[發明專利]一種鈣華地質用防滲材料及其應用

有效

• 申請號: 201611032060.7
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106747165B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 代群威;黨政;李剛;韓林寶;董發勤
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C04B28/12
• 分類號: C04B28/12;C04B14/10;E02D31/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 王加貴

技術領域

本發明涉及地質修復技術領域，特別涉及一種鈣華地質用防滲材料及其應用。

背景技術

鈣華是富含碳酸氫根的地表水，在適當的物理、化學或生物條件，接近和/或露出于地表時，因二氧化碳大量逸出而形成的碳酸鈣華學沉淀物。這些沉淀物隨水流的游移和水循環系統的變化而變遷，形成鈣華景觀，如鈣華邊石壩彩池、鈣華灘流、鈣華瀑布和鈣華塌陷洞等。作為一種特殊的巖溶地貌類型，不斷形成的同時，受到外界侵蝕逐漸被風化或因藻類滋生表面變黑，鈣華不斷退化。經研究表明，鈣華穩定存在需要地表徑流流量保持在適當水平，但是由于外界侵蝕導致地表徑流經過鈣華表面過程中，地表徑流垂直下滲進入地下徑流，地表徑流流量大幅降低，進而導致鈣華退化。

為了阻止鈣華退化，急需通過防滲材料完成對鈣華的修護。用于鈣華防滲材料，需要重點考慮鈣華原有的地質特點的保持，地表水體與地下水體的交互過程確保鈣華地質地下溶洞的穩定存在，如果進行完全防滲處理，會使得水體完全形成地表徑流，影響鈣華地質地下溶洞原有形貌。但是常規防滲材料多追求完全防滲性能，傳統的防滲材料往往達到極大的防滲系數。例如，中國專利CN105174276A公開了一種高效防滲的聚合物膨潤土納米復合材料，實現了即使在污染條件下，防滲系數達到10^-10m/s。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈣華地質用防滲材料及其應用，本發明提供的防滲材料能實現對防滲系數的可控性。

本發明提供了一種鈣華地質用防滲材料，包括下述重量份的組分：鈣華基料50～90份，鈣基交聯劑10～30份、鈣基膨潤土2～20份和硅氧化物2～10份。

優選的，所述鈣華基料過200目篩的累計篩余比例不低于99％。

優選的，所述鈣華基料的粒徑為5～50μm。

優選的，所述鈣基交聯劑為氧化鈣和/或氫氧化鈣。

優選的，當所述鈣基交聯劑為氧化鈣和氫氧化鈣時，所述氧化鈣和氫氧化鈣的質量比為(5～15)：(3～5)。

優選的，所述氧化鈣的粒徑為10～100μm。

優選的，所述氫氧化鈣的粒徑為50～100μm。

優選的，所述鈣基膨潤土中蒙脫石的質量百分含量為80～90％。

優選的，所述硅氧化物為SiO、SiO₂和Si₂O₆中的一種或多種。

本發明提供了上述技術方案所述的鈣華地質用防滲材料在鈣華地質防滲中的應用。

本發明提供了一種鈣華地質用防滲材料，包括下述重量份的組分：鈣華基料50～90份，鈣基交聯劑10～30份、鈣基膨潤土2～20份和硅氧化物2～10份。本發明以鈣華為基料引入鈣華膨潤土，所引入的鈣華膨潤土遇水膨脹，實現對鈣華基料顆粒間空隙的填充，提高防滲效果，結合鈣基交聯劑與水體間大反應產物增強防滲材料的密實度，進一步減少空隙，提高防滲性能；鈣基交聯劑與水體反應的同時與硅氧化物反應生成水硬化產物，在鈣華基料顆粒表面形成保護層，進一步增強防滲性能；本發明采用鈣華基料與被修復地質環境相容性好，無需引入大量外界原料，避免現有的防滲材料在使用過程中的破壞性施工所導致的對鈣華原有地貌的損害；鈣基交聯劑與水體中的碳酸根反應生成碳酸鈣實現的鈣華基料顆粒的膠結作用隨時間的延長不斷增強，提高防滲材料的防滲效果的持續穩定性。本發明的實施例結果表明，采用本發明提供的防滲材料修護后防滲系數達到10^-5～10^-6cm/s，實現了對水體地表水量的控制，防止地表水量過多下滲的同時維持一定的地表徑流水量。

進一步的，本發明提供的防滲材料可直接用于鈣華地質的鋪設防護，針對性強，與鈣華地質原有顏色和化學成分接近，避免顏色污染和對地質性質的改變。

進一步的，鈣華、石灰、石膏，粒徑均勻且范圍接近，便于防滲材料不同組分間的混合均勻，良好接觸。

具體實施方式

本發明提供了一種鈣華地質用防滲材料，包括下述重量份的組分：鈣華基料50～90份，鈣基交聯劑10～30份、鈣基膨潤土2～20份和硅氧化物2～10份。