力，主要用于污染物的隔離，鈉基膨潤土具有的半透膜效應，使其反滲透和防擴散效果明顯。然而，鈉基膨潤土襯墊的隔離能力依賴于黏土礦物顆粒表面吸附具交換性質的綜合體中占主導地位陽離子的價位。當交換綜合體被單價陽離子(如鈉離子)控制時，膨潤土組分中的蒙脫石因為吸水而致晶體間膨脹，從而降低滲透性。相反，如果多價陽離子控制交換綜合體，吸附作用則會增加滲透性。舉例說明，離子交換過程中(包括孔隙水溶液)存在鈣離子時，鈉基膨潤土礦物組分中的多價陽離子為單價陽離子替換后，減少或削弱了膨脹性，從而降低膨潤土功能的有效性；與之相似，高濃度單價溶液也會限制滲透膨脹。

針對傳統鈉基膨潤土襯墊具有的上述缺陷，尋找一種適應性強，價格低廉，無污染，性能穩定的新型土工襯墊成為業內人士日益關注的焦點。

發明內容

技術問題：本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種適用于含多價陽離子礦物環境的土工襯墊，該土工襯墊在含多價陽離子礦物的環境中使用，滲透系數穩定，具有良好的防滲性能。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種適用于含多價陽離子礦物環境的土工襯墊，該土工襯墊包括第一土工層、第二土工層和納米膨潤土復合材料，所述的納米膨潤土復合材料固定連接在第一土工層和第二土工層之間，所述的第一土工層為土工織物或土工膜，第二土工層為土工織物或土工膜。

有益效果：與現有的土工襯墊相比，本技術方案的土工襯墊具有以下有益效果：

1.本技術方案的土工襯墊具有良好的滲透性能和膨脹性能。本技術方案提供的土工襯墊中的納米復合材料中的聚丙烯酸與膨潤土顆粒存在較強的聚合作用，使土工襯墊具有良好的阻水效果和滲透膨脹能力。在不同濃度(10^-3mM-10³mM)的陽離子溶液浸泡下，本技術方案提供的土工襯墊的滲透系數小于3×10^-10cm/s，而傳統的鈉基土工襯墊的滲透系數大于1.9×10^-9cm/s。本技術方案提供的土工襯墊的滲透系數遠遠小于傳統的鈉基膨潤土土工襯墊的滲透系數，且本技術方案提供的土工襯墊的滲透系數穩定，不會受陽離子溶液濃度的變化而發生大幅變化。同時，在較低的滲透系數下，本技術方案提供的土工襯墊的膨脹指數較高，滲透膨脹性較好。

2.適應含多價陽離子的礦物環境。傳統的鈉基膨潤土土工襯墊的隔離能力依賴于黏土礦物顆粒表面吸附具交換性質的綜合體中占主導地位陽離子的價位。當多價陽離子控制交換綜合體，吸附作用則會增加滲透性。因此，鈉基膨潤土土工襯墊不適用于含多價陽離子的礦物環境中。而本實用新型提供的土工襯墊對多價位金屬液固體侵入具有較強的抵抗和隔離作用。本實用新型中的納米膨潤土復合材料遇水會形成更加致密的膠結狀結構，隔離能力受此結構特征影響明顯。陽離子的吸附作用與之相比，作用力較小，宏觀表現為穩定的低滲透性。因此，本實用新型提供的土工襯墊適應含多價陽離子的礦物環境。

3.本技術方案的土工襯墊價格低廉、無污染、性能穩定。制備本實用新型的土工襯墊過程中，膨潤土市場價格低廉，同時，所用的溶液均為常見化工溶液，容易獲取，且價格較低。另外，制備本實用新型的土工襯墊過程中，不會產生環境污染。制備的土工襯墊的性能穩定。

附圖說明

圖1是本實用新型的土工襯墊的結構剖視圖。

圖2是依據實施例和對比例繪制的傳統鈉基膨潤土土工襯墊和本實用新型提供的土工襯墊的滲透系數隨CaCl₂溶液濃度的變化規律圖。

圖3是依據實施例和對比例繪制的傳統鈉基膨潤土土工襯墊和本實用新型提供的土工襯墊的滲透系數隨膨脹指數變化規律圖。

圖中有：1.第一土工層，2.第二土工層，3.納米膨潤土復合材料。

具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型的技術方案做進一步詳細的描述。

如圖1所示，本實用新型的一種適用于含多價陽離子礦物環境的土工襯墊，包括第一土工層1、第二土工層2和納米膨潤土復合材料3。納米膨潤土復合材料3固定連接在第一土工層1和第二土工層2之間。第一土工層1為土工織物或土工膜，第二土工層2為土工織物或土工膜。