[发明专利]可在高含盐及盐离子的污水条件下使用的土工合成材料膨润土防水毯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可在高含盐及盐离子的污水环境中使用的土工合成材料膨润土防水毯的制作，更具体地说是一种利用聚合物与膨润土的相互作用在海水及含有盐离子的污水环境下发挥防渗作用的土工材料。 

背景技术

土工合成材料膨润土防水毯，是由两层土工合成材料（编织物及无纺布等土工布）之间夹封一层膨润土颗粒，并通过织物纤维缝合、针刺或化学粘合而成的一种复合防渗衬垫。以蒙脱石为主要成分的膨润土颗粒夹层在膨润土防水毯中起主要防渗作用。膨润土颗粒可吸附数倍于自身体积的水量，吸水后体积膨胀可达原本数倍甚至数十倍从而使两层土工材料紧密贴合，形成致密的不透水层，从而达到防水的目的。 

随着国内外对环境工程的日益重视，在一些诸如垃圾填埋场、储油库、含有盐离子的污水处理等地下结构工程中，防止渗漏的要求越来越高。为了满足现行防渗标准，相关行业在工程应用中广泛推行多层防渗漏系统设计方法。膨润土防水毯具有低透水性（渗透系数K_W≤5×10^-11m/s）、良好涨缩性、耐久性、抗冻性、抗干湿循环等优点，其作为衬垫层的防渗效果明显优于其他材料，并且由于该材料施工简单、工期短、对破损处易检测和修补，已逐渐取代其他防渗材料在各类防渗工程中广泛应用。 

但在膨润土防水毯实际应用中也存在一些亟待解决的问题。由于在防水毯中起主要防渗作用的膨润土易受水质尤其是水中盐离子的影响发生阳离子交换现象，导致其渗透系数呈数量级增长，使得用于沿海城市的地铁、地下室、地下停车场、人工湖、渠道、高速公路、机场等构造地下防渗系统的膨润土防水毯防渗性能下降，甚至导致防渗结构破坏，形成安全隐患。 

国外已有研究单位一直在开展抗盐性膨润土防水毯产品的研制和开发。但目前为止，国内尚未有抗盐性的膨润土防水毯产品问世。 

发明内容

技术问题：为了满足沿海地区对于工程防渗衬垫的需求，本发明提供了一种可在高盐环境中发挥良好抗渗效果的抗盐性衬垫，确保其可在海水或含有盐离子的污水中具有良好防渗能力，填补了国内抗盐性膨润土防水毯产品的空白。 

技术方案：

一种可在高含盐及盐离子污水条件下使用的土工合成材料膨润土防水毯，包括两层土工合成材料层以及固定在前述两层土工合成材料层之间的膨润土层，所述的膨润土层为抗盐性膨润土层；所述的抗盐性膨润土层包括拌合均匀的膨润土以及抗盐添加剂。

所述抗盐添加剂为羧甲基纤维素钠；所述羧甲基纤维素钠与膨润土的质量配比为5%-15%：1。 

所述羧甲基纤维素钠的粘度为800-1200cP。 

所述抗盐性膨润土层通过胶粘法或针刺覆膜法与土工合成材料层连接成一体。 

所述抗盐添加剂为非离子聚丙烯酰胺或者聚乙烯醇。 

本发明的另一技术目的是提供一种可在高含盐及盐离子污水条件下使用的土工合成材料膨润土防水毯的制备方法，包括以下步骤：首先，制备出抗盐性膨润土，所述的抗盐性膨润土通过向膨润土中均匀添加抗盐添加剂制成；所述抗盐添加剂选用羧甲基纤维素钠；且羧甲基纤维素钠与膨润土的质量配比为5%-15%：1；然后，将上述制备出的抗盐性膨润土呈层状铺设在两层土工合成材料之间，即可得到抗盐性膨润土防水毯。 

所述膨润土为人工钠化膨润土；所述羧甲基纤维素钠在膨润土钠化过程中加入。 

根据以上的技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下的优点： 

1、抗盐性膨润土防水毯由于在膨润土颗粒中掺入了聚合物，具有一定粘接力聚合物将膨润土分子结构连接起来。膨润土颗粒间的孔隙由于聚合物的粘结作用减小，同时本身具有一定持水能力的聚合物与膨润土颗粒结合后，混合物颗粒表面的强结合水体积增大，孔隙中弱结合水以及自由水的比例降低，同时孔隙水流动的路径更加狭窄曲折，宏观表现即为抗盐性膨润土防水毯渗透系数的减小。

2、本发明所提拱的一种可在高盐环境中发挥良好抗渗效果的抗盐性衬垫，结合工程实际需求，可扩大新型防渗衬垫膨润土防水毯的使用范围，使其在沿海地区也能发挥一定的防渗作用； 

3、相比以往沿海地区常规防渗衬垫的使用，如利用压实粘土衬垫代替膨润土，或采用混凝土保护膨润土层的方式，所发明的抗盐性膨润土防水毯造价增加约10%，但渗透系数可较普通膨润土防水毯降低约1-2个数量级，因此，综合性价比，本发明产品更容易满足此类工况下对于防渗衬垫的需求。

4、本发明实施过程简单方便，效果显著，很容易达到一定的防渗标准，便于推广利用。 

附图说明