[發明專利]一種低滲透高耐久性增強型豎向阻隔墻材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011214827.4
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN114436581A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 畢鈺璋;孫新坡;傅賢雷;姜哲元;王安輝;伍浩良;王心怡
• 申請（專利權）人: 必照巖土科技（南京）有限公司;南京巖環新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B20/02;C04B14/46;C04B14/10;C04B111/20;C04B111/34
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本發明屬于污染場地阻隔風險管控技術領域，尤其是一種低滲透高耐久性增強型豎向阻隔墻材料，包括以下原料，其中原位土為68%?85%、鈉化改性鈣基膨潤土為5%?10%、聚合物為0.1%?1%、添加劑為0.01%?0.1%和水泥為5%?10%，該低滲透高耐久性增強型豎向阻隔墻材料有效防止礦山污染場地的非飽和區墻體由于地下水升降導致自身開裂的情況，具有較強的實用性。

技術領域

本發明涉及污染場地阻隔風險管控技術領域，尤其涉及一種低滲透高耐久性增強型豎向阻隔墻材料及其制備方法。

背景技術

社會發展離不開資源的綜合利用，礦產資源是科技、經濟發展的 重要組成部分。隨著金屬礦產資源需求量逐漸增大，使得金屬礦山開 發力度加大，致使礦山生態環境遭到不同程度的破壞，如金屬礦山開 發引起的地質災害、水土污染等。如果不加以人為的治理和干擾，那 么最終將會導致采礦區生態失衡，資源枯竭，對當地的經濟發展和農 業建設都會帶來嚴重的影響，甚至有可能會引發大的地質災害，威脅 當地居民的生命和財產安全。

豎向阻隔技術是污染場地綜合處治和風險管控的重要技術之一。對于有強度需求的礦山污染場地，剛性豎向阻隔屏障如水泥-膨潤土阻隔屏障（CB）、土-水泥-膨潤土阻隔屏障（SCB）、塑性混凝土阻隔屏障（PC）、MgO激發礦渣-膨潤土阻隔屏障（MSB）以及深層攪拌水泥土阻隔屏障（CS）等相較于柔性阻隔屏障更為適用。其次，由于地處山地區域，地下水位水位變動較大，導致豎向阻隔屏障會經歷大量的干濕循環，可能導致屏障受干濕循環的暴露影響形成開裂，導致強度降低并降低其阻隔性能。在高風險復合重金屬污染物脅迫下，阻隔屏障將出現阻隔性能劣化：例如，防滲性能失效、吸附性能衰退等。因此，積極研究在高風險復合重金屬污染物作用下工程屏障的防滲、保水抗開裂的增強技術，可有效增強其阻控性能，降低污染物擊穿屏障的風險，對確保屏障的安全服役性能具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的問題是，提供一種低滲透高耐久性增強型豎向阻隔墻材料，一、該阻隔屏障材料具備良好的化學相容性，能抵抗高濃度重金屬污染溶液的侵蝕并保持其滲透系數始終低于1×10 -9m/s；二、該阻隔屏障材料的保水性較傳統豎向阻隔屏障材料增強10%-30%，抗開裂性能較傳統阻隔屏障材料有明顯改善，適用工程場景更加廣闊。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種低滲透高耐久性增強型豎向阻隔墻材料，包括以下原料，其中原位土為68%-85%、鈉化改性鈣基膨潤土為5%-10%、聚合物為0.1%-1%、添加劑為0.01%-0.1%和水泥為5%-10%。

優選地，所述添加劑為玄武巖纖維，聚合物為聚丙烯酸鈉，膨潤土為普通商用鈉化改性鈣基膨潤土，水泥為抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，所述玄武巖纖維的長度在5-20mm，所述玄武巖纖維的單絲公稱直徑10-15um。

優選地，所述玄武巖纖維的拉伸強度不低于1050MPa，所述玄武巖纖維的發彈性模量不低于34GPa，所述玄武巖纖維的斷裂伸長率小于3%，所述玄武巖纖維的單絲斷裂強度保留率大于75%。

優選地，所述鈉化改性鈣基膨潤土為0.002mm，所述鈉化改性鈣基膨潤土自由膨脹率為17mL/2g，所述鈉化改性鈣基膨潤土液限高于230%。

一種低滲透高耐久性增強型豎向阻隔墻材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將聚丙烯酸鈉與烘干的鈉化改性鈣基膨潤土混合，并以固液比1：20倒入自來水制成泥漿，用電動攪拌器進行攪拌，同時水浴加熱，溫度為60℃，電動攪拌器轉速設定為200-500r/min，攪拌5-10min；

S2、將泥漿放置在60℃恒溫烘箱中烘干，并研磨至細度200目得到聚丙烯酸鈉改性膨潤土；

S3、將聚丙烯酸鈉改性膨潤土、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、原位土及玄武巖纖維拌合，運用電動攪拌器保持200-500r/min的轉速，拌和5-10min，形成復合土干粉；