[发明专利]一种新型垃圾填埋场防渗材料的制备工艺

说明书

(一)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ρ_s，膨润土粒子比重ρ_b、混和后干密度ρ_db、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，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α=ρsρb-ρdbρbβρsρdb-ρdbρb]]>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、防水卷材等，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1mm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。

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1*10^-6cm/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。