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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
聚合物改性膨润土在阻隔屏障中酸碱盐条件下的防渗效果
  • 作者

    姜璐莎李超越卢光华蒲诃夫董晓强代展鸿徐俊侯国伦

  • 单位

    华中科技大学土木与水利工程学院中冶节能环保有限责任公司太原理工大学土木工程学院湖北地矿建设工程承包集团有限公司

  • 摘要
    【目的】聚合物改性膨润土可显著提高膨润土在高盐、强酸、强碱等侵蚀性环境下的防渗性能,实现更有效的污染管控。研究了基于聚合物改性膨润土的防渗材料在土工合成黏土衬垫GCL、竖向阻隔墙及覆盖系统等防污屏障中的渗透特性。【方法】采用自主研发的聚合物改性膨润土,按各类防污屏障的应用要求进行制样,通过渗透试验研究了防渗材料在酸、碱、盐等不同溶液中的渗透系数;并结合XRD、FTIR和SEM等微观测试方法对聚合物改性膨润土的层间结构、孔隙结构和微观形貌特征进行了表征分析。【结果】试验结果表明:未采用聚合物改性的膨润土在侵蚀性溶液中防渗性能大幅劣化(如,在3.4%的NaCl溶液中的渗透系数高达2.76×10-7 m/s),而聚合物改性膨润土在高盐、强酸、强碱溶液中可依然保持极低的渗透系数(如聚合物含量≥10%时,在3.4%的NaCl溶液中的渗透系数<10-11 m/s,降低了4个数量级),表现出良好的抗高盐、耐强酸/碱能力。微观表征分析表明,添加的单体按预期成功在膨润土浆液中聚合,所形成的聚合物扩大了蒙脱石片层间距,增大了膨润土在侵蚀性溶液中的膨胀性,并填塞膨润土颗粒间的孔隙,形成具有狭小渗流通道的致密结构,从而有效提高了改性膨润土在侵蚀性环境下的防渗性能。
  • 关键词

    聚合物膨润土渗透性化学相容性土工合成黏土衬垫竖向阻隔墙覆盖系统

  • 基金项目(Foundation)
    国家重点研发计划资助项目(2019YFC1806000);国家自然科学基金资助项目(52078235);湖北省自然科学基金联合基金资助项目;
  • 文章目录
    1 试验材料
    1.1 制备聚合物改性膨润土基防渗材料所需的原材料
    1.2 聚合物改性膨润土的制备
    1.3 基于聚合物改性膨润土的竖向阻隔墙防渗材料的制备
    1.4 基于聚合物改性膨润土的覆盖系统防渗材料的制备
    1.5 渗透溶液
    2 试验方法
    2.1 柔性壁渗透试验
    2.2 刚性壁渗透试验
    2.3 微观结构分析
    3 聚合物改性膨润土基防渗材料在三种防污屏障中的防渗效果
    3.1 土工合成黏土衬垫GCL
    3.1.1 不同聚合物含量的改性膨润土在高盐溶液中的渗透特性
    3.1.2 聚合物改性膨润土在强酸、强碱溶液中的渗透特性
    3.2 基于聚合物改性膨润土的竖向阻隔墙防渗材料
    3.3 基于聚合物改性膨润土的覆盖系统防渗材料
    4 防渗机理
    4.1 XRD图谱
    4.2 FTIR
    4.3 SEM
    5 结论
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