一种针对含碳酸盐土壤的防渗剂及其施工方法技术

一种针对含碳酸盐土壤的防渗剂及其施工方法，本发明专利技术之针对含碳酸盐土壤的防渗剂，其有效成份组成及各组分的质量百分比为：5%～15%的碱金属有机硅酸盐，0.5%～1%的非离子聚丙烯酰胺，10%～25%的水玻璃，1%～3%的硫酸铝钾，5%～10%的硫酸钠，1%～3%的柠檬酸钠，1%～5%的羟甲基纤维素或聚阴离子纤维素，1%～3%的三异丙醇胺，10%～25%的氯化钙溶液，40%～65%的水。本发明专利技术还包括所述防渗剂的施工方法。本发明专利技术之土壤防渗剂，所采用的原料均是来源易得、价格低廉的化学试剂，能降低防渗剂的成本，是性能优异、成本低廉、使用方法简便的盐碱地土壤防渗剂。

Anti seepage agent for carbonate containing soil and construction method thereof

According to a kind of anti-seepage agent containing carbonate soil and construction method thereof, the invention of the anti-seepage agent containing carbonate soil, its effective components and mass percentage of each component is 5% ~ 15% of the organic alkali metal silicate, nonionic polyacrylamide 0.5% ~ 1%, 10% ~ 25% of the water glass, 1% ~ 3% 5% ~ 10% aluminum potassium sulfate, sodium sulfate, sodium citrate, 3% ~ 1%, 1% ~ 5% carboxymethyl cellulose or polyanionic cellulose, 1% to 3% of the three monoisopropanolamine, 10% ~ 25% of the calcium chloride solution, 40% ~ 65% of the water. The invention also includes the construction method of the anti seepage agent. The invention of the soil seepage control agent, the raw materials are easy to get the source of chemical reagents and low price, can reduce the cost of the waterproofing, is excellent performance, low cost, easy to use saline alkali soil amelioration agent.

【技术实现步骤摘要】
一种针对含碳酸盐土壤的防渗剂及其施工方法
本专利技术涉及一种土壤防渗剂及其施工方法，特别是涉及一种针对含碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐土壤的防渗剂及其施工方法。
技术介绍
天然土壤具有一定的透水性，许多大型蓄水设施比如盐田，为了降低成本，在修建过程中都会直接使用现场的土壤作为修建材料，卤水不可避免的以渗漏的形式损失掉。盐田的渗漏会造成卤水中有价资源（比如钾、锂等）的损失，一方面使得盐田的单位产能下降，增加生产成本；另一方面由于地下储存的卤水矿产资源的储存量有限，资源的流失会对矿山的服务年限和资源供给能力造成较大的影响。据统计，我国西北地区各提钾、锂厂家，在盐田晒卤过程中以渗漏形式损失的钾盐和锂盐资源高达20%~40%。此外，盐田渗漏的卤水会对周围的环境产生严重的污染，破坏附近地区的生态平衡，产生新的环境问题。因此，开发性能好、成本低的防渗剂，不仅能够降低盐田的生产和运行成本，有利于我国盐湖资源的综合开发利用，同时还具有深远的环保意义。到目前为止，建筑施工上常用的防渗方法为：使用沥青、混凝土或者塑膜作为防渗层覆盖在土壤表面，防止卤水资源的流失。然而，沥青机械强度和抗剪性较差，容易开裂而影响防渗效果；卤水一般都含有大量的无机盐离子，具有较强的腐蚀能力，混凝土耐腐蚀性较差，这会缩短其使用寿命，增加后期维护成本；对于盐田渗漏而言，对盐田土壤进行原位夯实和塑膜铺底是目前比较常见的防渗方法。但是，原位夯实并不能改变土壤自身的性质，依然还有大量细微的孔隙和裂缝被保留下来，防渗效果有待提高；塑膜铺底成本较高、施工难度较大，一般只用于特定场合的防渗，如盐田中经济效益较高的沉锂池一般采用塑膜铺底的防渗方式。CN100417689C公开了一种水田防渗剂，其方法是将聚丙烯酰胺、过氧化钙、膨润土和磷酸二氢钾与一定量的细沙混匀后撒入水田中。CN102977893A公开了一种农用保水防渗剂，它是由膨润土、硅酸盐水泥熟料、石膏粉和阴离子型聚丙烯酰胺组成。该农用保水防渗剂主要应用于农田淡水环境下的防渗节水，能否适用于盐田等含高浓度盐或腐蚀性较强的特定场所则未见报道。CN105084805A公开了一种无机-有机复合结晶型防水剂，它是由硅酸钠、甲基硅酸钠、海藻酸钠、明胶、十二烷基乙氧基磺酸甜菜碱、碳酸钠、柠檬酸钠、三乙醇胺、硫酸铝钾、硫酸钙、聚丙烯酰胺、木质素磺酸钙、羟乙基甲基纤维素、氢氧化钙、硼酸和水组成。但该公开方案主要应用于屋面、地下室和卫生间等混凝土建筑领域的防水，能否适用于盐田土壤等含高浓度盐或腐蚀性较强的特定场所则未见描述。以上防渗剂对我国西部地区（如青海、新疆、西藏等）修建盐田所用的土质各异的各类特定组成的表层或浅层土壤的防渗未见报道，而这些地区的土壤中含有大量的碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐，使得其内部含有大量大小不一的孔隙，容易引起渗漏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种成本较低、使用简便的针对含碳酸盐土壤的防渗剂及其施工方法；特别适用于含碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐的盐田土壤的防渗。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，本专利技术之针对含碳酸盐土壤的防渗剂，其有效成份组成及各组分的质量百分比为：质量分数为5%～15%的碱金属有机硅酸盐，质量分数为0.5%～1%的非离子聚丙烯酰胺，质量分数为10%～25%的水玻璃，质量分数为1%～3%的硫酸铝钾，质量分数为5%～10%的硫酸钠，质量分数为1%～3%的柠檬酸钠，质量分数为1%～5%的羟甲基纤维素或聚阴离子纤维素，质量分数为1%～3%的三异丙醇胺，质量分数为10%～25%的氯化钙溶液，质量分数为40%～65%的水，上述原料的百分数之和为100%。所述碱金属有机硅酸盐，优选甲基硅酸钠、甲基硅酸钾中的一中或两者的混合物。其作用是与土壤颗粒表面的羟基发生反应，在土壤表层及内部形成不溶性憎水性化合物薄膜，同时填充土壤中的孔隙和裂缝，从而实现防水的目的。此外，碱金属有机硅酸盐还具有微膨胀作用，可以补偿收缩、减少开裂。研究表明，聚丙烯酰胺能够与土壤通过物理、化学等形式的作用，将土壤链接在一起形成网状结构，改善盐碱地土壤的柔韧性，减少脆性过强所形成的开裂，增强土壤的防渗性能。同时，聚丙烯酰胺能够与土壤反应形成凝胶，可以填充和封堵土壤中的孔隙和裂缝，进一步增强土壤的抗渗性能。同时，选用非离子聚丙烯酰胺可以避免离子型聚丙烯酰胺易水解的问题。所述非离子聚丙烯酰胺的分子量优选为5000000～8000000。若其分子量过小，无法达到改善土壤性质的目的；分子量太大则会使防渗剂本身的粘稠度过大，不利于施工的进行，同时还会影响实际的防渗效果。水玻璃，其作用是能够与土壤中的钙离子发生反应形成硅酸钙晶体，增加土壤的密实性。以外，硅酸钠在固化过程中形成的二氧化硅颗粒也能够填充土壤中的孔隙和裂缝，从而达到增加密实度和防渗的目的。所述水玻璃模数优选2.2～2.8，波美度优选30～45°Be。硫酸铝钾、硫酸钠能够和盐碱地土壤中的钙离子反应形成难溶于水且具有一定膨胀性能的钙矾石，增强土壤的密实度和防水性能。此外，硫酸铝钾还能加快硅酸钠的反应速度，促进二氧化硅颗粒的形成。硫酸钠则可以为土壤补充一定的硫酸根离子，促进反应的进行，增加土壤的防水能力。柠檬酸钠作为分散剂，能够促使防渗剂中各组分混合均匀，使之能够与土壤充分反应。羟甲基纤维素或聚阴离子纤维素可以作为防渗剂与土壤反应所形成的胶体的分散剂和保护剂，能够提高防渗土壤的耐久性能。三异丙醇胺是一种表面活性剂，可以促进防渗剂与土壤的充分接触、反应，此外还能促进甲基硅酸钠与土壤反应成膜，提高施工效率。所述氯化钙溶液的质量浓度优选42%～50%。氯化钙的加入，一方面可以使土壤中的碳酸根离子的电离平衡向形成碳酸钙晶体的反应方向移动，生成的碳酸钙细晶填充于土壤空隙和裂缝中，堵塞渗漏通道，增加土壤的密实度；另一方面可以为土壤补充一定的其他钙离子，促使其他如硅酸根、硫酸根、表面羟基与钙离子的反应向固体沉淀物进行，从而提高土壤的防渗性能。本专利技术之针对含碳酸盐土壤的防渗剂的施工方法，具体实施步骤为：（1）按配比将水玻璃、硫酸铝钾、硫酸钠、柠檬酸钠和羧甲基纤维素或聚阴离子纤维素、三异丙醇胺依次加入水中，搅拌均匀，即得防渗剂助剂。防渗剂助剂可长期保存。（2）施工前，向防渗剂助剂中先后加入碱金属有机硅酸盐和非离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，得成品防渗剂。成品防渗剂要求在配置的24小时内使用。（3）将成品防渗剂与土壤混合，混合的方式可采用原位喷洒或者直接搅拌；所述原位喷洒指采用喷雾的方式，一次性或者多次重复将防渗剂喷洒到土壤的表面，在1～7天后，反应基本完成，进行下一步操作；所述直接搅拌的方式是指取出土壤，破碎后，将成品防渗剂与土壤颗粒通过机械搅拌或者人工翻动混合的方式，混合均匀，摊薄晾晒10～36小时，充分反应后进行下一步操作；本步骤中，成品防渗剂与土壤的质量比例为1%～15%∶1，优选5%～10%∶1；（4）按照配比取氯化钙溶液，向经步骤（3）处理后的土壤中喷洒氯化钙溶液；然后将土壤填入需要防渗的区域内（步骤3采用原位喷洒时，此处可不需要），采用重锤或者夯实机碾压夯实，待7～35天（土层基本干燥）后，再在表面喷洒成品防渗剂进行补强，喷洒量为土壤质量的0.01%～1%，优选0.05%～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对含碳酸盐土壤的防渗剂，其特征在于，其有效成份组成及各组分的质量百分比为：质量分数为5%～15%的碱金属有机硅酸盐，质量分数为0.5%～1%的非离子聚丙烯酰胺，质量分数为10%～25%的水玻璃，质量分数为1%～3%的硫酸铝钾，质量分数为5%～10%的硫酸钠，质量分数为1%～3%的柠檬酸钠，质量分数为1%～5%的羟甲基纤维素或聚阴离子纤维素，质量分数为1%～3%的三异丙醇胺，质量分数为10%～25%的氯化钙溶液，质量分数为40%～65%的水，上述原料的百分数之和为100%。

【技术特征摘要】
1.一种针对含碳酸盐土壤的防渗剂，其特征在于，其有效成份组成及各组分的质量百分比为：质量分数为5%～15%的碱金属有机硅酸盐，质量分数为0.5%～1%的非离子聚丙烯酰胺，质量分数为10%～25%的水玻璃，质量分数为1%～3%的硫酸铝钾，质量分数为5%～10%的硫酸钠，质量分数为1%～3%的柠檬酸钠，质量分数为1%～5%的羟甲基纤维素或聚阴离子纤维素，质量分数为1%～3%的三异丙醇胺，质量分数为10%～25%的氯化钙溶液，质量分数为40%～65%的水，上述原料的百分数之和为100%。2.根据权利要求1所述的针对含碳酸盐土壤的防渗剂，其特征在于，所述碱金属有机硅酸盐，为甲基硅酸钠、甲基硅酸钾中的一中或两者的混合物。3.根据权利要求1或2所述的针对含碳酸盐土壤的防渗剂，其特征在于，所述非离子聚丙烯酰胺的分子量为5000000～8000000。4.根据权利要求1或2所述的针对含碳酸盐土壤的防渗剂，其特征在于，所述水玻璃模数为2.2～2.8，波美度为30～45°Be。5.根据权利要求1或2所述的针对含碳酸盐土壤的防渗剂，其特征在于，所述氯化钙溶液的质量浓度为42%～50%。6.如权利要求1-5之一所述的针对含碳酸盐土壤的防渗剂的施工方法，其特征在于，具体实施步骤为：（1）按配比...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晶磊，孙成高，蒋世鹏，胡淑曾，汤建良，郑贤福，
申请(专利权)人：化工部长沙设计研究院，
类型：发明
国别省市：湖南,43