CN110668773A

CN110668773A - 一种填埋场防渗屏障材料及其制备方法

Info

Publication number: CN110668773A
Application number: CN201911105361.1A
Authority: CN
Inventors: 陆海军; 王超峰; 刘肖凡; 李继祥; 季爽; 邓庆凯; 罗富武; 蔡磊
Original assignee: Wuhan Polytechnic University
Current assignee: Wuhan Polytechnic University
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: CN110668773B

Abstract

本发明公开一种填埋场防渗屏障材料及其制备方法，所述填埋场防渗屏障材料包括污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏、粉煤灰以及碱激发剂，其中，所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量百分数对应为35～65％、4～30％、4～30％和4～30％，所述碱激发剂的添加量为所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰总质量的1.1～3.3％。本发明以高炉矿渣、脱硫石膏、粉煤灰和污泥为主要原材料，同时加入碱激发剂激发材料活性，由此制得的填埋场防渗材料在实际使用中，固化污泥体积收缩变化大大减小，显著改善了固化污泥养护过程中易于发生开裂的情况，同时还能提高力学性能，降低原料成本，有利于推广应用。

Description

一种填埋场防渗屏障材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及填埋场防渗技术领域，具体涉及一种填埋场防渗屏障材料及其制备方法。

背景技术

我国城市化的快速发展使得城市生活垃圾问题不可小觑，卫生填埋处理生活垃圾虽然有着经济低廉、处理彻底等优点，但同时垃圾分解逐渐产生的渗滤液如果处理不善，会严重威胁和污染地下水，因此，填埋场地底部需要有必要的防渗措施。

污泥是从污水中分离出来的复杂非均质固体，每年污水处理产生大量的污泥对土地资源占用和生活卫生环境严重污染，目前，处理污泥方法主要以填埋、焚烧、投海和土地利用为主，但考虑将其作为建筑材料的较少，尤其是将污泥改性固化后再制成防渗材料应用于垃圾填埋场底部建设，应用前景更为巨大。目前，将各种污泥经过水泥、石灰、粉煤灰或者转炉炉渣改性之后，其改性污泥力学性能指标有所增强，但常常会存在以下问题：当渗透系数满足饱和渗透系数不大于1.0×10^-7cm/s的国家规范要求时，常常需要采取其他有效的防干裂收缩措施，否则改性污泥固化后收缩性较大，表观会出现裂缝，难以实际应用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种填埋场防渗屏障材料及其制备方法，旨在将污泥应用于填埋场防渗材料时，改善固化污泥养护成型过程中易于收缩开裂和成型后强度较小的情况。

为实现上述目的，本发明提出一种填埋场防渗屏障材料，包括污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏、粉煤灰以及碱激发剂，其中，所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量百分数对应为35～65％、4～30％、4～30％和4～30％，所述碱激发剂的添加量为所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰总质量的1.1～3.3％。

可选地，所述碱激发剂包括氢氧化钠和稻壳灰，其中，所述氢氧化钠和稻壳灰的添加量对应为所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰总质量的0.1～0.3％和1～3％。

可选地，所述污泥的含水量为75～85％；和/或，所述污泥的平均粒径不大于1mm。

可选地，所述高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的粒径对应为80～200目、80～200目和80～200目。

本发明还提出一种如上述的填埋场防渗屏障材料的制备方法，包括以下步骤：

将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰搅拌混合，得到混合粉料；

将含有结块状的污泥搅拌成为粘稠糊状污泥；

向所述粘稠状污泥中加入所述混合粉料，搅拌混合得到预混料；

向所述预混料中加入碱激发剂，搅拌混合得到混合物料；

将所述混合物料平铺后反复碾压至呈块状并干燥固化，制得填埋场防渗屏障材料。

可选地，将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰搅拌混合，得到混合粉料的步骤，包括：

将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰分别在100～110℃下烘干至恒重后过筛，然后再将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰在100～400r/min下中速搅拌混合5～10min，得到混合粉料。

可选地，将含有结块状的污泥搅拌成为粘稠状污泥的步骤，包括：

将所述含有结块状的污泥在100～400r/min下中速搅拌混合5～10min，形成粘稠状污泥。

可选地，向所述粘稠状污泥中加入所述混合粉料，搅拌混合得到预混料的步骤，包括：

向所述粘稠状污泥中加入所述混合粉料，在600～1000r/min下高速搅拌混合10～20min。

可选地，向所述预混料中加入碱激发剂，搅拌混合得到混合物料的步骤，包括：

使用蒸馏水将氢氧化钠配制成氢氧化钠的饱和溶液，然后与稻壳灰混合均匀后加入到所述预混料中，在600～1000r/min下高速搅拌10～20min，得到混合物料。

可选地，将所述混合物料平铺后反复碾压至呈块状并干燥固化，制得填埋场防渗屏障材料的步骤中：

所述混合物料碾压后形成块状的厚度不小于75cm。

本发明提供的技术方案中，以高炉矿渣粉、脱硫石膏、粉煤灰和污泥为主要原材料，同时加入碱激发剂激发材料活性，由此制得的填埋场防渗材料在实际使用中，固化污泥体积收缩变化大大减小，显著改善了固化污泥养护过程中易于发生收缩开裂的情况，同时还能提高力学性能，降低原料成本，有利于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的填埋场防渗屏障材料的制备方法的一实施例的流程示意图；

图2为实施例1制备的填埋场防渗屏障材料的SEM图；

图3至图5分别为对比例1、对比例2和对比例3制备的填埋场防渗屏障材料的SEM图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，将各种污泥经过水泥、石灰、粉煤灰或者转炉炉渣改性之后，其改性污泥力学性能指标有所增强，但常常会存在以下问题：当渗透系数满足饱和渗透系数不大于1.0×10^-7cm/s的国家规范要求时，常常需要采取其他有效的防干裂收缩措施，否则改性污泥固化后收缩性较大，表观会出现裂缝，难以实际应用。鉴于此，本发明提出一种填埋场防渗屏障材料，以污泥作为原材料之一，与高炉矿渣、脱硫石膏和粉煤灰组合制备填埋场防渗屏障材料，改善了固化污泥容易开裂的问题。在本发明提供的填埋场防渗屏障材料的一实施例中，所述填埋场防渗屏障材料包括污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏、粉煤灰以及碱激发剂，其中，所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量百分数对应为35～65％、4～30％、4～30％和4～30％，所述碱激发剂的添加量为所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰总质量的1.1～3.3％。

目前许多固化污泥的过程中，或者固化的主要材料是河道淤泥、河滩海滩污泥，或者原料中使用大量的硅酸盐水泥，或者采用酸洗、高温焙烧、加入益生菌等处理方式，固化材料成本较高，固化过程复杂，不利于推广应用。在本实施例中，所述污泥为新鲜的市政污泥，经由离心法脱水得到，取自武汉三金潭污水处理厂，其污泥处置量达500t/d，具有材料成本低廉、固化过程简单的优点。一方面，虽然目前我国污水处理率已超过90％，但污水处理时产生的污泥的安全处置率才达到10％左右；另一方面，采用污泥卫生填埋的方式处理市政污泥时，会严重污染填埋场安全及周边生态环境，而发明技术方案中以市政污泥作为制备填埋场防渗屏障材料的主要原料之一，可以大大增加污泥资源化的利用前景。

本发明采用的另一原料脱硫石膏，属于工业副产石膏，高炉矿渣粉属于冶炼渣，与粉煤灰同时大宗工业固体废物，以这三种材料和污泥共同作为制备填埋场防渗屏障材料的原材料，不仅有效改善了固化污泥养护过程中容易发生开裂的情况，有利于提高材料的力学性能，而且制得的填埋场防渗屏障材料的施工和养护要求低，易于成型，在雨水较少和非霜冻的季节，可以考虑与填埋场现场同条件养护使用。此外，通过对固废的废物利用，减少了固废带来的环境污染和完全隐患，还具有原料成本低廉的优点，更便于工业化利用生产。

本发明提供的技术方案中，以高炉矿渣、脱硫石膏、粉煤灰和污泥为主要原材料，同时加入碱激发剂激发材料活性，由此制得的填埋场防渗材料在实际使用中，固化污泥体积收缩变化大大减小，显著改善了固化污泥养护过程中易于发生开裂的情况，同时还能提高力学性能，降低原料成本，有利于推广应用。

所述碱激发剂用以激发材料活性，在本实施例中，所述碱激发剂包括氢氧化钠和稻壳灰，其中，所述氢氧化钠的添加量为所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量的0.1～0.3％，更优选为0.2％，所述稻壳灰的添加量为所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量的1～3％，更优选为3％。

在通常情况下，新鲜的市政污泥直接来自污水处理厂，是由离心脱水工艺得到，其含水率较高，直接应用于制作填埋场防渗材料容易导致材料的强度降低，且养护周期长，而若选择使用板框压力机脱水后含水率较低的泥饼，又会增加工艺成本。在本发明技术方案中，通过以新鲜的市政污泥与高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰共同作为制备填埋场防渗屏障材料的原材料，降低了对选用污泥含水率的要求，在本实施例中，选用含水量为75～85％的污泥就能满足使用要求，既能保证材料的强度，又能降低成本，而且缩短了养护周期，在与施工场地同条件下养护28天即可。进一步地，所述污泥的平均粒径不大于1mm，如此，可以避免污泥固化时由于存在大颗粒或块状而影响其表观或力学性能等。

更进一步地，所述高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的粒径对应为80～200目、80～200目和80～200目，其中，所述高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的粒径选择可以相同，也可以不同，只需要满足三种材料的粒径各自满足80～200目的粒径大小即可，通过选择粒径较小且分布均匀的粉料，有利于提高制得材料的力学性能。

基于上述提供的填埋场防渗屏障材料的实施例，本发明还提出一种填埋场防渗屏障材料的制备方法，图1所示为本发明提供的填埋场防渗屏障材料的制备方法的一实施例。请参阅图1，在本实施例中，所述填埋场防渗屏障材料的制备方法包括以下步骤：

步骤S10、将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰搅拌混合，得到混合粉料；

在实际操作过程中，需要对原材料中的粉料进行干燥处理，以充分去除其中的水分，然后再粉碎过筛以获得粒径均匀的粉料，最后搅拌混合即可。在本实施例中，步骤S10具体可按照以下方式进行：将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰分别在100～110℃下烘干至恒重后分别对应过80～200目筛，然后再将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰在100～400r/min下中速搅拌混合5～10min，得到混合粉料。其中，步骤S10中的干燥操作可以在例如电热鼓风恒温干燥箱、真空干燥箱等干燥设备中进行。

步骤S20、将含有结块状的污泥搅拌成为粘稠糊状污泥；

在本实施例中，步骤S20中的搅拌速率为100～400r/min，搅拌时间为5～10min，此时，搅拌后的污泥的平均粒径不大于1mm，整体呈粘稠糊状。

步骤S30、向所述粘稠状污泥中加入所述混合粉料，搅拌混合得到预混料；

在本实施例中，步骤S20中的搅拌速率为100～400r/min，搅拌时间为10～20min。

步骤S40、向所述预混料中加入碱激发剂，搅拌混合得到混合物料；

在本实施例中，所述碱激发剂包括氢氧化钠和稻壳灰，其加入到所述预混料中的方式为：使用蒸馏水将氢氧化钠配制成氢氧化钠的饱和溶液，然后与稻壳灰混合均匀作为激发剂加入到所述预混料中，然后在600～1000r/min下高速搅拌10～20min，得到混合物料。

步骤S50、将所述混合物料平铺后反复碾压至呈块状并干燥固化，制得填埋场防渗屏障材料。

将所述混合物料平铺之后，使用压路机等碾压设备防腐碾压至厚度不小于75cm的块状(具体厚度视实际需求而定，例如可以是75cm、80cm、90cm、100cm等等)，然后通过与填埋场现场同条件养护28天干燥固化，即制得所述填埋场防渗屏障材料。

本发明以高炉矿渣粉、脱硫石膏、粉煤灰和污泥为主要原材料，通过均匀混合高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰，然后加入均匀搅拌处理后的新鲜市政污泥，再加入碱激发剂激发材料活性，然后碾压成块后固化成型，使制备得到的填埋场防渗屏障材料中的污泥固化体积收缩变化大大减小，从而尽可能的改善固化污泥养护过程中发生的开裂情况，同时较大的提高力学性能，渗透系数也能满足国家规范要求；并且上述步骤中的所有操作均在常温常压下进行，所用的主要原材料多为废物再利用，不仅降低了生产工艺和原料成本，而且还解决了当前污泥的处置难题，又使得矿渣、石膏、粉煤灰等固废得以再利用，更适合于推广应用。

以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

(1)将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰分别放入101-1型电热鼓风恒温干燥箱中，在105℃下烘干至恒重后取出，各过100目筛，然后将过筛后的三种材料按照2:5:3的质量比混合，在300r/min转速下搅拌8min，得混合粉料，备用；

(2)使用水泥胶砂搅拌机将含有结块的新鲜市政污泥(含水率75～85％)在300r/min转速下搅拌8min，搅拌均匀得到平均粒径不大于1mm的粘稠糊状污泥，备用；

(3)向混合粉料中加入一定量搅拌好的污泥，污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量分数分别为50％、10％、25％和15％，在800r/min转速下搅拌15min，得预混料；

(4)取占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量0.2％的氢氧化钠，使用蒸馏水配制成饱和溶液，与占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量3％的稻壳灰混合均匀用作激发剂，加入到预混料中，在在800r/min转速下搅拌15min，得混合物料；

(5)将搅拌完毕后的混合物料摊铺，使用压路机反复碾压至呈厚度不小于75cm的块状，干燥固化，制得填埋场防渗屏障材料。

实施例2

(1)将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰分别放入101-1型电热鼓风恒温干燥箱中，在100℃下烘干至恒重后取出，各过80目筛，然后将过筛后的三种材料按照6:6:1的质量比混合，在100r/min转速下搅拌10min，得混合粉料，备用；

(2)使用水泥胶砂搅拌机将含有结块的新鲜市政污泥(含水率75～85％)在200r/min转速下搅拌10min，搅拌均匀得到平均粒径不大于1mm的粘稠糊状污泥，备用；

(3)向混合粉料中加入一定量搅拌好的污泥，污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量分数分别为35％、30％、30％和5％，在600r/min转速下搅拌20min，得预混料；

(4)取占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量0.2％的氢氧化钠，使用蒸馏水配制成饱和溶液，与占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量3％的稻壳灰混合均匀用作激发剂，加入到预混料中，在在600r/min转速下搅拌20min，得混合物料；

实施例3

(1)将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰分别放入101-1型电热鼓风恒温干燥箱中，在110℃下烘干至恒重后取出，各过200目筛，然后将过筛后的三种材料按照1:4:2的质量比混合，在400r/min转速下搅拌5min，得混合粉料，备用；

(2)使用水泥胶砂搅拌机将含有结块的新鲜市政污泥(含水率75～85％)在400r/min转速下搅拌5min，搅拌均匀得到平均粒径不大于1mm的粘稠糊状污泥，备用；

(3)向混合粉料中加入一定量搅拌好的污泥，污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量分数分别为65％、5％、20％和10％，在1000r/min转速下搅拌10min，得预混料；

(4)取占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量0.2％的氢氧化钠，使用蒸馏水配制成饱和溶液，与占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量3％的稻壳灰混合均匀用作激发剂，加入到预混料中，在在1000r/min转速下搅拌10min，得混合物料；

实施例4

(1)将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰分别放入101-1型电热鼓风恒温干燥箱中，在105℃下烘干至恒重后取出，各过120目筛，然后将过筛后的三种材料按照1:2:1的质量比混合，在300r/min转速下搅拌5min，得混合粉料，备用；

(2)使用水泥胶砂搅拌机将含有结块的新鲜市政污泥(含水率75～85％)在300r/min转速下搅拌10min，搅拌均匀得到平均粒径不大于1mm的粘稠糊状污泥，备用；

(3)向混合粉料中加入一定量搅拌好的污泥，污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量分数分别为40％、15％、30％和15％，在800r/min转速下搅拌10min，得预混料；

(4)取占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量0.2％的氢氧化钠，使用蒸馏水配制成饱和溶液，与占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量3％的稻壳灰混合均匀用作激发剂，加入到预混料中，在在800r/min转速下搅拌20min，得混合物料；

实施例5

(1)将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰分别放入101-1型电热鼓风恒温干燥箱中，在105℃下烘干至恒重后取出，各过150目筛，然后将过筛后的三种材料按照1:1:6的质量比混合，在300r/min转速下搅拌10min，得混合粉料，备用；

(2)使用水泥胶砂搅拌机将含有结块的新鲜市政污泥(含水率75～85％)在300r/min转速下搅拌5min，搅拌均匀得到平均粒径不大于1mm的粘稠糊状污泥，备用；

(3)向混合粉料中加入一定量搅拌好的污泥，污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量分数分别为60％、5％、5％和30％，在800r/min转速下搅拌20min，得预混料；

(4)取占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量0.2％的氢氧化钠，使用蒸馏水配制成饱和溶液，与占污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰四种材料总质量3％的稻壳灰混合均匀用作激发剂，加入到预混料中，在在800r/min转速下搅拌10min，得混合物料；

对比例1

步骤与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)中不加入高炉矿渣粉，步骤(3)中的污泥、脱硫石膏和粉煤灰的质量分数分别为70％、15％和15％。

对比例2

步骤与实施例1相同，不同之处在于，步骤(3)中的污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量分数分别为70％、10％、10％和10％。

对比例3

步骤与实施例1相同，不同之处在于，不包括步骤(4)，也即，填埋场防渗屏障材料的制备过程中不加入激发剂。

测试上述实施例1至5以及对比例1至3制备的填埋场防渗屏障材料的开裂情况、无侧限抗压强度和渗透系数，测试结果如下表1所示。按照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557-2010)和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)进行浸出毒性试验，浸出液中的无机元素浸出毒性鉴别值如下表2所示。

表1填埋场防渗屏障材料的开裂情况、无侧限抗压强度和渗透系数

试样	裂缝最宽(mm)	无侧限抗压强度(kPa)	渗透系数(cm/s)
				实施例1	—	4467	3.1×10<sup>-9</sup>
实施例2	—	3640	6.4×10<sup>-9</sup>
				实施例3	—	2952	8.1×10<sup>-9</sup>
实施例4	—	3137	7.3×10<sup>-9</sup>
				实施例5	—	3091	7.6×10<sup>-9</sup>
对比例1	1.40	1178	—
				对比例2	0.55	1852	—
对比例3	—	2475	8.5×10<sup>-8</sup>

表2填埋场防渗屏障材料浸出液中无机元素浸出毒性鉴别值

由上述表1的结果可以看出，相比于对比例1中不添加高炉矿渣粉、对比例2中污泥质量分数超过65％、以及对比例3中不添加激发剂的技术方案而言，本发明实施例制备的填埋场防渗屏障材料无裂缝，无侧限抗压强度较高，渗透系数也能满足相关标准要求，说明本发明提供的技术方案改善了填埋场防渗屏障材料容易开裂的问题，且提高了材料的力学性能。进一步由表2中的测试结果可以看出，本发明实施例制备的填埋场防渗屏障材料，浸出液中的任何一种危害成分均未超过浓度限值，也即，本发明实施例制备的填埋场防渗屏障材料不具有浸出毒性特征，能避免实际应用过程中对地表水、地下水资源及土地资源的影响。

基于表1中的测试结果，以实施例1为例，分析其与各对比例制备的填埋场防渗屏障材料的微观结构进行分析，进行扫描电镜(SEM)测试，放大倍数为1000倍，测试结果如图2至图5所示。其中，图2至图5分别为实施例1、对比例1、对比例2和对比例3制备的填埋场防渗屏障材料的SEM测试图。

微观分析结果如下：由图3和图4可以看出，对比例1和对比例2制备的填埋场防渗屏障材料的结构以片状和球状为主，颗粒之间松散，杂乱堆叠，以点边接触为主，宏观表现为发生开裂现象，并且无侧限抗压强度的抗剪切强度力学指标较小，与表1中的测试结果相一致；由图2和图5可以看出，实施例1和对比例3制备的填埋场防渗屏障材料的结构以不规则的蜂窝状结构为主，片状结构胶结形成团聚体，但图5(对比例3)内部有明显孔道结构，宏观表现为对比例3的力学指标较实施例1要小，而渗透系数较实施例1要大，与表1中的测试结果相一致。说明本发明实施例制备的填埋场防渗屏障材料的微观结构较为密实，因此而具有较高的力学性能指标以及较小的渗透系数，有利于满足实际使用需求。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种填埋场防渗屏障材料，其特征在于，包括污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏、粉煤灰以及碱激发剂，其中，所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的质量百分数对应为35～65％、4～30％、4～30％和4～30％，所述碱激发剂的添加量为所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰总质量的1.1～3.3％。

2.如权利要求1所述的填埋场防渗屏障材料，其特征在于，所述碱激发剂包括氢氧化钠和稻壳灰，其中，所述氢氧化钠和稻壳灰的添加量对应为所述污泥、高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰总质量的0.1～0.3％和1～3％。

3.如权利要求1所述的填埋场防渗屏障材料，其特征在于，所述污泥的含水量为75～85％；和/或，所述污泥的平均粒径不大于1mm。

4.如权利要求1所述的填埋场防渗屏障材料，其特征在于，所述高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰的粒径对应为80～200目、80～200目和80～200目。

5.一种如权利要求1至4任意一项所述的填埋场防渗屏障材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含有结块状的污泥搅拌成为粘稠糊状污泥；

向所述预混料中加入碱激发剂，搅拌混合得到混合物料；

6.如权利要求5所述的填埋场防渗屏障材料的制备方法，其特征在于，将高炉矿渣粉、脱硫石膏和粉煤灰搅拌混合，得到混合粉料的步骤，包括：

7.如权利要求5所述的填埋场防渗屏障材料的制备方法，其特征在于，将含有结块状的污泥搅拌成为粘稠状污泥的步骤，包括：

8.如权利要求5所述的填埋场防渗屏障材料的制备方法，其特征在于，向所述粘稠状污泥中加入所述混合粉料，搅拌混合得到预混料的步骤，包括：

9.如权利要求5所述的填埋场防渗屏障材料的制备方法，其特征在于，向所述预混料中加入碱激发剂，搅拌混合得到混合物料的步骤，包括：

10.如权利要求5所述的填埋场防渗屏障材料的制备方法，其特征在于，将所述混合物料平铺后反复碾压至呈块状并干燥固化，制得填埋场防渗屏障材料的步骤中：

所述混合物料碾压后形成块状的厚度不小于75cm。