CN101456688A - 一种新型垃圾填埋场防渗材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾填埋场防渗材料,所述垃圾填埋场防渗材料是由原料搅拌、摊铺、碾压得到,所述垃圾填埋场防渗材料的厚度为30~50cm,所述垃圾填埋场防渗材料的密实度达到90%以上,所述原料由如下质量配比的组分组成:半刚性材料60-80%,膨润土3-20%,水10-20%。与现有技术相比,本发明所述的垃圾填埋场防渗材料防渗效果好、抗穿刺能力强,并且制备能耗和成本低,施工简便。
Description
(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,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,提供了一种防渗效果好、抗穿刺能力强的垃圾填埋场防渗材料。
本发明所述的垃圾填埋场防渗材料是由原料搅拌、摊铺、碾压得到,所述垃圾填埋场防渗材料的厚度为30~50cm,所述垃圾填埋场防渗材料的密实度达到90%以上,所述原料由如下质量配比的组分组成:
半刚性材料 60-80%
膨润土 3-20%
水 10-20%
进一步,本发明所述半刚性材料可有碎石、石屑、矿粉等混合,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。
本发明所述的搅拌、摊铺、碾压都采用常规操作。所制得的防渗材料的密实度在90%以上时,渗透系数在1*10-6cm/s以下。要达到上述要求,通常需在所述原料搅拌、摊铺的基础上来回碾压5遍以上,优选来回碾压5~7遍。
与现有技术相比,本发明所述的垃圾填埋场防渗材料具有如下优势:
(1)以半刚性材料为主体,加入适量膨润土,使得防渗材料的渗透系数≤1*10-6cm/s,防渗效果好;
(2)本发明以半刚性材料为主体,而且实际铺设厚度为30-50cm,不会发生被穿刺现象;
(3)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;
(4)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。
(四)具体实施例
下面通过实施例对本发明作进一步说明,但不是对本发明的材料组成及工艺的限制。
实施例一:
膨润土为美国super clay钠基膨润土;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1mm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%,膨润土的膨胀率为5.3倍;
(2)按照混合土的孔隙为零的原则,经计算得到膨润土掺量为半刚性材料的6.8%;
(3)在半刚性材料中依次加入15.1%的水,搅拌2分钟;搅拌均匀后再加入6.8%膨润土,搅拌2分钟;
(4)搅拌后成型,摊铺厚度为50cm,来回碾压5遍,密实度为91%。经取样测得的渗透系数为2.3*10-7cm/s。
实施例二:
膨润土为中国产膨润土;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1mm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%,膨润土的膨胀率为3.8倍;
(2)按照孔隙比为零的原则,经计算得到膨润土掺量为半刚性材料的16.2%;
(3)在半刚性材料中依次加入13.1%的水,搅拌2分钟;搅拌均匀后再加入16.2%的膨润土,搅拌3分钟;
(4)搅拌后成型,摊铺厚度为47.5cm,来回碾压6遍,密实度为92%。经取样测得的渗透系数为8.8*10-8cm/s。
实施例三:
膨润土为美国产膨润土;半刚性材料的粒子密度2.70g/cm3,最大干燥密度1.95g/cm3,最大粒径20mm,其中直径小于1mm的颗粒为28%;所用水为普通自来水。
(1)测得混合土的最优含水量为13.7%,膨润土的膨胀率为6.1倍;
(2)按照孔隙比为零的原则,经计算得到膨润土掺量为半刚性材料的7.9%;
(3)在半刚性材料中依次加入13.7%的水,搅拌3分钟;搅拌均匀后再加入7.9%的膨润土,搅拌2分钟;
(4)搅拌后成型,摊铺厚度为42.0cm,来回碾压7遍,密实度为91%。经取样测得的渗透系数为1.1*10-7cm/s。
实施例四:
膨润土为中国产膨润土;半刚性材料的粒子密度2.65g/cm3,最大干燥密度1.91g/cm3,最大粒径20mm,其中直径小于1mm的颗粒为25%;所用水为普通自来水。
(1)测得混合土的最优含水量为14.2%,膨润土的膨胀率为5.4倍;
(2)按照孔隙比为零的原则,经计算得到膨润土掺量为半刚性材料的11.1%;
(3)在半刚性材料中依次加入14.2%的水,搅拌4分钟;搅拌均匀后再加入11.1%的膨润土,搅拌3分钟;
(4)搅拌后成型,摊铺厚度为46.5cm,来回碾压5遍,密实度为92%。经取样测得的渗透系数为3.6*10-7cm/s。
Claims (5)
1、一种新型垃圾填埋场防渗材料,其特征在于所述垃圾填埋场防渗材料是由原料搅拌、摊铺、碾压得到,所述垃圾填埋场防渗材料的厚度为30~50cm,所述垃圾填埋场防渗材料的密实度达到90%以上,所述原料由如下质量配比的组分组成:
半刚性材料 60-80%
膨润土 3-20%
水 10-20%。
2、如权利要求1所述的新型垃圾填埋场防渗材料,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1mm的颗粒大于20%。
3、如权利要求1所述的新型垃圾填埋场防渗材料,其特征在于所述的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,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,其特征在于所述碾压是在原料搅拌、摊铺的基础上来回碾压5~7遍。
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