CN105294032B - 一种防渗漏用粘土混凝土防渗墙 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防渗漏用粘土混凝土防渗墙，含有如下重量份数的组分：膨润土120‑140；水泥80‑100；粉煤灰50‑60；粘土 40‑50；硫酸钙 20‑30；硅灰粉20‑30；聚合物胶粉10‑20；丙烯酸盐10‑15；抗渗剂8‑10；水400‑450。本发明的防渗墙抗压强度高，且具有优异的防渗能力。

Description

一种防渗漏用粘土混凝土防渗墙

技术领域

本发明涉及一种防渗漏用粘土混凝土防渗墙，属于防渗工程技术领域。

背景技术

粘土混凝土性能介于塑性混凝土和刚性混凝土之间，作为防渗墙材料具有明显优势，如成本较低，而且具有相对较高的强度、相对较低的弹模和相对较高的抗渗性能，使墙体能有效截断渗流并适应较大的变形而不开裂，不失为一种很好的防渗墙材料。土石坝除险加固的重点一般是防渗问题和渗流稳定问题，而粘土混凝土作为土石坝坝体和坝基防渗墙材料具有明显优势，如相对较低的弹模和相对较高的抗渗性能，使墙体能有效截断渗流并适应较大的变形而不开裂，粘土混凝土在土坝除险加固工程中有着广阔应用前景。

国内对塑性混凝土防渗墙的研究开展较多，但对粘土混凝土的研究较少，尤其在抗压强度和弹模明显高于塑性混凝土的限定条件下的研究更少。现有的粘土防渗墙主要采用膨润土、水泥或膨润土、粘土、水泥制作而成，只能满足普通水工领域防渗的要求，远远不能满足环保领域对粘土防渗墙的渗透系数要求k≤10-7cm/s。因此提出一种渗透系数低、抗变形能力强、强度相对较高的粘土混凝土防渗墙势在必行。

发明内容

本发明要解决的问题是现有粘土防渗墙存在的渗透系数大、强度低、抗渗能力差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的一种新型的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，其强度高，抗渗能力强。

具体地，本发明的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，含有如下重量份数的组分：

膨润土 120-140；

水泥 80-100；

粉煤灰 50-60；

粘土 40-50；

硫酸钙 20-30；

硅灰粉 20-30；

聚合物胶粉 10-20；

丙烯酸盐 10-15；

抗渗剂 8-10；

水 400-450。

优选地，所述膨润土为钠基膨润土，其粒度满足425目筛余不大于10%。

优选地，所述水泥为32.5R强度等级的早强型矿渣硅酸盐水泥。

优选地，所述粉煤灰为高钙型粉煤灰，其细度满足45μm方孔筛筛余不大于20%。

优选地，所述粘土为纤维状凹凸棒石与片状累托石的复合物，两者的质量比为1:1。

优选地，所述硅灰粉为冶炼工业副产尾灰，其中SiO₂所占的质量百分比为≥90%，粒径为d₉₀≤1μm。

优选地，所述聚合物胶粉为丙烯酸酯-异丁烯酸酯共聚物胶粉。

优选地，所述丙烯酸盐为丙烯酸钙。

优选地，所述抗渗剂为甲基硅醇钠。

本发明还提供上述的防渗漏用粘土混凝土防渗墙的应用方法，包括如下步骤：

(1)、开槽：在防渗漏范围内开挖沟槽，开槽的过程中采用泥浆固壁以维持孔壁直立，防止沟槽坍塌；

(2)、配制粘土混凝土：按照重量比例取各组分配制粘土混凝土；

(3)、注浆：将粘土混凝土加入到沟槽，至粘土混凝土填满整个沟槽；

(4)、成墙：注射到沟槽内的粘土混凝土固结，形成防渗墙。

本发明的积极效果是：

(1)、本发明的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，采用片状累托石与针状凹凸棒石粘土复合，可以有效充填防渗墙内部的空隙，进一步降低防渗墙的渗透系数，提高抗渗能力。

(2)、本发明的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，加入聚合物胶粉-进一步增加粘土防渗墙各组分间的粘结力和抗裂抗收缩性能，提高抗渗能力。

(3)、本发明的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，加入丙烯酸盐和抗渗剂，可以与水作用会发生聚合反应，形成高弹性的聚合物凝胶体，进一步胶结防渗墙中的无机材料，确保防渗墙具有优异的防渗能力。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的一种防渗漏用粘土混凝土防渗墙是由以下各组分按如下重量份制作而成：

膨润土120-140、水泥80-100、粉煤灰50-60、粘土40-50、硫酸钙20-30、硅灰粉20-30、聚合物胶粉10-20、丙烯酸盐10-15、抗渗剂8-10、水400-450。

本发明的下述实施例中所用的成分具体如下：

膨润土为钠基膨润土，其粒度满足425目筛余不大于10%。

水泥为32.5R强度等级的早强型矿渣硅酸盐水泥。

粉煤灰为高钙型粉煤灰，其细度满足45μm方孔筛筛余不大于20%。

粘土为纤维状凹凸棒石与片状累托石的复合物，两者的质量比为1:1。

硫酸钙的粒径为d₉₀（90%以上的颗粒粒径）≤10μm。

硅灰粉为冶炼工业副产尾灰，其中SiO₂所占的质量百分比为≥90%，粒径为d₉₀≤1μm。

聚合物胶粉为丙烯酸酯-异丁烯酸酯共聚物胶粉（日本合成化学工业株式会社，型号：LDM7000P）。

丙烯酸盐为丙烯酸钙。

抗渗剂为甲基硅醇钠。

本发明通过筛选高钙粉煤灰与硫酸钙为原料，可以有效激发粉煤灰的活性提高防渗墙的抗压强度；选择复合粘土（纤维状凹凸棒石与片状累托石的复合物）与硅灰粉为原料，可以有效填充粘土混凝土的内部空隙，提高防渗墙强度的同时增加抗渗能力；通过加入聚合物胶粉有利于提高粘土混凝土防渗墙的和易性，确保各组分在防渗墙中的均匀分散，增加混凝土的强度和抗渗能力；引入丙烯酸盐和外加剂可以确保无机组分充分发生聚合反应，形成高弹性的聚合物凝胶体，提高防渗墙的抗渗防水能力。

实施例1

(1)、开槽：用索铲或开槽机等方式在防渗漏范围内开挖沟槽，开槽的过程中采用泥浆固壁以维持孔壁直立，防止沟槽坍塌；(2)、配制粘土混凝土：称取120重量份膨润土、100重量份水泥、50重量份粉煤灰、50重量份复合粘土（纤维状凹凸棒石与片状累托石的复合物，二者质量比1:1）、30重量份硫酸钙、20重量份硅灰粉、10重量份聚合物胶粉、10重量份丙烯酸盐、8重量份抗渗剂、400重量份水配制粘土混凝土；(3)、注浆：将配制好的粘土混凝土采用泵送方式输送到沟槽，直至粘土混凝土填满整个沟槽；(4)、成墙：注射到沟槽内的粘土混凝土在一定时间内实现固结，形成防渗墙。

实施例2

(1)、开槽：用索铲或开槽机等方式在防渗漏范围内开挖沟槽，开槽的过程中采用泥浆固壁以维持孔壁直立，防止沟槽坍塌；(2)、配制粘土混凝土：称取130重量份膨润土、90重量份水泥、55重量份粉煤灰、45重量份复合粘土、25重量份硫酸钙、25重量份硅灰粉、15重量份聚合物胶粉、12重量份丙烯酸盐、9重量份抗渗剂、420重量份水配制粘土混凝土；(3)、注浆：将配制好的粘土混凝土采用泵送方式输送到沟槽，直至粘土混凝土填满整个沟槽；(4)、成墙：注射到沟槽内的粘土混凝土在一定时间内实现固结，形成防渗墙。

实施例3

(1)、开槽：用索铲或开槽机等方式在防渗漏范围内开挖沟槽，开槽的过程中采用泥浆固壁以维持孔壁直立，防止沟槽坍塌；(2)、配制粘土混凝土：称取140重量份膨润土、80重量份水泥、60重量份粉煤灰、40重量份复合粘土、20重量份硫酸钙、30重量份硅灰粉、20重量份聚合物胶粉、15重量份丙烯酸盐、10重量份抗渗剂、450重量份水配制粘土混凝土；(3)、注浆：将配制好的粘土混凝土采用泵送方式输送到沟槽，直至粘土混凝土填满整个沟槽；(4)、成墙：注射到沟槽内的粘土混凝土在一定时间内实现固结，形成防渗墙。

实施例4

(1)、开槽：用索铲或开槽机等方式在防渗漏范围内开挖沟槽，开槽的过程中采用泥浆固壁以维持孔壁直立，防止沟槽坍塌；(2)、配制粘土混凝土：称取130重量份膨润土、90重量份水泥、55重量份粉煤灰、42重量份复合粘土、28重量份硫酸钙、26重量份硅灰粉、14重量份聚合物胶粉、16重量份丙烯酸盐、9重量份抗渗剂、430重量份水配制粘土混凝土；(3)、注浆：将配制好的粘土混凝土采用泵送方式输送到沟槽，直至粘土混凝土填满整个沟槽；(4)、成墙：注射到沟槽内的粘土混凝土在一定时间内实现固结，形成防渗墙。

实施例5

(1)、开槽：用索铲或开槽机等方式在防渗漏范围内开挖沟槽，开槽的过程中采用泥浆固壁以维持孔壁直立，防止沟槽坍塌；(2)、配制粘土混凝土：称取120重量份膨润土、80重量份水泥、50重量份粉煤灰、45重量份复合粘土、20重量份硫酸钙、30重量份硅灰粉、16重量份聚合物胶粉、13重量份丙烯酸盐、8重量份抗渗剂、410重量份水配制粘土混凝土；(3)、注浆：将配制好的粘土混凝土采用泵送方式输送到沟槽，直至粘土混凝土填满整个沟槽；(4)、成墙：注射到沟槽内的粘土混凝土在一定时间内实现固结，形成防渗墙。

将上述实施例1至5制备的粘土混凝土防渗墙按照DL/T5150 -2001《水工混凝土试验规程》对其抗压强度和渗透系数检测，其测试结果见表1所示。

表1、各实施例粘土混凝土防渗墙的主要性能指标

序号	测试项目	单位	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
								1	抗压强度(7d)	MPa	1.4	1.0	0.9	1.2	0.8
2	抗压强度(28d)	MPa	3.9	3.2	2.6	3.5	2.4
								3	渗透系数	cm/s	8.9×10-8	6.2×10-8	2.7×10-8	7.4×10-8	9.3×10-8

本发明通过筛选复合粘土与硅灰粉与膨润土、水泥作为原料，加入聚合物胶粉、丙烯酸盐和抗渗剂一起制备粘土混凝土防渗墙，具有强度高、渗透系数低、性能可靠、稳定性好的特点，所得实施例的渗透系数均满足k≤10^-7cm/s技术要求，优于现有粘土防渗墙的渗透系数；其中实施例1的抗压强度最高，实施例3的渗透系数最低，防渗性能最佳，实施例5的抗压强度和渗透系数均最差。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种防渗漏用粘土混凝土防渗墙，其特征在于，由如下重量份数的组分构成：

膨润土 120-140；

水泥 80-100；

粉煤灰 50-60；

粘土 40-50；

硫酸钙 20-30；

硅灰粉 20-30；

聚合物胶粉 10-20；

丙烯酸盐 10-15；

抗渗剂 8-10；

水 400-450；

其中，所述粘土为纤维状凹凸棒石与片状累托石的复合物，两者的质量比为1:1；

所述聚合物胶粉为丙烯酸酯-异丁烯酸酯共聚物胶粉。

2.根据权利要求1所述的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土，其粒度满足425目筛余不大于10%。

3.根据权利要求1所述的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，其特征在于，所述水泥为32.5R强度等级的早强型矿渣硅酸盐水泥。

4.根据权利要求1所述的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，其特征在于，所述粉煤灰为高钙型粉煤灰，其细度满足45μm方孔筛筛余不大于20%。

5.根据权利要求1所述的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，其特征在于，所述硅灰粉为冶炼工业副产尾灰，其中SiO₂所占的质量百分比为≥90%，粒径为d₉₀≤1μm。

6.根据权利要求1所述的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，其特征在于，所述丙烯酸盐为丙烯酸钙。

7.根据权利要求1所述的防渗漏用粘土混凝土防渗墙，其特征在于，所述抗渗剂为甲基硅醇钠。

8.权利要求1~7任一项所述的防渗漏用粘土混凝土防渗墙的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、开槽：在防渗漏范围内开挖沟槽，开槽的过程中采用泥浆固壁以维持孔壁直立，防止沟槽坍塌；

(2)、配制粘土混凝土：按照重量比例取各组分配制粘土混凝土；

(3)、注浆：将粘土混凝土加入到沟槽，至粘土混凝土填满整个沟槽；

(4)、成墙：注射到沟槽内的粘土混凝土固结，形成防渗墙。