专利名称：一种新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于垃圾填埋场的新型防渗材料的制备工艺，属于土木工 程材料技术领域。
(二)
背景技术：
随着生活水平的提高，我国城市居民的垃圾排放量逐年增加，生活和办公垃 圾的排放量平均每人每天1公斤左右.通过城市环卫系统收集的垃圾，除少量被 回收再利用和用作肥料之外，70%左右的量将被运到垃圾填埋场填埋。由于垃圾 中含有重金属等有害物质，垃圾中的渗滤液必须与地下水系统隔绝，以免污染地 下水对环境造成污染。另外，核发电后剩下的废料有较强烈的放射性，严重破坏 周围环境。
在垃圾填埋场防渗系统中，目前国内外比较常用的防渗材料是高密度聚乙烯 等土工膜，该材料虽然防渗性能很好，但由于厚度比较薄， 一般为1.5-2.0mm， 因此抗穿刺能力很差。再加上我国的垃圾还没有实行分类收集，垃圾的成分相当 复杂，不管是生活垃圾还是焚烧以后的残渣中，都含有铁、玻璃、陶瓷等尖锐物， 随着填埋高度的增加，作用在土工膜上的荷载增大，土工膜被穿刺发生破坏，渗 滤液流入地下污染环境。
(三)
发明内容
本发明针对土工膜使用中的上述缺点，发明了一种原料成本低、能耗低、施 工简便的垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，所制得的防渗材料防渗效果好、抗穿 刺能力强。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下
一种垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，以半刚性材料、膨润土和水为原料， 具体工艺包括如下步骤-
(1) 根据土工试验方法标准，测得半刚性土粒子比重A.，膨润土粒子比重A 、
混和后干密度、半刚性材料的最优含水量"和膨润土的膨胀率P;
(2) 根据半刚性材料的最优含水率确定半刚性材料和水的用量为1: W，然 后根据膨润土吸水膨胀后混合土的孔隙比为零的原则，采用公式 "=计算膨润土的掺量"，根据"确定半刚性材料和膨润土的用量
之比为l: a所述混合土为半刚性材料、膨润土和水混合后的混合物；
(3) 在半刚性材料中加入水，搅拌均匀后再加入膨润土，继续搅拌至均匀；
(4) 搅拌结束后摊铺、碾压，直至材料密实度达到90%以上、厚度达到30 50cm结束。通常在本发明的原料组方条件下，搅拌结束后摊铺，再来回碾压5 遍以上能使材料密实度达到90%以上，较优选的是来回碾压5 7遍。
本发明所指的半刚性材料和水的用量之比，以及半刚性材料和膨润土的用量 之比，都是指重量之比。
本发明在经上述四个步骤制得防渗材料后，可在制得的防渗材料上面铺设保 护材料，所述保护材料可选择塑料薄膜、防水巻材等，以防下雨。
进一步，本发明所述半刚性材料可选自碎石、石屑、矿粉等，优选半刚性材 料的最大粒径为25mm，且其中直径小于lmm的颗粒大于20%。
本发明所述膨润土优选钠基膨润土。
本发明所述水可选择自来水。
更进一步，本发明推荐步骤(3)按照如下进行在半刚性材料中加入水，搅 拌2 4分钟，然后再加入膨润土，继续搅拌2 4分钟。
4本发明所述的防渗材料在其密实度达到90%以上时，渗透系数在l*lCT6cm/s 以下。
与现有技术相比，本发明所述的垃圾填埋场防渗材料的制备工艺具有以下明 显优点
(1) 所用材料为以碎石、石屑和矿粉等半刚性材料为主，就地取材，降低能 耗和成本；
(2) 施工简便，不需要焊接等设备，也不存在接缝问题，所以施工质量更宜 于保证。
(3) 以半刚性材料为主体，加入适量钠基膨润土，渗透系数《"10气m/s，防 渗效果好；
(4) 材料为半刚性材料，而且实际铺设厚度为30-50cm，不会发生被穿刺现象。
(四)具体实施例
下面以具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明的保护范围
不限于此
实施例1:
根据土工试验方法标准，测得美国super clay钠基膨润土的密度为2.50g/cm3， 膨胀率为6.57倍；半刚性材料的粒子密度2.67g/cm3，最大干燥密度2.03g/cm3， 最大粒径25mm，其中直径小于lmm的颗粒为33%;所用水为普通自来水。
(1) 测得混合土的最优含水量为15.1%,膨润土的膨胀特性为6.57倍；
(2) 按照混合土的孔隙为零的原则，采用工艺步骤(2)中所提供的公式， 经计算得到膨润土掺量为6.8%;
(3) 在半刚性材料中加入15.1%的水，搅拌3分钟后再加入6.8%的膨润土，
5(4)把混合物摊铺成25cm厚后用碾压机械来回碾压5次，在上面再摊铺一 层，用碾压机械来回碾压5次；结束后实测厚度为49.5cm，密实度91%，渗透 系数为2.3*10—7cm/s。
实施例2:
根据土工试验方法标准，测得辽宁产膨润土的密度为2.70g/cm3，半刚性材 料的粒子密度2.66g/cm3，最大干燥密度1.83g/cm3，最大粒径20mm，其中直径 小于lmm的颗粒为23%;所用水为普通自来水。
(1) 测得混合土的最优含水量为13.1%,膨润土的膨胀特性为3.8倍；
(2) 按照孔隙为零的原则，采用工艺步骤(2)中所提供的公式，经计算得 到膨润土掺量为16.2%;
(3) 在半刚性材料中加入13.1%的水，搅拌3分钟后再加入膨润土，继续搅 拌2分钟至均匀；
(4) 把混合物摊铺成25cm厚后用碾压机械来回碾压5次，在上面再摊铺一 层，用碾压机械来回碾压5次；结束后实测厚度为47.5cm，密实度92%，渗透 系数为8.8*l(T8cm/s。
权利要求
1、一种新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，其特征在于所述制备工艺是以半刚性材料、膨润土和水为原料，具体工艺包括如下步骤(1)根据土工试验方法标准，测得半刚性土粒子比重ρs，膨润土粒子比重ρb、混和后干密度ρdb、半刚性材料的最优含水量ω和膨润土的膨胀率β；；(2)根据半刚性材料的最优含水率确定半刚性材料和水的用量为1ω，然后根据膨润土吸水膨胀后混合土的孔隙比为零的原则，采用公式计算膨润土的掺量α，半刚性材料和膨润土的用量之比为1α；(3)在半刚性材料中加入水，搅拌均匀后再加入膨润土，继续搅拌至均匀；(4)搅拌结束后摊铺、碾压，直至材料密实度达到90％以上、厚度达到30～50cm结束。
2、 如权利要求1所述的新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，其特征在于所述半刚性材料的最大粒径为25mm，其中直径小于lmm的颗粒大于20%。
3、 如权利要求1所述的垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，其特征在于所述膨润土为钠基膨润土。
4、 如权利要求1所述的新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，其特征在于所述水为自来水。
5、 如权利要求1 4之一所述的新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，其特征在于在半刚性材料中加入水后，搅拌2 4分钟。
6、 如权利要求1 4之一所述的新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，其特征在于在加入膨润土后，继续搅拌2~4分钟。
7 、如权利要求1 4之一所述的新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，其特征在于所述的步骤(4)所述的碾压是在搅拌结束后摊铺后来回碾压5 7遍。
全文摘要
本发明公开了一种新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺，以半刚性材料、膨润土和水为原料(1)根据土工试验方法标准，测得半刚性土粒子比重ρ<sub>s</sub>，膨润土粒子比重ρ<sub>b</sub>、混和后干密度ρ<sub>db</sub>、半刚性材料的最优含水量ω和膨润土的膨胀率β；(2)根据半刚性材料的最优含水率确定半刚性材料和水的用量为1∶ω，采用公式α＝(ρ<sub>s</sub>ρ<sub>b</sub>-ρ<sub>db</sub>ρ<sub>b</sub>)/(βρ<sub>s</sub>ρ<sub>db</sub>-ρ<sub>db</sub>ρ<sub>b</sub>)计算膨润土的掺量α，根据α确定半刚性材料和膨润土的用量之比为1∶α；(3)在半刚性材料中加入水，搅拌均匀后再加入膨润土，继续搅拌至均匀；(4)搅拌结束后摊铺、碾压，直至材料密实度达到90％以上、厚度达到30～50cm结束。本发明原料成本低、能耗低、所制得的防渗材料防渗效果好、抗穿刺能力强。
文档编号C04B18/04GK101475331SQ200810163770
公开日2009年7月8日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者杨 杨, 许四法 申请人:浙江工业大学