專利名稱：一種提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法，屬于礦物材料與礦物加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近十幾年來興起的膨潤土防水毯是膨潤土基礦物材料，乃至非金屬礦物材料領(lǐng)域最重要的進(jìn)展之一。這種功能材料充分利用了膨潤土的天然高吸水性和膨脹特性，廣泛應(yīng)用于地下工程(地鐵、隧道、大型建筑基礎(chǔ)等)、城市垃圾填場(chǎng)、水利工程和人工湖防滲等領(lǐng)域，具有廣闊的市場(chǎng)空間和良好的發(fā)展前景，不僅經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且在環(huán)境保護(hù)、生態(tài)建 設(shè)、節(jié)水等領(lǐng)域具有巨大的社會(huì)效益。但是，目前國內(nèi)外的膨潤土防水毯產(chǎn)品存在的最大不足是，在離子濃度或鹽濃度較高的環(huán)境下其防水性能和耐久性能顯著下降(表現(xiàn)在膨脹性能下降和滲透系數(shù)增大)。由于這一缺點(diǎn)，在很大程度上影響了膨潤土防水材料應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)大，尤其是在水利工程、污水處理工程等鹽度較高的領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，需要研發(fā)具有高抗鹽特性的新型膨潤土防水(滲)材料。這不僅是目前中國膨潤土防水(滲)材料存在的不足，也是世界范圍內(nèi)膨潤土防水(滲)材料存在的一個(gè)難題。解決膨潤土基防水(滲)復(fù)合材料在鹽水中防水性能和耐久性能下降的關(guān)鍵是提高膨潤土原料的抗鹽性能，因?yàn)榕驖櫷潦桥驖櫷粱浪?滲)復(fù)合材料的關(guān)鍵原材料或基礎(chǔ)材料。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有膨潤土防水或防滲材料在鹽水環(huán)境中防水性能和耐久性能下降等不足，提出一種采用物理摻雜改性技術(shù)提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法。

發(fā)明內(nèi)容
娃藻土是一種天然產(chǎn)出的多孔無定型娃質(zhì)礦物材料，其孔結(jié)構(gòu)呈有規(guī)律的分布，孔徑為幾納米至數(shù)十納米，是一種天然納米孔道硅質(zhì)礦物原料，具有較大的比表面積和較強(qiáng)的吸附無機(jī)離子及有機(jī)物的能力。本發(fā)明內(nèi)容是以硅藻土為摻雜改性劑，采用物理摻雜技術(shù)，在制備膨潤土防水或防滲材料的膨潤土原料中均勻摻入一定質(zhì)量的硅藻土，制成一種硅藻土摻雜改性的膨潤土防水材料原料。其工藝步驟為根據(jù)膨潤土原料的質(zhì)量，稱取一定量的硅藻土粉體加入到膨潤土原料中，在常溫下用機(jī)械或氣流混合機(jī)干法混合均勻。上述工藝步驟中所述的硅藻土，其特征是其中的硅藻含量或無定型SiO2含量不小于80%,含水率不大于10% ;娃藻土的摻入量為膨潤土質(zhì)量的1.0% 15.0%。上述硅藻土摻雜改性的膨潤土在鹽水中膨脹性能和防滲性能提高的機(jī)理是，硅藻土的硅質(zhì)納米孔道可以優(yōu)先于膨潤土吸附鹽水中游離的金屬離子，從而避免了鹽離子與膨潤土晶層間陽離子的交換反應(yīng)。用本發(fā)明方法可以顯著提高膨潤土在鹽水中的膨脹性能，將其用于制備膨潤土防水材料可以進(jìn)一步擴(kuò)展膨潤土防水材料的使用價(jià)值和應(yīng)用領(lǐng)域，而且方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :干燥的鈉基膨潤土 200g,娃藻含量85%、含水率6. 5%的娃藻土 IOg,在實(shí)驗(yàn)室小型轉(zhuǎn)子式攪拌器內(nèi)攪拌均勻，得到硅藻土摻雜改性的膨潤土樣品I。實(shí)施例2干燥的鈉基膨潤土 200g,娃藻含量85%、含水率6. 5%的娃藻土 13g,在實(shí)驗(yàn)室小型轉(zhuǎn)子式攪拌器內(nèi)攪拌均勻，得到硅藻土摻雜改性的膨潤土樣品II。實(shí)施例3干燥的鈉基膨潤土 200g,娃藻含量85%、含水率6. 5%的娃藻土 16g,在實(shí)驗(yàn)室小型轉(zhuǎn)子式攪拌器內(nèi)攪拌均勻，得到硅藻土摻雜改性的膨潤土樣品III。實(shí)施例I、II、III樣品及未摻雜改性的膨潤土樣品(O)在濃度為I. Og/L的CaCl2水溶液中的膨脹指數(shù)隨時(shí)間變化的測(cè)定結(jié)果列于表I。表I實(shí)施例樣品在濃度為I. Og/L的CaCl2水溶液中的膨脹指數(shù)
權(quán)利要求
1.一種提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法，其特征是以硅藻土為摻雜改性劑，在制備膨潤土防水或防滲材料的膨潤土原料中均勻摻入膨潤土質(zhì)量的I. 0% 15. 0%的硅藻土。
2.權(quán)利要求I所述的娃藻土摻雜改性劑，其特征是娃藻土摻雜改性劑的娃藻含量或無定型SiO2含量不小于80%，含水率不大于10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法。本方法是以硅藻土為摻雜改性劑，采用物理摻雜技術(shù)，在制備膨潤土防水或防滲材料的膨潤土原料中均勻摻入一定質(zhì)量的硅藻土制成硅藻土摻雜改性的膨潤土防水材料原料。用本發(fā)明方法可以顯著提高膨潤土在鹽水中的膨脹性能，將其用于制備膨潤土防水材料可以進(jìn)一步擴(kuò)展膨潤土防水材料的使用價(jià)值和應(yīng)用領(lǐng)域，而且方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號(hào)C09C1/42GK102653637SQ20111004998
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者于健, 孫志明, 豆中磊, 鄭水林 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)