[發明專利]一種用于污染地塊風險管控的水平阻隔材料及制備方法

在審

• 申請號: 201911032059.8
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110845191A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 高鏡清;南瑞琦;陳少華;張敬申;李林帥;陳勇;高健磊;楊蕾;高源
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;鄭州源致和環保科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B20/10;C04B20/02;C04B18/24
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 宋巧蘭

本發明提供了一種用于污染地塊風險管控的水平阻隔材料及制備方法，屬于污染地塊風險管控技術領域。該材料包含質量比為1:20:17的改性天然短纖維、粉料和液料，其中，所述改性天然短纖維為長度2~6mm的改性黃麻纖維或改性山棕纖維；所述粉料包括硅酸鹽水泥、重質碳酸鈣、石英粉；所述液料包括聚合物乳液、消泡劑、成膜助劑、增容劑、分散劑和去離子水。制備方法為：先將液料倒入容器中混勻，再加入改性天然短纖維與粉料混合均勻的混合料；攪拌10~20min，呈漿狀無團塊流動的液體，即得該材料。本發明的水平阻隔材料原料易得，成本低，制備方法簡單，具有優異的阻隔性，能夠阻斷污染介質向周邊環境的遷移，該材料的實施，可為污染地塊提供良好的原位水平阻隔屏障。

技術領域

本發明屬于污染地塊風險管控阻隔技術領域，特別是涉及一種用于污染地塊風險管控的水平阻隔材料及制備方法。

背景技術

近年來，隨著城市工業產業布局的調整，大量有色金屬冶煉、化工、電鍍、制革等重污染工業企業關停搬遷，遺留眾多污染地塊，這些地塊分散于城市，危害人居健康，威脅生態環境安全，環境風險隱患突出。環境保護部門出臺的一系列關于土壤污染防治方面的政策要求，使污染地塊的治理與修復技術得到快速發展。對于暫不開發利用，或因部分地塊污染嚴重，地理環境特殊等問題，現階段不具備治理與修復條件，則實施以防止污染擴散為目的的風險管控。

目前，在污染土壤風險管控方面，主要是將水平阻隔材料敷設于地表來防止污染物的擴散。常用的水平阻隔材料有瀝青、混凝土、粘土以及彈性膜（如聚氯乙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯等）。這些材料所存在的問題是：瀝青和混凝土覆蓋厚度較厚，增加了后續污染地塊治理修復工作的工程量和處置難度；而粘土用土量大、費用高，容易增加污染土壤，不便于后續污染地塊的治理修復；聚氯乙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯等彈性膜材料結構強度差、易老化且產生二次污染，現有的阻隔材料都存在各自的問題和缺陷。因此，制備一種水平阻隔性能好、力學性能強、生產成本低、環保的水平阻隔材料，具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于一方面提供一種用于污染地塊風險管控的水平阻隔材料，該材料可以對污染地塊進行有效地水平阻隔，防止污染物擴散，且具有生產成本低、力學性能強、防水效果好、抗老化、環保的特點。另一方面提供一種用于污染地塊風險管控的水平阻隔材料的制備方法，該材料的制備方法簡單，應用前景廣泛，易于推廣。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種用于污染地塊風險管控的水平阻隔材料，包括改性天然短纖維、粉料和液料，所述改性天然短纖維、粉料和液料的重量比為1:20:17；其中，

所述改性天然短纖維為長度2~6mm的改性黃麻纖維或改性山棕纖維；

所述粉料包括白色硅酸鹽水泥、重質碳酸鈣、石英粉；

所述液料包括聚合物乳液、消泡劑、成膜助劑、增容劑、分散劑和去離子水。

進一步，所述改性天然短纖維是經下列步驟處理所得：

1）將2~6mm的黃麻纖維或山棕纖維浸泡在2wt%~5wt%的氫氧化鈉溶液中，在20±2℃條件下反應0.5h~1h后取出，水洗數次，然后再用含1wt%醋酸的蒸餾水洗滌至中性，再水洗數次后放入烘箱，于溫度80℃下烘干至恒重或室溫下晾干；

2）將硅烷偶聯劑溶于體積比為3:2的乙醇和水的溶液中，配制5wt%的硅烷偶聯劑溶液，用醋酸調節硅烷偶聯劑溶液pH為3.5~4；

3）將步驟1）處理后的黃麻纖維或山棕纖維在步驟2）的硅烷偶聯劑溶液中浸泡2h，黃麻纖維或山棕纖維與硅烷偶聯劑溶液的質量g/體積mL比為1/30，2h后取出放在80℃烘箱中，烘干處理至恒重，即得改性天然短纖維。

進一步，所述粉料中所含組分的重量份數為：白色硅酸鹽水泥70~85份，重質碳酸鈣8~15份，石英粉10~15份。