[發明專利]一種針對含碳酸鹽土壤的防滲劑及其施工方法

在審

• 申請號: 201710037435.7
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106929026A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 謝晶磊;孫成高;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;C09K107/00;C09K101/00
• 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碳酸鈣、碳酸鎂等碳酸鹽土壤的防滲劑及其施工方法。

背景技術

天然土壤具有一定的透水性，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，鹵水不可避免的以滲漏的形式損失掉。鹽田的滲漏會造成鹵水中有價資源（比如鉀、鋰等）的損失，一方面使得鹽田的單位產能下降，增加生產成本；另一方面由于地下儲存的鹵水礦產資源的儲存量有限，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。據統計，我國西北地區各提鉀、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環境產生嚴重的污染，破壞附近地區的生態平衡，產生新的環境問題。因此，開發性能好、成本低的防滲劑，不僅能夠降低鹽田的生產和運行成本，有利于我國鹽湖資源的綜合開發利用，同時還具有深遠的環保意義。

到目前為止，建筑施工上常用的防滲方法為：使用瀝青、混凝土或者塑膜作為防滲層覆蓋在土壤表面，防止鹵水資源的流失。然而，瀝青機械強度和抗剪性較差，容易開裂而影響防滲效果；鹵水一般都含有大量的無機鹽離子，具有較強的腐蝕能力，混凝土耐腐蝕性較差，這會縮短其使用壽命，增加后期維護成本；對于鹽田滲漏而言，對鹽田土壤進行原位夯實和塑膜鋪底是目前比較常見的防滲方法。但是，原位夯實并不能改變土壤自身的性質，依然還有大量細微的孔隙和裂縫被保留下來，防滲效果有待提高；塑膜鋪底成本較高、施工難度較大，一般只用于特定場合的防滲，如鹽田中經濟效益較高的沉鋰池一般采用塑膜鋪底的防滲方式。

CN100417689C公開了一種水田防滲劑，其方法是將聚丙烯酰胺、過氧化鈣、膨潤土和磷酸二氫鉀與一定量的細沙混勻后撒入水田中。

CN102977893A公開了一種農用保水防滲劑，它是由膨潤土、硅酸鹽水泥熟料、石膏粉和陰離子型聚丙烯酰胺組成。該農用保水防滲劑主要應用于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。

CN105084805A公開了一種無機-有機復合結晶型防水劑，它是由硅酸鈉、甲基硅酸鈉、海藻酸鈉、明膠、十二烷基乙氧基磺酸甜菜堿、碳酸鈉、檸檬酸鈉、三乙醇胺、硫酸鋁鉀、硫酸鈣、聚丙烯酰胺、木質素磺酸鈣、羥乙基甲基纖維素、氫氧化鈣、硼酸和水組成。但該公開方案主要應用于屋面、地下室和衛生間等混凝土建筑領域的防水，能否適用于鹽田土壤等含高濃度鹽或腐蝕性較強的特定場所則未見描述。

以上防滲劑對我國西部地區（如青海、新疆、西藏等）修建鹽田所用的土質各異的各類特定組成的表層或淺層土壤的防滲未見報道，而這些地區的土壤中含有大量的碳酸鈣、碳酸鎂等碳酸鹽，使得其內部含有大量大小不一的孔隙，容易引起滲漏。

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，提供一種成本較低、使用簡便的針對含碳酸鹽土壤的防滲劑及其施工方法；特別適用于含碳酸鈣、碳酸鎂等碳酸鹽的鹽田土壤的防滲。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是，本發明之針對含碳酸鹽土壤的防滲劑，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%的堿金屬有機硅酸鹽，質量分數為0.5%～1%的非離子聚丙烯酰胺，質量分數為10%～25%的水玻璃，質量分數為1%～3%的硫酸鋁鉀，質量分數為5%～10%的硫酸鈉，質量分數為1%～3%的檸檬酸鈉，質量分數為1%～5%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10%～25%的氯化鈣溶液，質量分數為40%～65%的水，上述原料的百分數之和為100%。

所述堿金屬有機硅酸鹽，優選甲基硅酸鈉、甲基硅酸鉀中的一中或兩者的混合物。其作用是與土壤顆粒表面的羥基發生反應，在土壤表層及內部形成不溶性憎水性化合物薄膜，同時填充土壤中的孔隙和裂縫，從而實現防水的目的。此外，堿金屬有機硅酸鹽還具有微膨脹作用，可以補償收縮、減少開裂。

研究表明，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，減少脆性過強所形成的開裂，增強土壤的防滲性能。同時，聚丙烯酰胺能夠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，進一步增強土壤的抗滲性能。同時，選用非離子聚丙烯酰胺可以避免離子型聚丙烯酰胺易水解的問題。