[發明專利]一種土壤防滲劑及其施工方法

在審

• 申請號: 201710037354.7
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106929025A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 孫成高;謝晶磊;蔣世鵬;胡淑曾;湯建良;鄭賢福
• 申請（專利權）人: 化工部長沙設計研究院
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;E02D31/02;C09K107/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所43205
• 代理人: 張慧,趙靜華

技術領域

本發明涉及一種土壤防滲劑及其施工方法，特別是涉及一種針對含硫酸鹽土壤的防滲劑及其施工方法。

背景技術

天然土壤存在著孔隙和縫隙等內部空間，易透水而形成滲漏。許多大型蓄水設施比如鹽田，為了降低成本，在修建過程中都會直接使用現場的土壤作為修建材料，會不可避免的因為鹽田滲漏而造成鹵水中自然資源的損失。鹽田滲漏造成鹵水中有價資源（比如鉀、鋰等）的損失，一方面使鹽田的單位產能下降、增加生產成本；另一方面地下鹵水礦產資源的儲存量是有限的，資源的流失會對礦山的服務年限和資源供給能力造成較大的影響。多年來的統計數據表明，國內各提鉀、鋰廠家，在鹽田曬鹵過程中以滲漏形式損失的鉀鹽和鋰鹽資源高達20%～40%。此外，鹽田滲漏的鹵水會對周圍的土壤和植被造成污染和腐蝕，形成新的環境問題。因此，開發價廉物美的材料作為防滲劑，不僅能夠降低鹽田的生產和運行成本，有利于鹽湖資源的綜合開發利用，而且還具有深遠的環保意義。

建筑施工上為了解決土壤滲漏的問題，目前常用的方法是采用瀝青、混凝土作為防滲層覆蓋在土壤表面。然而瀝青機械強度較差，不利于施工的進行和后期維護；混凝土耐腐蝕性較差，無法避免服務周期短的問題。對于各類水體的滲漏，尤其是鹽田滲漏，對土壤進行原位夯實處理，塑膜鋪底的方法比較常見。但是原位夯實處理并未改變土壤的本身性質，較細小的孔道仍舊大量保留，防滲效果有待提高，而塑膜鋪底的方法成本較高、施工程序復雜且周期較長，一般只用于特定場合，如鋰鹽田中經濟效益較高的老鹵池一般都是采用HDPE膜鋪底。

CN101429434A公開了一種土壤防滲劑，其是將陰離子聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鉀、膨潤土和膠泥粉按一定的比例混勻，與泥土混合均勻后灑在滲漏處。該方法主要應用在農田淡水環境下的防滲節水，能否適用于鹽田等含高濃度鹽或腐蝕性較強的特定場所則未見報道。

CN102618294A提供了一種乳液聚合物鹽田防滲劑，它是由聚丙烯酰胺和丙烯酸混合單體、水、液體石蠟、表面活性劑、引發劑和乳化劑制備而成。該方法提供了配方及其在小規模實驗裝置中的防滲性能，其對于鹽田中大規模實際應用未作描述。

以上防滲劑對于我國西部地區修建鹽田所用的土壤，如青海、新疆和西藏等地土質各異的各類特定組成的表層及淺層土壤的防滲未見報道，尤其是諸多鹽湖地區圖層中含有硫酸鹽，芒硝和石膏的存在，導致土層中帶有大量的孔徑不一的孔洞，滲漏情況比較嚴重。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種防滲性能優良、成本較低的土壤防滲劑及其施工方法，本發明之土壤防滲劑特別適于含芒硝、石膏等硫酸鹽的弱堿性鹽田土壤的防滲，也可適用于工業廢水池、魚池和水庫、填埋場等場合的防滲處理。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是，一種土壤防滲劑，其有效成份組成及各組分的質量百分比為：質量分數為5%～15%的有機硅酸鈉、質量分數為0.5%～1%的非離子聚丙烯酰胺、質量分數為10%～30%的水玻璃、質量分數為3%～5%的硫酸鋁鈉、質量分數為1%～2%的氫氧化鈣、質量分數為1%～3%的檸檬酸鈉、質量分數為3%～6%的羥甲基纖維素或聚陰離子纖維素、質量分數為1%～3%的三異丙醇胺、質量分數為40%～70%的水，上述原料的百分數之和為100%。

所述有機硅酸鈉優選甲基硅酸鈉、乙基硅酸鈉中的至少一種。其作用是與土壤中帶有表面羥基的物質發生反應，在土壤表層及內部形成不溶性憎水性化合物薄膜，同時填充土壤中的毛細空隙，從而實現防水的目的。此外，帶有上述有機基團的有機硅酸鈉還具有微膨脹作用，可以補償收縮、減少開裂。

聚丙烯酰胺能夠與土壤通過物理、化學等形式的作用，將土壤鏈接在一起形成網狀結構，改善鹽堿地土壤的柔韌性，減少因為脆性過強而形成的開裂。同時，聚丙烯酰胺與土壤反應形成凝膠，可以填充和封堵土壤中的孔隙和裂縫，增強抗滲性能。同時，選用非離子型聚丙烯酰胺可避免離子型聚丙烯酰胺水解的問題。

所述非離子聚丙烯酰胺分子量優選為2000000～5000000。分子量過小則對土壤性質的調節達不到應有效果，分子量過大則導致防滲劑過于濃稠，不利于實際應用。

水玻璃，其作用是與土壤中的鈣離子發生反應形成硅酸鈣晶體，此外，在固化過程中形成的玻璃態物質和二氧化硅顆粒，能填充土壤中的縫隙和裂紋，從而達到增加密實性和防滲的目的。

所述水玻璃模數優選2.5～3.5，波美度優選30～45°Be。