关于膨润土防水毯的化学相容性试验及抗污抗盐型膨润土的研究进展.pdf

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关于膨润土防水毯的化学相容性试验
及抗污抗盐型膨润士的研究进展
王菲菲徐传云2左明
1.杭州市城市建设科学研究院浙江杭州3100072.浙江省地质矿产研究所浙江杭州310007
摘要:本文就与离子交换对膨润土防水毯渗透泩的影响的相为钙基膨润土。钙基膨润土层间只有一层水化売,片层间剥离较
关化学相容性研究、抗污抗盐型膨润土防水毯的研究及其在污柒差,层间含水量小,相应的渗透系数较大,且愈合能力差。Lin证
环境中适用性评估等方面的进展进行了综述
实,以海水为渗透液,有效压力17.5kNm2,钙基膨润土防水毯经
关键词:膨润土;防水毯;化学相容性;抗污抗盐型
五次干混循环后,无法通过膨胀完全愈合裂隙。
前言
化学相容性
膨润土由于具有良好的膨胀性、分散性及吸附性,作为防渗
试验方法及化学平衡终点标准
隔离层广泛被用于堤坝及开挖工程,以防止含盐水侵蚀矿层、控
化学相容性试验主要是研究在电解质作用下,膨润上防水毯
制地下水污染。钠基膨润土晶体平均尺寸更小、分散性好,膨胀达到化学平衡后渗透系数変化来评价是否适用与受污染环境。
力很强,吸水率在4-6之间,加之层间双层水化売,持水能力强,
D6766-12《GCL与可能不相容溶液渗透后渗透系数测试》提
水化饱和后形成一层致密的凝胶体,阻得孔隙水流动。因此,钠供了进行GCL室内化学相容性渗透试验的标准方法,该法将CCL
基膨润土的渗透性远低于钙基膨润土,起到防水防渗的效果。
与模拟化学测试液的渗透液分两种情况,一种是先用去离子水对
膨润上防水毯( geosynthetic clay liner,简称GCL)是以钠基膨GCL水合,饱和后再用测试液渗透;一种是直接用测试液水合
润土为主要成分的新型防水卷材,其在国内的应用不过「年时渗透。水化饱和要求进出水达到化学平衡,包括:对连续测试的
间,原料以人工钠基膨润土.为主,近年来也出现了天然钠基膨润进出水流量比、流量变化率的波动范围在0.75-1.25之间;连续测
土防渗衬垫,而业界对GCL的反响也从热衷回归到理性看待。继试的渗透系数无明显増减趋势;经GCL样品总流量至少2倍孔容
IC/I193-2006《钠基膨润上防水毯》之后,2012年开始实施的JC(PVF);进出水电导率比変化1.0+0.1等多项要求。
T2054-2014天然钠基膨润土防渗衬垫》删除了关于耐久性的规
值得关注的是,化学相容性实验长达数年,耗时较长。仅
定。以此看出业界观点:天然钠基膨润上防渗衬垫更适合长期地GCL样品水化饱和要达到流经GCL样品的总流量至少2倍孔容
下防渗工程,而对人工钠基膨润土防渗付垫的长期表现仍存有很(PVF)的要求,需要1个月以上,达到出进水电导比1.0+0.1需要
多质疑
更长时间。
伴随着膨润士防水毯的推广,在工程中暴露出一些缺陷。尤
lo2在.D)6766基础上提出渗透试验达到化学平衡的终点标
其是在盐、碱等污染环境中,表现为渗透系数增加1-3个数量级,:满足D6766同时,要求进出水电导率比变化1.0+0.5,进出水浓
自愈能力变差,防渗性能下降。这主要是山高价盐离子与膨润上度比変化1.0+0.5,出水检测不出Na。达到这一平衡标准耗时较
层间的钠离子交换造成的。因此,评价膨润土防水毯在复杂的地长,不现实。他又提出满足D6766同时进出水电导率变化1.0+
下环境中的渗透表现并研制抗污抗盐型防水毯显得尤为重要。0.5,此付测得的渗透系数约是化学平衡时渗透系数K1的1/3。而
本文综述了膨润土防水毯化学相容性研究、抗污抗盐型防水毯及达到这一标准也需耗时03-1.3年。
其在污染环境中适用性评估等的研究进展。
化学相容性试验
、离了交换
关于渗透液中电解质浓度利化合价对GCL渗透系数的影响
影响膨润上渗透系数的因素有渗透液的浓度、化合价及膨润结论不一。如Iin认为电解质浓度影响很小,天然钠基膨润土防
土的微观结构。心其当渗透液成分复杂,存在高浓度电解质时,水毯在0.0125M的CaCL溶液作用下渗透系数变化,发现单位面积
离子交换作用能使钠基膨润土转化为钙基膨润土,层间失水6-质量4kg/m的CCLD4000渗透系数増大6.4倍;单位面积8kgym2
12%,片层团聚,渗透系数増大,防渗效果大打折扣。
的GC..D8000渗透系数增加大3.1倍。
天然钠基膨润土稳定性高,在完全离子交换后,仍能保留良
Shackelford通过两种GCL样品分别在低离子度地下水、尾矿
好的分散性。而人工钠基膨润上(活化钙上)因存在过量的碱,活工艺水和含有锌、铜离子的模拟尾矿渗透液作用下的渗透表现
性较高,钠离子容易被高价阳离子置换出。
发现低离子度地下水入渗时GCL渗透系数较低,为1-3*10°cm/s,而
研究表明3%的Ca2能完全置换钠基膨润土层间的钠离子,在用工艺水和模拟尾矿水作渗透液,CCL的渗透系数平均值增大
湿度较大环境中,1-2年后代离子交换作用下人工钠上完全转化200-7600倍。
2014年12月