[發明專利]一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310650293.3
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103723998A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 耿震
• 申請（專利權）人: 無錫市政設計研究院有限公司
• 主分類號: C04B33/04
• 分類號: C04B33/04;E02D31/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術領域

本發明涉及一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料及其制備方法，屬于固體廢物再處理技術領域。

背景技術

固體廢物填埋場建設時，要求庫底和邊坡HDPE土工膜防滲層下必須有不小于75cm厚的粘土保護層，對滲透系數也有特定的要求，而且粘土防滲保護層施工要求極為嚴格，即土質要求均勻，無尖銳物體等，以防止在垃圾等填埋時，刺破HDPE土工膜防滲層。在我國黃淮海平原及沿海地區，由于黃河、長江等大江大河沖刷，地表廣泛存在砂性土層，很多地區粘土資源匱乏。其建設固廢填埋場時，粘土采購非常困難、運輸和施工成本極大，甚至很難找到滿足設計要求的粘土。有時為滿足工期和建設成本需求，不得不降低設計要求，存在很大的環境風險。

本發明正是為了克服粘土資源匱乏地區，建設固廢填埋場時，粘土采購困難、運輸和施工成本大，甚至很難找到滿足設計要求的粘土，造成的環境隱患。適用于所有新建和改擴建的粉砂土基礎填埋場場址的所有生活垃圾、工業固廢和危險廢物填埋場工程。

本發明是一種替代垃圾填埋場粘土襯墊材料的技術，在對我國廣大砂質土基礎地區固體廢物填埋工程設計和施工中，粘土資源匱乏導致無法取土或粘土價格過高而采用的替代材料，滿足填埋場防滲系統的設計要求。屬于垃圾和工業固廢、危險固廢處理技術領域，適用于砂質土基礎地區的固體廢物填埋工程。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足之處，提供一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料及其制備方法。

按照本發明提供的技術方案，一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料，配方比例按重量份計如下：粉土質砂82.5-85.5份、膨潤土2-5份和水12.5份。

將粉土質砂和膨潤土混合均勻后鋪設到待施工作業面，將水均勻灑到物料表面，碾壓后即得產品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。

所述粉土質砂中粒徑大于0.075mm的顆粒質量占砂土總質量50%-75％的砂土。所述膨潤土為鈉基膨潤土，其中蒙脫石含量60%-88%，膨脹容25-50mL/g，膠質價≥99mL/15g，2h吸水率250%-350%，水分≤12，濕壓強度≥0.23MPa，吸藍量≥80mmol/100g，Na₂O≥1.28，目數為200-1250目。

所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料的制備方法，步驟如下：

（1）配料：取粉土質砂82.5-85.5份、膨潤土2-5份和水12.5份；

（2）攪拌：將步驟（1）所述粉土質砂和膨潤土加入自落滾筒式混凝土攪拌機攪拌均勻，攪拌方式為間歇式運行，移動式安裝，出料方式為自落式；

（3）碾壓：運輸車輛將步驟（2）攪拌好的物料卸到填埋庫區施工作業面，人工攤鋪至10-20cm，然后將配料好的水均勻灑到物料表面，待表面無明顯水漬后，采用工作質量不小于10t的振動壓路機碾壓3遍以上，取樣測量壓實度和滲透系數，物料需碾壓至設計壓實度和滲透系數要求；

（4）重復：重復步驟（3），直至襯墊層高度滿足要求，即得產品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。

步驟（2）所述攪拌時，通電以后啟動攪拌主電機，進入正常工作狀態后，再將配料完畢的粉土質砂和膨潤土加入到攪拌機的滾筒中一起攪拌，攪拌10-20min后，待物料攪拌均勻，啟動卸料裝置，將攪拌好的物料卸入運輸車輛，即完成了一個攪拌周期。

步驟（3）所述碾壓壓實度要求不小于90％，滲透系數不大于10^-7cm/s。

本發明的有益效果：本發明在廣泛存在于我國黃淮海平原及沿海地區的粉土質砂土層基礎上施工固廢填埋場時，可就地取土，通過添加一定比例的膨潤土和水，按照一定的施工方法，完全可以替代粘土做為防滲層的保護層，解決了粘土匱乏帶來的采購困難、運輸和施工成本極大，甚至很難找到滿足設計要求的粘土的難題；相對于傳統的采用粘土做為防滲保護層的方法，以庫容為100萬m³，填埋高度為10m的填埋場為例，其施工周期可縮短2～4個月，工程投資可節省5%~10%，同時可以避免使用7.5萬m³左右的粘土取土造成的約20畝耕地的廢棄。本技術對于粉土質砂土層基礎填埋場且粘土資源匱乏的地區，其適用性更明顯。