一种用于垂直防渗帷幕底部的密封剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及环境岩土工程技术领域，具体公开一种用于垂直防渗帷幕底部的密封剂及其制备方法。所述用于垂直防渗帷幕底部的密封剂的固体组分由包括以下重量百分比的原料组成：粘土68～75％、钠基膨润土15～20％、重晶石粉5～10％、五水硅酸钠0.5～1.0％、羧甲基纤维素0.1～0.2％和聚丙烯酰胺0.8～1.0％。本发明专利技术提供的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂在提高密封剂的抗渗性能同时，降低了生产成本。降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于垂直防渗帷幕底部的密封剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环境岩土工程
，尤其涉及一种用于垂直防渗帷幕底部的密封剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]填埋处理是国内外常用的生活和工业固废处置方法。在填埋场的周围建立垂直防渗系统，即将垂直防渗帷幕建立在隔水层上，可将填埋固废控制在填埋场之内，同时阻止周围地下水流入填埋场。
[0003]目前垂直防渗系统存在帷幕底部渗漏的问题，导致固废污染帷幕下游环境，因此往往需要添加密封剂使帷幕底部与隔水层完全密封，以阻断污染物质从帷幕底端运移。有研究以改性膨润土和粘土为原料制备密封剂，但是改性膨润土的重量百分比高达60
‑
80％，粘土仅为20
‑
40％，密封剂的制造成本较高，且其抗渗性能有待进一步提高。也有研究通过将膨润土、高岭土、凹凸棒土、碳酸钠、硅酸钠、十二烷基磺酸钠、氢氧化钠、硫酸钠、氧化镁、氧化钙、硫酸钙、高炉矿渣、粉煤灰、赤泥、矿山尾矿、磷石膏粉与水混合制备屏蔽材料，所涉及的组分较多且成本较高，其抗渗性能也有待进一步提高。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种用于垂直防渗帷幕底部的密封剂及其制备方法，提高密封剂的抗渗性能，降低生产成本。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种用于垂直防渗帷幕底部的密封剂，所述密封剂由以下重量百分比的原料混合而成：粘土68～75％、钠基膨润土15～20％、重晶石粉5～10％、五水硅酸钠0.5～1.0％、羧甲基纤维素0.1～0.2％和聚丙烯酰胺0.8～1.0％。
[0007]相对于现有技术，本专利技术提供的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂以粘土为主要组分，在保持良好的隔水性能的同时降低了生产成本；通过添加重晶石粉增加了密封剂的密度，使得密封剂从帷幕底部向上逐步堆积，促进密封剂填充帷幕底部及周围土壤或岩层裂隙；通过添加五水硅酸钠加强了密封剂的流动性，增加了密封剂填充小裂隙及空隙的能力；通过添加聚丙烯酰胺，使密封剂吸水膨胀封堵未完全充填的空间，可以有效减少岩层和土壤中的微小通道；通过添加羧甲基纤维素增加了密封剂的粘度，使之在水中不易分散，更好的保持密封剂的整体性；通过羧甲基纤维素、五水硅酸钠与钠基膨润土的相互作用，可增大钠基膨润土的层间距，进一步增加钠基膨润土的分散性和稳定性；通过各组分的协同作用，可封堵帷幕底部两侧的导水通道，防止防渗系统内的污染物质通过帷幕底部污染下游。本专利技术提供的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂在提高密封剂的抗渗性能同时，降低了生产成本。
[0008]优选地，所述密封剂为浆料，其还包括水，其中水与所述固体组分的重量比为3:6.5～3:7.5。
[0009]优选地，所述粘土的渗透系数≤10
‑8cm/s，塑性指数I
P
≥17。通过限定粘土的渗透系数和塑性指数，以保证了最终密封剂的性能；同时本专利技术可以以当地粘土为主要组分，降低了材料的采购及运输成本，进而降低整体生产成本。
[0010]优选地，所述钠基膨润土的渗透系数≤10
‑9cm/s。
[0011]优选地，所述重晶石粉的粒度范围为0.05～0.10mm。
[0012]优选地，所述羧甲基纤维素的粘度为800～1500mPa
·
s。
[0013]本专利技术还提供了上述用于垂直防渗帷幕底部的密封剂的制备方法，包括如下步骤：
[0014]S1，向水中加入粘土，搅拌3～5min，得第一混合浆料；
[0015]S2，向第一混合浆料中加入钠基膨润土，搅拌2～3min，得第二混合浆料；
[0016]S3，向第二混合浆料中分别加入重晶石粉、五水硅酸钠、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺，搅拌3～5min，得用于垂直防渗帷幕底部的密封剂。
[0017]本专利技术通过向水中依次加入粘土、钠基膨润土、重晶石粉、五水硅酸钠、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺，可使各个组分之间充分作用，形成均匀的粘稠状浆料，充分发挥各个组分之间的协同效应。
[0018]优选地，步骤S1～S3中，所述搅拌的转速为1200～1500r/min。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]为了更好的说明本专利技术，下面通过实施例做进一步的举例说明。
[0021]本专利技术实施例和对比例所选粘土为江西上饶铅山县(具体地点)粘土，粘土的渗透系数为9.3
×
10
‑8cm/s，塑性指数I
P
为19；所选钠基膨润土的渗透系数为8.5
×
10
‑
10
cm/s；所选重晶石粉的粒度范围为0.08mm；所选羧甲基纤维素的粘度为1200mPa
·
s。
[0022]实施例1
[0023](1)向强制搅拌机中加入400g水，然后投入当地粘土680g，在1200r/min转速下搅拌3min。然后投入200g钠基膨润土，以当前转速继续搅拌2min。最后分别投入100g重晶石粉、10g五水硅酸钠、2g羧甲基纤维素、8g聚丙烯酰胺，以当前转速继续搅拌3min，得到制备好的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂。
[0024](2)按照GB/T 50123
‑
2019《土工试验方法标准》变水头渗透试验测试，本实施例的密封剂渗透系数为8.9
×
10
‑
10
cm/s。
[0025]实施例2
[0026](1)向强制搅拌机中加入460g水，然后投入当地粘土750g，在1500r/min转速下搅拌5min。然后投入150g钠基膨润土，以当前转速继续搅拌3min。最后分别投入84g重晶石粉、5g五水硅酸钠、1g羧甲基纤维素、10g聚丙烯酰胺，以当前转速继续搅拌5min，得到制备好的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂。
[0027](2)按照GB/T 50123
‑
2019《土工试验方法标准》变水头渗透试验测试，本实施例的密封剂渗透系数为6.2
×
10
‑
10
cm/s。
[0028]实施例3
[0029](1)向强制搅拌机中加入430g水，然后投入当地粘土700g，在1300r/min转速下搅拌4min。然后投入180g钠基膨润土，以当前转速继续搅拌3min。最后分别投入100g重晶石粉、9g五水硅酸钠、2g羧甲基纤维素、9g聚丙烯酰胺，以当前转速继续搅拌4min，得到制备好的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂。
[0030](2)按照GB/T 50123
‑
2019《土工试验方法标准》变水头渗透试验测试，本实施例的密封剂渗透系数为5.4
×
10...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于垂直防渗帷幕底部的密封剂，其特征在于，所述密封剂由以下重量百分比的原料混合而成：粘土68～75％、钠基膨润土15～20％、重晶石粉5～10％、五水硅酸钠0.5～1.0％、羧甲基纤维素0.1～0.2％和聚丙烯酰胺0.8～1.0％。2.如权利要求1所述的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂，其特征在于，所述密封剂为浆料，其还包括水，其中水与所述固体组分的重量比为3:6.5～3:7.5。3.如权利要求1或2所述的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂，其特征在于，所述粘土的渗透系数≤10
‑8cm/s，塑性指数I
P
≥17。4.如权利要求1或2所述的用于垂直防渗帷幕底部的密封剂，其特征在于，所述钠基膨润土的渗透系数≤10
‑9cm/s。5.如权利要求1或2所述的用于垂直防渗...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁胜超，王志奇，韩贵雷，刘大金，刘智贤，薛晓峰，刘军友，李凯，王云，赵祺，王富地，
申请(专利权)人：华北有色工程勘察院有限公司，
类型：发明
国别省市：