一种基于湖相沉积粉土的防渗材料及其制备方法与流程

本发明涉及水利水电工程领域，具体涉及一种基于湖相沉积粉土的防渗材料及其制备方法。

背景技术：

1、心墙作为心墙堆石坝的防渗结构的重要组成部分，直接影响到大坝填筑的总体施工质量和蓄水后的安全运行。心墙防渗土料是心墙堆石坝主要关键材料，对坝体渗透与稳定起控制作用，防渗体裂缝及引起的渗流冲刷是影响坝体安全的重要因素，故对防渗土料的要求很高。由于水库区域地质构造背景复杂，河床覆盖层超深厚，技术难度大。用于心墙堆石坝的土料，除满足防渗性能外，还需具有较好的物理力学性能，以能与坝壳堆石的变形相协调，减小坝壳对心墙的拱效应，改善心墙的应力应变，减少心墙裂缝的发生几率，从而减小心墙裂缝的发生概率。

2、以湖积成因形成的土料，物质组成为黏土为主，黏粒含量高，但天然含水率较高，基本处于饱和状态，渗透性微弱，力学强度低，具有失水干结成块，饱和粘结成团的特性，并不能直接用作防渗土料使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于湖相沉积粉土的防渗材料及其制备方法，解决了风湖相沉积形成的土料难以直接作为防渗土料使用的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、本发明提供一种基于湖相沉积粉土的防渗材料，主要包括以下重量份的原料：湖相沉积粉土48份～54份、片麻岩碎石料40份～45份和改性膨润土5份～15份。

4、进一步地，所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料，主要包括以下重量份的原料：湖相沉积粉土50份～52份、片麻岩碎石料42份～44份和改性膨润土8份～12份。

5、进一步地，所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料，主要包括以下重量份的原料：湖相沉积粉土51份、片麻岩碎石料43份和改性膨润土10份。

6、进一步地，在所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料中，其特征在于，在所述湖相沉积粉土中：小于5mm颗粒含量为99％～100％；小于0.075mm颗粒含量为95％～99％；小于0.005mm颗粒含量为50％～60％；

7、所述湖相沉积粉土的含水率为35％～40％。

8、进一步地，在所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料中，所述改性膨润土的制备包括：

9、将粘粒含量为55％～70％的钠基膨润土在60～80℃温度下烘干0.5～1h后，按照固液比为1：(3～6)加入到浓度为1.5～3.5wt％的聚合羟基铝溶液中，在30～40℃温度下，搅拌3～5h；

10、经沉淀、过滤、干燥后，加入25wt％的甲酸钙混合，得到改性膨润土。

11、进一步地，在所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料中，所述片麻岩碎石料为饱和面干状态，且所述片麻岩碎石料的粒径为50mm～100mm。

12、进一步地，在所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料中，在所述防渗材料中：小于5mm颗粒含量为45％～60％；小于0.075mm颗粒含量为35％～55％；小于0.005mm颗粒含量为14％～30％；

13、所述防渗材料的含水率为12～14％。

14、本发明还提供上述的基于湖相沉积粉土的防渗材料的制备方法，包括：

15、将改性膨润土加水混合均匀后，与湖相沉积粉土混合搅拌，得到第一混合料；

16、在搅拌状态下，向第一混合料中加入片麻岩碎石料，搅拌均匀，得到所述防渗材料。

17、进一步地，在所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料的制备方法中，得到第一混合料的搅拌条件为：转速50～80r/min，时间10～15min。

18、进一步地，在所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料的制备方法中，得到所述防渗材料的搅拌条件为：转速40～60r/min，时间10～15min。

19、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

20、本发明的基于湖相沉积粉土的防渗材料，片麻岩碎石料，作为防渗材料的掺砾成分，是防渗材料的支撑骨架，颗粒强度高，以增加抗剪强度和变形模量，减少收缩；通过对膨润土改性提高吸附吸水能力，提高防渗材料的抗剪强度。本发明的防渗材料，具有高等压缩性和更优的干密度，表现出一定的抗剪稳定性，防渗效果更优，力学性能更佳。

技术特征：

1.一种基于湖相沉积粉土的防渗材料，其特征在于，主要包括以下重量份的原料：湖相沉积粉土48份～54份、片麻岩碎石料40份～45份和改性膨润土5份～15份。

2.根据权利要求1所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料，其特征在于，主要包括以下重量份的原料：湖相沉积粉土50份～52份、片麻岩碎石料42份～44份和改性膨润土8份～12份。

3.根据权利要求2所述基于湖相沉积粉土的防渗材料，其特征在于，主要包括以下重量份的原料：湖相沉积粉土51份、片麻岩碎石料43份和改性膨润土10份。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料，其特征在于，在所述湖相沉积粉土中：小于5mm颗粒含量为99％～100％；小于0.075mm颗粒含量为95％～99％；小于0.005mm颗粒含量为50％～60％；

5.根据权利要求1-3任一项所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料，其特征在于，所述改性膨润土的制备包括：

6.根据权利要求1-3任一项所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料，其特征在于，所述片麻岩碎石料为饱和面干状态，且所述片麻岩碎石料的粒径为50mm～100mm。

7.根据权利要求1-3任一项所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料，其特征在于，在所述防渗材料中：小于5mm颗粒含量为45％～60％；小于0.075mm颗粒含量为35％～55％；小于0.005mm颗粒含量为14％～30％；

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料的制备方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料的制备方法，其特征在于，得到第一混合料的搅拌条件为：转速50～80r/min，时间10～15min。

10.根据权利要求8所述的基于湖相沉积粉土的防渗材料的制备方法，其特征在于，得到所述防渗材料的搅拌条件为：转速40～60r/min，时间10～15min。

技术总结
本发明公开了一种基于湖相沉积粉土的防渗材料及其制备方法，属于水利水电工程领域。其主要包括以下重量份的原料：湖相沉积粉土48份～54份、片麻岩碎石料40份～45份和改性膨润土5份～15份。本发明的基于湖相沉积粉土的防渗材料，片麻岩碎石料，作为防渗材料的掺砾成分，是防渗材料的支撑骨架，颗粒强度高，以增加抗剪强度和变形模量，减少收缩；通过对膨润土改性提高吸附吸水能力，提高防渗材料的抗剪强度。本发明的防渗材料，具有高等压缩性和更优的干密度，表现出一定的抗剪稳定性，防渗效果更优，力学性能更佳。

技术研发人员：车维斌,熊亮,李秋石,江万红,薛凯,王文学,谭小军,刘睿
受保护的技术使用者：中国水利水电第五工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14