[发明专利]一种地下水监测井建井用止水材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于地下水污染监测技术范畴，具体涉及一种地下水监测井建井过程中用止水材料。

本发明还涉及制备上述地下水监测井建井用止水材料的方法。

背景技术

近年来我国地下水污染问题十分突出，引起了社会、民众的广泛关注和国家环保管理部门的高度重视，开展地下水污染监测是我国地下水污染防治工作的重要任务之一，地下水采样技术是地下水监测的核心，而建设科学规范的地下水监测井，是保障地下水代表性样品采集、准确检测重要前提条件。

监测井技术是地下水污染调查的基础,通过它可以确定地下水污染物的成分、分布范围以及迁移路径等许多重要参数，目前，按照建井方式的不同，地下水监测井分为：

（1）丛式监测井；

（2）巢式监测井；

（3）连续多通道监测井；

（4）Waterloo监测井；

（5）Westbay MP监测井。

为了防止各地层中的地下水发生窜层显现，所有的监测井建井过程中均需要进行止水处理，有些可以实现分层监测的监测井在设置过程中还需分层止水。目前，常用的地下水监测井止水材料是膨润土，在成井过程中，由于膨润土的下沉速度小，膨胀速率快，常常出现其无法到达设计位置就已经完全膨胀，无法下沉，导致成井失败，因此，需要针对地下水监测井建井特点，研究开发适合的止水材料。监测井止水材料应具备：

（1）较高的密度，使其在水中具有较快的下沉速度；

（2）较小的膨胀速度，减少其下沉过程中浮力的增加，保障其下沉速度；

（3）合适的膨胀容，大膨胀容的止水材料的膨胀会对管壁造成挤压，造成井管变形或者弯曲，小膨胀容的止水材料，难以形成隔水层，丧失止水能力；

（4）无污染，止水材料本身不给地下水环境造成二次污染。

因此，如何制备一种低成本、高密度以及合适膨胀容的环保止水材料是地下水建井技术发展面临的技术难题。

发明内容

本发明目的在于提供一种地下水监测井建井用止水材料。

本发明的又一目的在于提供制备上述地下水监测井建井用止水材料的方法。

为实现上述目的，本发明提供的地下水监测井建井用止水材料，为颗粒状，其成分和质量比为：黄土:球粘土:膨润土:水泥:石英砂=1:0.05-0.10:0.07-0.14:0.004-0.007:0.005-0.008；

密度为1.5-1.9g/cm³，膨胀容为2-4mL/g，2h吸水率为140-200%，在水中的平均下沉速度为14-17m/min，膨胀后渗透系数为4×10^-7m/s-10×10^-7m/s。

所述的地下水监测井建井用止水材料，其中，颗粒的平均粒径为6.0-10mm。

所述的地下水监测井建井用止水材料，其中，黄土的成分和质量比：SiO₂45-52%，Al₂O₃8-15%，CaO7-10%，Fe₂O₃4-5%，MgO2-3%，K₂O2%，有机质组分1%；

球粘土的成分和质量比：氧化铝17-35%，氧化硅45-74%，氧化铁0.5-1.6%，氧化钛0.6-1.4%，2微米以下颗粒70%以上；

膨润土为2:1型钙基膨润土，其蒙脱石含量为80-90%；

水泥为硅酸盐水泥；

石英砂中0.20-0.15mm粒级占质量比70%，0.15-0.09mm粒级占质量比30%。

本发明提供的制备地下水监测井建井用止水材料的方法：

1）黄土、球粘土和膨润土分别烘干或者自然风干至含水率为9-13%，并研磨成粉状；

2）将粉状的黄土、球粘土、膨润土、水泥和石英砂按照质量比为1:0.05-0.10:0.07-0.14:0.004-0.007:0.005-0.008均匀混合，洒水成润湿状；

3）将混合物挤出造粒，平均粒径为6-10mm，挤出速度为8-10r/min，所得的颗粒自然晾干。

所述的方法，其中，造粒是通过挤出滚圆造粒机进行造粒进行造粒。

所述的方法，其中，所得的颗粒在通风条件下自然晾干。