专利名称：氨基聚合物材料及基于氨基聚合物材料的渠道防渗方法
技术领域：
本发明涉及一种氨基聚合物材料及基于氨基聚合物材料的渠道防渗方法，属于节 水灌溉渠道防渗领域。
背景技术：
渠道防渗是诸多农田灌溉节水措施中经济合理、技术可行的主要节水措施之一， 也是我国目前应用最广泛的节水工程技术措施。渠道防渗工程措施的种类比较多，但就其 防渗特点而言，主要可以分为两大类:第一类是在渠床上加做防渗层，采用较多的有黏土类 防渗层、水泥土防渗层、砌石类防渗层、混凝土防渗层、浙青材料类防渗层、塑料薄膜类防渗 层等；第二类是改变渠床土壤渗漏性能，如各类固化土防渗材料等。
1、土料
土料防渗一般是指以黏性土、黏砂混合土、灰土、三合土和四合土等为材料的防渗 措施.土料防渗是我国沿用已久的防渗措施.该材料能就地取材，料源丰富，技术简单，造 价低廉，可以利用碾压设备，因此在我国采用得较为广泛，特别是在一些资金缺乏的中、小 型渠道上应用更多.但由于土料防渗的渠道允许流速较低，抗冻性差，随着各种防渗新材 料的不断问世，传统的土料防渗措施正在逐年减少。
2、水泥土
水泥土是一种便于就地取材、防渗性能较好、施工简便的低强度防渗材料.但由 于水泥土的早期强度低以及抗冻性差，因而水泥土防渗宜用于气候温和的无冻害地区.水 泥土这一缺点已成为此种材料大面积推广的障碍。
3、砌石
砌石防渗按结构形式分,有护面式、挡土墙式两种.按材料及砌筑方法分，有干砌 卵石、干砌块石、浆砌料石、浆砌块石、浆砌石板等多种.浆砌石衬砌具有能就地取材、抗流 速大、耐磨能力强、抗冻和防冻害能力强，并具有较好的防渗效果和较强的稳定性等优点， 是我国采用最早、应用较广泛的渠道防渗措施.砌石防渗的缺点是不易机械化施工，施工 质量难于控制；此外，造价也不低。
3、混凝土
混凝土防渗具有防渗效果好、糙率低、强度高、便于管理等优点，已使其成为目前 我国广泛采用的一种渠道防渗技术措施.它的应用在我国已有40多年的历史.近年来，随 着混凝土渠道防渗技术的提高与发展，加之混凝土与防渗膜复合式防渗结构形式的快速发 展，已使其成为目前我国渠道防渗技术采用最广泛的材料之一.其缺点是适应变形的能力 差，在缺乏砂石料的地区造价较高。
4、浙青混凝土
浙青混凝土防渗材料，属黏弹性材料.它具有良好的不透水性、耐久性和柔性等 优点，国外在土石坝和渠道防渗工程中早有较多的应用.陕西、青海、新疆、山东等省区，在 中小型渠道上进行了现浇和预制法施工试验，并在生产中推广应用.但该材料应用发展较慢，究其原因，主要是存在料源不足、植物穿透和施工工艺严格等问题。
5、膜料
膜料防渗是用不透水的土工织物(即土工膜)做渠道防渗工程来减少或防止渠道 渗漏的技术措施.一般常用的膜料有聚乙烯和聚氯乙烯两种.从研究和应用的情况来看， 该材料具有防渗性能好、适应变形能力强、质量轻、用量少、运输量小、施工简便、工期短、耐 腐蚀性强、造价低等优点.但由于土工膜较薄，在施工和运行管理期易被刺破，使得其防渗 性能大大降低。
针对上述各类渠床防渗层存在的问题，出现了各种以改变渠床土壤渗透特性以达 到防渗性能的防渗措施，如土壤固化剂等。
土壤固化剂是20世纪中期出现的一种新型固化土防渗材料，它具有其它传统防 渗材料所不具备的一些特点.该材料能与各类土壤发生化学或生物作用，改变土的性质， 如土的结构、亲水性等，形成具有一定承载能力、抗渗能力和耐久性的固化土.陕西省宝鸡 峡灌区和山东省葛沟灌区在全国大型灌区节水改造中进行了土壤固化剂防渗渠道的试验 应用，证明该材料用于渠道防渗工程上具有可就地取材、工程造价低、施工简单方便、防渗 效果较好等优点，但存在抗冻性不稳定、耐久性差等缺点.渠道的渗漏、冻害特别是由于渠 基土冻胀而造成的衬砌破坏问题在我国北方地区普遍存在。发明内容
本发明就是针对现有渠道防渗技术存在的不足，克服土壤防渗材料抗冻性不稳 定、耐久性差的缺点，利用聚合物交联形成立体结构包裹和胶结土粒，同时利用表面活性剂 改变土粒表面亲水性质，形成抗水能力，并结合优化渠道结构措施，提供一种氨基聚合物材 料及基于氨基聚合物材料的渠道防渗方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种氨基聚合物材料，由如下重量份 数的原料组成:主添加剂9 12份，助剂88 91份；
其中，所述主添加剂包括如下质量百分比的原料:氨基树脂50% 70%、木质素 磺酸盐10 % 20 %、萘甲醛缩合物5 % 15 %、壬基酚聚氧乙烯醚3 %、山梨醇酐单月桂酸 酯2%、丙酮10% ；
所述助剂为水。
本发明的有益效果是:在本发明氨基聚合物材料中，所述氨基树脂具有亲水性，在 壬基酚聚氧乙烯醚及山梨醇酐单月桂酸酯作用下，极易在水中溶解或乳化，利于渗入土壤 间隙，乳化后的氨基树脂渗入土壤后迅速形成有弹性的抱水凝胶体，可增强土体憎水性或 降低土体水的冰点，从而减轻或消除冻胀，提高了土体防渗抗冻性能。
木质素磺酸盐等组分由于其所具有的大量亲水性基团，与水结合生成体积膨胀的 水化产物，进一步填充了土壤颗粒间的空隙，使毛细管空隙变小，渗透系数下降，强化土壤 的抗渗性能。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:
一种氨基聚合物材料的渠道防渗方法，包括以下步骤:
I)取土样
对需要进行渠道防渗区取土样，测定土样的物理参数(具体参数值见表I);
2)确定氨基聚合物材料的用量
根据测定土样的物理参数，计算所述氨基聚合物材料的用量；
3)放线，渠道修整
首先清除渠道内的杂质，然后根据设计要求放线，进行挖、填及修整，并控制所述渠道的基槽断面的高度、尺寸和平整度；
4)调节土壤含水量；
5)配制氨基聚合物材料并进行喷洒
根据步骤2)计算得到的氨基聚合物材料用量，按重量份数为9 12份的主添加齐 、重量份数为88 91份的助剂配制氨基聚合物材料，再将配制好的氨基聚合物材料喷洒于步骤4)的已调节好水量的土壤表层，渗透形成土壤固结防渗层；
6)将步骤5)中形成的固结防渗层进行碾压。
本发明的有益效果是，
1、优良的耐侵蚀性能
将本材料喷涂在土壤表面，立即渗透形成具有很强耐降雨侵蚀性的膜层。其与同用途的固化防渗材料相比，不会使水分蒸发，形成硬化速度极快的弹性凝胶体，不会发生龟 ο
2、抗冻性好
试验表面:本材料可以使冻结融化量减少，即便冻结成冰，也不会发生龟裂而导致崩塌。这就说明本材料形成的固结层本身具有很好的抗冻胀，材料本身不因冻胀而破坏，能够适应高寒环境。
3、防渗效果良好
渠道表层渗透系数从I X 1(Γ2 I X l(T4cm/s降低到I X 1(Γ3 I X l(T5cm/s，减少输水损失30%左右,节水效果明显。
4、用于毛渠防渗可直接喷涂作业，简单易行；用于干渠防渗可以减少现有技术中的10 30cm的防渗层，减少工程投资。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在步骤6)之后还包括以下步骤:将碾压后的固结防渗层进行衬砌结构铺设及施工缝处理。
上述进一步的步骤是用于干渠、支渠衬砌结构时，土壤固结防渗层可用于替代常规防渗层，在此基础上进行衬砌板铺砌及伸缩缝处理。
另外本发明的方法应尽量避开雨期施工，喷洒后让其自然干燥，喷洒后2小时内如遇雨雪天气需采取遮盖措施。
进一步，在步骤3)中，所述杂质为树根、淤泥、腐质土垃圾及隐藏的暗管砖石等。
进一步，在步骤4)中，所述调节土壤含水量的方式为洒水、排水、晾晒或换土中的一种。
采用上述进一步方案的有益效果是，因渠道沿线土质多为砂壤土或粉细砂，应严格控制土壤含水量在适宜范围内。若土壤比较干燥应采用洒水的方法调节土壤含水量，若土壤含水量较大应采用排水、晾晒、换土等方法以使含水量控制在适宜范围之内。
进一步，在步骤5)中，所述土壤固结防渗层的厚度为3 5厘米。
进一步，在步骤6)中，所述碾压的遍数为3 5遍；所述进行碾压的时间为在步骤5)喷洒后的1.5 2小时内完成。
不同土壤类型对应氨基聚合物浓度用量表1:
权利要求
1.一种氨基聚合物材料，其特征在于，由如下重量份数的原料组成:主添加剂9 12 份，助剂88 91份；其中，所述主添加剂包括如下质量百分比的原料:氨基树脂50% 70%、木质素磺酸盐 10% 20%、萘甲醛缩合物5% 15%、壬基酚聚氧乙烯醚3%、山梨醇酐单月桂酸酯2%、丙酮 10% ；所述助剂为水。
2.一种基于氨基聚合物材料的渠道防渗方法，其特征在于，包括以下步骤:I)取土样对需要进行渠道防渗区取土样，测定土样的物理参数；2)确定氨基聚合物材料的用量根据测定土样的物理参数，计算所述氨基聚合物材料 的用量；3)放线，渠道修整首先清除渠道内的杂质，然后根据设计要求放线，进行挖、填及修整；4)调节土壤含水量；5)配制氨基聚合物材料并进行喷洒根据步骤2)计算得到的氨基聚合物材料用量，配 制如权利要求1所述的氨基聚合物材料，再将配制好的氨基聚合物材料喷洒于步骤4)的已 调节好水量的土壤表层，渗透形成土壤固结防渗层；6)将步骤5)中形成的固结防渗层进行碾压。
3.根据权利要求2所述的防渗方法，其特征在于，在步骤6)之后还包括以下步骤:将 碾压后的固结防渗层进行衬砌结构铺设及施工缝处理。
4.根据权利要求2或3所述的防渗方法，其特征在于:在步骤3)中，所述杂质为树根、 淤泥、腐质土或隐藏的暗管砖石。
5.根据权利要求2或3所述的防渗方法，其特征在于:在步骤4)中，所述调节土壤含 水量的方式为洒水、排水、晾晒或换土中的一种。
6.根据权利要求2或3所述的防渗方法，其特征在于:在步骤5)中，所述土壤固结防 渗层的厚度为3 5厘米。
7.根据权利要求2或3所述的防渗方法，其特征在于:在步骤6)中，所述碾压的遍数 为3 5遍；所述进行碾压的时间为在步骤5)喷洒后的1.5 2小时内完成。
全文摘要
本发明涉及一种氨基聚合物材料及其氨基聚合物材料的渠道防渗方法，包括以下步骤1)取土样；2)确定氨基聚合物材料的用量；3)放线，渠道修整；4)调节土壤含水量；5)配制氨基聚合物材料并进行喷洒；6)将固结防渗层进行碾压。本发明的渠道防渗方法，用于干渠防渗可以减少现有技术中的10～30cm的防渗层，减少工程投资。
文档编号E02B13/00GK103205955SQ201210015010
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者吴智仁, 沈鑫, 郜志勇, 谢修平, 王倩, 郑万海, 吕晋旭, 韩征月, 任柯, 郝嵬嵩 申请人:北京亚盟达新型材料技术有限公司