[發明專利]一種污染場地用垂直防滲隔離生態屏障材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010881893.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112028582B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 李江山;黃嘯;薛強;陳新;王琳玲;杜延軍;王水
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本發明涉及一種污染場地用垂直防滲隔離生態屏障材料及其制備方法，方法包括將膨潤土、高嶺土和凹凸棒土的混合物粉磨后分散在水中，得到第一混合漿料；向第一混合漿料中加入碳酸鈉、硅酸鈉和十二烷基磺酸鈉，攪拌后靜置得到第二混合漿料；向第二混合漿料中加入氫氧化鈉、硫酸鈉、氧化鎂、氧化鈣和硫酸鈣，攪拌后得到第三混合漿料；將高爐礦渣、粉煤灰、赤泥、礦山尾礦和磷石膏粉磨后加入第三混合漿料中，攪拌后得到污染場地用垂直防滲隔離生態屏障材料，采用化學方式激發工業固廢潛在膠凝活性，使其在膨潤土漿料中充分水化，膠凝硬化形成滲透系數小的密實固結體，制備簡單，易于施工現場配制和使用，而且生態環保、成本低廉。

技術領域

本發明涉及環境巖土工程技術領域，尤其涉及一種污染場地用垂直防滲隔離生態屏障材料及其制備方法。

背景技術

我國年均產生30億噸一般工業固廢，5000多萬噸工業危廢和4億噸生活垃圾，衛生填埋仍是我國城市與工業固廢最主要的處理方式，產生5萬多個固廢填埋與堆置場地，固廢填埋和堆存量高達270多億噸。在雨水、滲流等作用下，填埋與堆存固廢中大量有毒有害重金屬和有機污染物逐漸浸出，向著周邊土壤和水體大幅擴散，造成周圍生態環境的嚴重污染。因此，必須采取原位防滲隔離屏障措施對污染區域進行長期安全封存，阻截該區域中污染物向周圍環境的遷移。

防滲隔離墻是目前最常用和有效的限制污染物水平運移的污染場地豎向封存技術。根據使用材料可分為土-膨潤土隔離墻、水泥-膨潤土隔離墻、土工膜-膨潤土復合墻、水泥土攪拌樁墻、灌漿帷幕墻、鋼板樁墻和塑性混凝土墻等。其中土-膨潤土隔離墻化學相容性差，易受化學侵蝕和污染物影響，土工膜-膨潤土復合墻和鋼板樁墻施工工藝復雜、造價昂貴，同時也存在老化、銹蝕等耐久性問題，其余水泥基隔離墻雖施工簡便、原材料易得，但滲透系數普遍較大，在10^-5cm/s～10^-6cm/s之間，無法滿足污染場地用隔離墻材料必須＜10^-7cm/s的要求。公開號為CN 103030350A和CN 109704685A，分別名為“一種垃圾填埋場隔離墻防滲漿材及制備方法”和“一種基于鈉羧甲基纖維素改性的垃圾場防滲漿材及制備方法”的發明專利，雖滿足低滲透系數的要求并具備較高的污染物阻滯能力，但均涉及到硅酸鹽水泥這種高環境負荷材料的大量使用，同時還需鈉羧甲基纖維素、聚羧酸高性能減水劑、纖維絲和萘系高濃型高效減水劑等多種有機高分子材料，使得制備過程繁瑣、成本較高、環境負荷較大。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種污染場地用垂直防滲隔離生態屏障材料及其制備方法，用以解決目前的防滲隔離墻制備過程繁瑣、成本較高、環境負荷較大的問題。

本發明提供一種污染場地用垂直防滲隔離生態屏障材料的制備方法，包括以下步驟：

將膨潤土、高嶺土和凹凸棒土的混合物粉磨后分散在水中，得到第一混合漿料；

向第一混合漿料中加入碳酸鈉、硅酸鈉和十二烷基磺酸鈉，攪拌后靜置得到第二混合漿料；

向第二混合漿料中加入氫氧化鈉、硫酸鈉、氧化鎂、氧化鈣和硫酸鈣，攪拌后得到第三混合漿料；

將高爐礦渣、粉煤灰、赤泥、礦山尾礦和磷石膏粉磨后加入第三混合漿料中，攪拌后得到污染場地用垂直防滲隔離生態屏障材料。

可選的，膨潤土、高嶺土和凹凸棒土的份數比為：膨潤土30～60份、高嶺土20～40份、凹凸棒土5～20份。

可選的，碳酸鈉、硅酸鈉和十二烷基磺酸鈉按的份數比為：碳酸鈉3～8份、硅酸鈉2～6份、十二烷基磺酸鈉1～5份。

可選的，氫氧化鈉、硫酸鈉、氧化鎂、氧化鈣和硫酸鈣的份數比為：氫氧化鈉5～10份、硫酸鈉2～6份、氧化鎂10～20份、氧化鈣10～20份、硫酸鈣5～25份。