一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料及其制備方法，屬于固體廢物再處理【技術(shù)領(lǐng)域】。其配方比例按重量份計如下：粉土質(zhì)砂82.5-85.5份、膨潤土2-5份和水12.5份。將粉土質(zhì)砂和膨潤土混合均勻后鋪設到待施工作業(yè)面，將水均勻灑到物料表面，碾壓后即得產(chǎn)品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。本發(fā)明通過對粉土質(zhì)砂通過添加膨潤土和水進行改性處理，解決了粘土資源匱乏造成粘土采購困難、運輸和施工成本極大的問題，同時可就地取土，現(xiàn)場土方平衡，解決了挖方造成棄土困難的問題，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。由于本發(fā)明技術(shù)施工簡單，材料來源廣泛，所以技術(shù)的適用性較廣，實施較易。
【專利說明】一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料及其制備方法，屬于固體廢物再處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]固體廢物填埋場建設時，要求庫底和邊坡HDPE 土工膜防滲層下必須有不小于75cm厚的粘土保護層，對滲透系數(shù)也有特定的要求，而且粘土防滲保護層施工要求極為嚴格，即土質(zhì)要求均勻，無尖銳物體等，以防止在垃圾等填埋時，刺破HDPE 土工膜防滲層。在我國黃淮海平原及沿海地區(qū)，由于黃河、長江等大江大河沖刷，地表廣泛存在砂性土層，很多地區(qū)粘土資源匱乏。其建設固廢填埋場時，粘土采購非常困難、運輸和施工成本極大，甚至很難找到滿足設計要求的粘土。有時為滿足工期和建設成本需求，不得不降低設計要求，存在很大的環(huán)境風險。
[0003]本發(fā)明正是為了克服粘土資源匱乏地區(qū)，建設固廢填埋場時，粘土采購困難、運輸和施工成本大，甚至很難找到滿足設計要求的粘土，造成的環(huán)境隱患。適用于所有新建和改擴建的粉砂土基礎填埋場場址的所有生活垃圾、工業(yè)固廢和危險廢物填埋場工程。
[0004]本發(fā)明是一種替代垃圾填埋場粘土襯墊材料的技術(shù)，在對我國廣大砂質(zhì)土基礎地區(qū)固體廢物填埋工程設計和施工中，粘土資源匱乏導致無法取土或粘土價格過高而采用的替代材料，滿足填埋場防滲系統(tǒng)的設計要求。屬于垃圾和工業(yè)固廢、危險固廢處理【技術(shù)領(lǐng)域】，適用于砂質(zhì)土基礎地區(qū)的固體廢物填埋工程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料及其制備方法。
[0006]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料，配方比例按重量份計如下:粉土質(zhì)砂82.5-85.5份、膨潤土 2-5份和水12.5份。
[0007]將粉土質(zhì)砂和膨潤土混合均勻后鋪設到待施工作業(yè)面，將水均勻灑到物料表面，碾壓后即得產(chǎn)品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。
[0008]所述粉土質(zhì)砂中粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量占砂土總質(zhì)量50%_75%的砂土。所述膨潤土為鈉基膨潤土，其中蒙脫石含量60%-88%，膨脹容25-50mL/g，膠質(zhì)價> 99mL/15g,2h吸水率250%-350%，水分≤12，濕壓強度≥0.23MPa，吸藍量≥80mmol/100g，Na2O≥1.28，目數(shù)為200-1250目。
[0009]所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料的制備方法，步驟如下:
(l)配料:取粉土質(zhì)砂82.5-85.5份、膨潤土 2-5份和水12.5份；
(2 )攪拌:將步驟(1)所述粉土質(zhì)砂和膨潤土加入自落滾筒式混凝土攪拌機攪拌均勻，攪拌方式為間歇式運行，移動式安裝，出料方式為自落式；(3)碾壓:運輸車輛將步驟(2)攪拌好的物料卸到填埋庫區(qū)施工作業(yè)面，人工攤鋪至10-20cm，然后將配料好的水均勻灑到物料表面，待表面無明顯水潰后，采用工作質(zhì)量不小于IOt的振動壓路機碾壓3遍以上，取樣測量壓實度和滲透系數(shù)，物料需碾壓至設計壓實度和滲透系數(shù)要求；
(4)重復:重復步驟(3)，直至襯墊層高度滿足要求，即得產(chǎn)品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。
[0010]步驟(2)所述攪拌時，通電以后啟動攪拌主電機，進入正常工作狀態(tài)后，再將配料完畢的粉土質(zhì)砂和膨潤土加入到攪拌機的滾筒中一起攪拌，攪拌10-20min后，待物料攪拌均勻，啟動卸料裝置，將攪拌好的物料卸入運輸車輛，即完成了一個攪拌周期。
[0011]步驟(3)所述碾壓壓實度要求不小于90%，滲透系數(shù)不大于10_7cm/S。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在廣泛存在于我國黃淮海平原及沿海地區(qū)的粉土質(zhì)砂土層基礎上施工固廢填埋場時，可就地取土，通過添加一定比例的膨潤土和水，按照一定的施工方法，完全可以替代粘土做為防滲層的保護層，解決了粘土匱乏帶來的采購困難、運輸和施工成本極大，甚至很難找到滿足設計要求的粘土的難題；相對于傳統(tǒng)的采用粘土做為防滲保護層的方法，以庫容為100萬m3，填埋高度為IOm的填埋場為例，其施工周期可縮短2~4個月，工程投資可節(jié)省59TlO%，同時可以避免使用7.5萬m3左右的粘土取土造成的約20畝耕地的廢棄。本技術(shù)對于粉土質(zhì)砂土層基礎填埋場且粘土資源匱乏的地區(qū)，其適用性更明顯。
[0013]通過對粉土質(zhì)砂通過添加膨潤土和水進行改性處理，解決了粘土資源匱乏造成粘土采購困難、運輸和施工成本極大的難題，同時可就地取土，現(xiàn)場土方平衡，解決了挖方造成棄土困難的問題，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。較傳統(tǒng)的技術(shù)，以庫容為100萬m3，填埋高度為IOm的填埋場為例，其施工周期可縮短2~4個月，工程投資可節(jié)省59TlO%，同時可以避免使用7.5萬m3左右的粘土取土造成的約20畝耕地的廢棄。
[0014]本發(fā)明通過對粉土質(zhì)砂通過添加膨潤土和水進行改性處理，解決了粘土資源匱乏造成粘土采購困難、運輸和施工成本極大的問題，同時可就地取土，現(xiàn)場土方平衡，解決了挖方造成棄土困難的問題，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。由于本發(fā)明技術(shù)施工簡單，材料來源廣泛，所以技術(shù)的適用性較廣，實施較易。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料的制備方法，步驟如下:
(I)配料:取粉土質(zhì)砂82.5份、膨潤土 2份和水12.5份；
(2 )攪拌:將步驟(1)所述粉土質(zhì)砂和膨潤土加入自落滾筒式混凝土攪拌機攪拌均勻，攪拌方式為間歇式運行，移動式安裝，出料方式為自落式；
(3)碾壓:運輸車輛將步驟(2)攪拌好的物料卸到填埋庫區(qū)施工作業(yè)面，人工攤鋪至20cm，然后將配料好的水均勻灑到物料表面，待表面無明顯水潰后，采用工作質(zhì)量不小于IOt的振動壓路機碾壓3遍以上，取樣測量壓實度和滲透系數(shù)，物料需碾壓至設計壓實度和滲透系數(shù)要求；
(4)重復:重復步驟(3)`，直至襯墊層高度滿足要求，即得產(chǎn)品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。
[0016]步驟(2)所述攪拌時，通電以后啟動攪拌主電機，進入正常工作狀態(tài)后，再將配料完畢的粉土質(zhì)砂和膨潤土加入到攪拌機的滾筒中一起攪拌，攪拌20min后，待物料攪拌均勻，啟動卸料裝置，將攪拌好的物料卸入運輸車輛，即完成了一個攪拌周期。
[0017]步驟(3)所述碾壓壓實度要求不小于90%，滲透系數(shù)不大于10_7cm/s。
[0018]實施例2
所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料的制備方法，步驟如下:
(O配料:取粉土質(zhì) 砂85.5份、膨潤土 5份和水12.5份；
(2 )攪拌:將步驟(1)所述粉土質(zhì)砂和膨潤土加入自落滾筒式混凝土攪拌機攪拌均勻，攪拌方式為間歇式運行，移動式安裝，出料方式為自落式；
(3)碾壓:運輸車輛將步驟(2)攪拌好的物料卸到填埋庫區(qū)施工作業(yè)面，人工攤鋪至10cm，然后將配料好的水均勻灑到物料表面，待表面無明顯水潰后，采用工作質(zhì)量不小于IOt的振動壓路機碾壓3遍以上，取樣測量壓實度和滲透系數(shù)，物料需碾壓至設計壓實度和滲透系數(shù)要求；
(4)重復:重復步驟(3)，直至襯墊層高度滿足要求，即得產(chǎn)品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。
[0019]步驟(2)所述攪拌時，通電以后啟動攪拌主電機，進入正常工作狀態(tài)后，再將配料完畢的粉土質(zhì)砂和膨潤土加入到攪拌機的滾筒中一起攪拌，攪拌10-20min后，待物料攪拌均勻，啟動卸料裝置，將攪拌好的物料卸入運輸車輛，即完成了一個攪拌周期。
[0020]步驟(3)所述碾壓壓實度要求不小于90%，滲透系數(shù)不大于10_7cm/s。
[0021]實施例3
所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料的制備方法，步驟如下:
(I)配料:取粉土質(zhì)砂84份、膨潤土 4份和水12.5份；
(2 )攪拌:將步驟(1)所述粉土質(zhì)砂和膨潤土加入自落滾筒式混凝土攪拌機攪拌均勻，攪拌方式為間歇式運行，移動式安裝，出料方式為自落式；
(3)碾壓:運輸車輛將步驟(2)攪拌好的物料卸到填埋庫區(qū)施工作業(yè)面，人工攤鋪至15cm，然后將配料好的水均勻灑到物料表面，待表面無明顯水潰后，采用工作質(zhì)量不小于IOt的振動壓路機碾壓3遍以上，取樣測量壓實度和滲透系數(shù)，物料需碾壓至設計壓實度和滲透系數(shù)要求；
(4)重復:重復步驟(3)，直至襯墊層高度滿足要求，即得產(chǎn)品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。
[0022]步驟(2)所述攪拌時，通電以后啟動攪拌主電機，進入正常工作狀態(tài)后，再將配料完畢的粉土質(zhì)砂和膨潤土加入到攪拌機的滾筒中一起攪拌，攪拌15min后，待物料攪拌均勻，啟動卸料裝置，將攪拌好的物料卸入運輸車輛，即完成了一個攪拌周期。
[0023]步驟(3)所述碾壓壓實度要求不小于90%，滲透系數(shù)不大于10_7cm/s。
【權(quán)利要求】
1.一種替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料，其特征是配方比例按重量份計如下:粉土質(zhì)砂82.5-85.5份、膨潤土 2-5份和水12.5份； 將粉土質(zhì)砂和膨潤土混合均勻后鋪設到待施工作業(yè)面，將水均勻灑到物料表面，碾壓后即得產(chǎn)品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。
2.如權(quán)利要求1所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料，其特征是:所述粉土質(zhì)砂中粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量占砂土總質(zhì)量50%_75%的砂土。
3.如權(quán)利要求1所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料，其特征是:所述膨潤土為鈉基膨潤土，其中蒙脫石含量60%-88%，膨脹容25-50mL/g，膠質(zhì)價≤99mL/15g,2h吸水率250%-350%，水分≤12，濕壓強度≤0.23MPa，吸藍量≤80mmol/100g，Na2O≤1.28，目數(shù)為200-1250目。
4.權(quán)利要求1所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料的制備方法，其特征是步驟如下: Cl)配料:取粉土質(zhì)砂82.5-85.5份、膨潤土 2-5份和水12.5份； (2 )攪拌:將步驟(1)所述粉土質(zhì)砂和膨潤土加入自落滾筒式混凝土攪拌機攪拌均勻，攪拌方式為間歇式運行，移動式安裝，出料方式為自落式； (3)碾壓:運輸車輛將步驟(2)攪拌好的物料卸到填埋庫區(qū)施工作業(yè)面，人工攤鋪至10-20cm，然后將配料好的水均勻灑到物料表面，待表面無明顯水潰后，采用工作質(zhì)量不小于IOt的振動壓路機碾壓3遍以上，取樣測量壓實度和滲透系數(shù)，物料需碾壓至設計壓實度和滲透系數(shù)要求； (4)重復:重復步驟(3)，直至襯墊層高度滿足要求，即得產(chǎn)品替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料。
5.如權(quán)利要求1所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料的制備方法，其特征是:步驟(2)所述攪拌時，通電以后啟動攪拌主電機，進入正常工作狀態(tài)后，再將配料完畢的粉土質(zhì)砂和膨潤土加入到攪拌機的滾筒中一起攪拌，攪拌10-20min后，待物料攪拌均勻，啟動卸料裝置，將攪拌好的物料卸入運輸車輛，即完成了一個攪拌周期。
6.如權(quán)利要求1所述替代垃圾填埋場粘土襯墊的膨潤土改性砂土材料的制備方法，其特征是:步驟(3)所述碾壓壓實度要求不小于90%，滲透系數(shù)不大于10_7cm/S。
【文檔編號】E02D31/02GK103723998SQ201310650293
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】耿震 申請人:無錫市政設計研究院有限公司