CN108342935B - 一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于道路材料与结构技术领域，尤其涉及一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用、本发明提供了一种组合物，包括：活性炭海绵、铁碳微电解填料、活性氧化铝、脱氧剂、聚合氯化铝、钛白粉、硅酸盐水泥、粘层油、无纺土工布以及聚丙烯超滤膜。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在阻隔重金属和/或无机盐污染物渗透的路基隔离层中的应用。经实验测定可得，本发明提供的技术方案制得的产品，具有良好的阻隔进而净化功效，能够有效吸附和降解重金属元素，阻隔无机盐污染物的渗流；解决了现有技术中，工业废料做为路基填筑材料时容易造成环境污染以及地下水污染的技术缺陷。

Description

一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用
技术领域
本发明属于道路材料与结构技术领域，尤其涉及一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用；进一步地，涉及一种组合物、制备方法及其在阻隔重金属和/或无机盐污染物渗透的路基隔离层中的应用。
背景技术
工业作为我国的支柱产业之一，是我国经济发展的重要推动力之一。随着工业生产规模的逐年扩大，生产过程中会产生大量的废弃物，例如冶炼过程中产生的矿渣、煤矸石、化学生产中的电石渣等废料。为了实现废物再利用，近年来煤矸石、矿渣及电石渣等工业废料逐步开始在道路建设中得到利用，而作为填料进行路基填筑成为废物利用的重要方式之一。由于道路建设对于建材需求巨大，大量的工业废料在道路建设中得到应用。
然而，在此过程中虽然实现了废物再利用，但由于工业矿渣中含有不同类型的重金属元素和无机盐污染物，在用于填筑路基后，污染元素及无机盐会随着上部渗水渗流至地下水，对自然环境造成严重污染；进一步地，在工业废料填筑路基应用过程中还可能会对地下水造成污染。
因此，研发出一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用，用于解决现有技术中，工业废料做为路基填筑材料时容易造成环境污染以及地下水污染的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用，用于解决现有技术中，工业废料做为路基填筑材料时容易造成环境污染以及地下水污染的技术缺陷。
本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：活性炭海绵、铁碳微电解填料、活性氧化铝、脱氧剂、聚合氯化铝、钛白粉、硅酸盐水泥、粘层油、无纺土工布以及聚丙烯超滤膜。
优选地，以质量份计，所述组合物的原料包括：活性炭海绵130～515份、铁碳微电解填料200～350份、活性氧化铝160～200份、脱氧剂130～220份、聚合氯化铝20～40份、钛白粉30～60份、硅酸盐水泥50～100份、粘层油800份、无纺土工布100～300份以及聚丙烯超滤膜22份。
优选地，以质量份计，所述组合物的原料包括：活性炭海绵260～400份、铁碳微电解填料260～300份、活性氧化铝180～190份、脱氧剂160～190份、聚合氯化铝25～35份、钛白粉40～50份、硅酸盐水泥70～80份、粘层油800份、无纺土工布150～250份以及聚丙烯超滤膜22份。
优选地，以质量份计，所述组合物的原料包括：活性炭海绵320份、铁碳微电解填料280份、活性氧化铝190份、脱氧剂180份、聚合氯化铝30份、钛白粉40份、硅酸盐水泥70份、粘层油800份、无纺土工布200份以及聚丙烯超滤膜22份。
优选地，所述活性炭海绵为蜂窝孔状活性炭，所述活性炭海绵的厚度为2～8mm；
所述活性炭海绵的含碳量大于50％，所述活性炭海绵的苯吸附率大于90％。
优选地，所述铁碳微电解填料选自：磁铁矿系铁碳填料、镜铁矿系铁碳填料以及精铁粉系铁碳填料中的任意一种或多种，所述铁碳微电解填料为颗粒状结构，所述铁碳微电解填料的粒径为10～20目；
所述铁碳微电解填料的铁含量大于55％，所述铁碳微电解天聊的碳含量大于10％，所述铁碳微电解填料的孔隙率大于45％，所述铁碳微电解填料的磨损率小于0.04％，所述铁碳微电解填料的破碎率小于0.05％。
优选地，所述活性氧化铝为：γ-活性氧化铝和/或X-ρ型活性氧化铝，所述活性氧化铝的粒径为30目。
优选地，所述脱氧剂为亚硫酸盐和/或还原铁粉，所述脱氧剂的粒径为20目。
优选地，所述聚合氯化铝为水处理级聚合氯化铝，所述氯化铝的粒径为200目。
优选地，所述钛白粉为脱钛型钛白粉和/或金红石型钛白粉，所述钛白粉的粒径为200目。
优选地，所述粘层油为快裂阳离子PC-3型乳化沥青和/或快裂阴离子PA-3型乳化沥青。
优选地，所述无纺土工布为针刺土工布，所述无纺土工布的厚度为1.9mm；
所述聚丙烯超滤膜壁厚为50μm，所述聚丙烯超滤膜的截留分子量为5～10万。
本发明还提供了一种包括以上任意一项所述组合物的制备方法，所述制备方法为：
步骤一、聚丙烯超滤膜铺筑于无纺土工布的下表面，然后于所述无纺土工布的上表面涂刷粘层油并撒布脱氧剂后，将活性炭海绵铺筑于所述无纺土工布的上表面，静置破乳，得第一产物；
步骤二、将聚合氯化铝和钛白粉依次撒布于所述第一产物的活性炭海绵的空隙中后，在活性炭海绵的表面撒布粘层油，得第二产物；
步骤三、将铁碳微电解填料撒布于所述第二产物的活性炭海绵的上表面，然后用硅酸盐水泥填充所述铁碳微电解填料之间的空隙，在所述天坛微电解填料的表面涂刷粘层油，得第三产物；
步骤四、所述第三产物的下表面涂刷粘层油，得产品。
本发明还提供了一种包括以上任意一项所述的组合物或上述制备方法得到的产品在阻隔重金属和/或无机盐污染物渗透的路基隔离层中的应用。
综上所述，本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：活性炭海绵、铁碳微电解填料、活性氧化铝、脱氧剂、聚合氯化铝、钛白粉、硅酸盐水泥、粘层油、无纺土工布以及聚丙烯超滤膜。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在阻隔重金属和/或无机盐污染物渗透的路基隔离层中的应用。经实验测定可得，本发明提供的技术方案制得的产品，具有良好的阻隔进而净化功效，能够有效吸附和降解重金属元素，阻隔无机盐污染物的渗流；同时，还具有净化效率高、耐久性好、应用方便以及成本低廉的优点，适合于大规模推广使用。本发明提供的一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用，解决了现有技术中，工业废料做为路基填筑材料时容易造成环境污染以及地下水污染的技术缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例制得的路基隔离层产品的结构示意图；
图2为本发明的具体实施方式中，实施例23进行淋溶实验的结构示意图；
图示说明：1、铁碳微电解填料；2、活性氧化铝颗粒；3、普通硅酸盐水泥；4、聚合氯化铝颗粒；5、钛白粉；6、脱氧剂；7、活性炭海绵；8、聚丙烯超滤膜；9、无纺土工布。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用，用于解决现有技术中，工业废料做为路基填筑材料时容易造成环境污染以及地下水污染的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用，进行具体地描述。
实施例1
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵130g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料200g/m2，30目γ型活性氧化铝160g/m2，亚硫酸盐130g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
利用上述原料制备路基隔离层的方法，包括以下步骤：
(1)、将聚丙烯超滤膜8铺筑于无纺土工布9下表面，然后在无纺土工布9上表面均匀涂刷粘层油，并在其表面撒布适量的脱氧剂6，将活性炭海绵7放置于无纺土工布9上表面，静置1h等待粘层油完全破乳；
(2)、聚合氯化铝颗粒2均匀撒布于活性炭海绵7内，使其均匀镶嵌在活性炭海绵7的孔隙中，然后将钛白粉5填充于残留孔隙中，并在活性炭海绵7表面均匀撒布适量粘层油；
(3)、将铁碳微电解填料1撒布于活性炭海绵7表面上表面，并采用活性氧化铝颗粒2填充其较大空隙，然后采用普通硅酸盐水泥3作为填料填充颗粒之间的孔隙，然后涂刷适当的粘层油完成材料封装；
(4)、将该阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层下表面涂刷适量的粘层油后，完成制备。
所制得的产品可放置于土基上，然后其上可填筑煤矸石、电石渣、高炉矿渣等废料类路基填筑材料。
实施例2
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料200g/m2，30目γ型活性氧化铝160g/m2，亚硫酸盐130g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例3
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵515g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料200g/m2，30目γ型活性氧化铝160g/m2，亚硫酸盐130g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例4
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝160g/m2，亚硫酸盐130g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层的应用方法与实施例1相同，故不再赘述。
实施例5
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料350g/m2，30目γ型活性氧化铝160g/m2，亚硫酸盐130g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例6
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐130g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层的应用方法与实施例1相同，故不再赘述。
实施例7
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝200g/m2，亚硫酸盐130g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例8
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例9
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐220g/m2，聚合氯化铝20g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例10
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例11
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝40g/m2，金红石型钛白粉30g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例12
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，金红石型钛白粉45g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例13
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，金红石型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥50g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例14
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，金红石型钛白粉45g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布150g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例15
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，金红石型钛白粉45g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布200g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例16
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，10目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，金红石型钛白粉45g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布250g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例17
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，20目磁铁矿系铁碳填料275g/m2，30目γ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，金红石型钛白粉45g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布250g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例18
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，20目镜铁矿系铁碳填料275g/m2，30目X-ρ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，锐钛型钛白粉45g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阴离子PA-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布200g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例19
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵380g/m2，20目精铁粉系铁碳填料275g/m2，30目X-ρ型活性氧化铝180g/m2，亚硫酸盐180g/m2，聚合氯化铝30g/m2，锐钛型钛白粉45g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阴离子PA-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布250g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例20
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵515g/m2，20目磁铁矿系铁碳填料350g/m2，30目γ型活性氧化铝200g/m2，还原铁粉220g/m2，聚合氯化铝40g/m2，金红石型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例21
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵515g/m2，20目镜铁矿系铁碳填料350g/m2，30目X-ρ型活性氧化铝200g/m2，还原铁粉220g/m2，聚合氯化铝40g/m2，锐钛型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PA-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例22
一种具有阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度蜂窝孔状活性炭海绵515g/m2，20目精铁粉系铁碳填料350g/m2，30目X-ρ型活性氧化铝200g/m2，还原铁粉220g/m2，聚合氯化铝40g/m2，锐钛型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PA-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
本实施例中，利用上述原料制备路基隔离层的方法与实施例1相同，在此不再赘述。
对比例1
一种阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度发泡塑料聚合物海绵515g/m2，20目磁铁矿系铁碳填料350g/m2，30目γ型活性氧化铝200g/m2，还原铁粉220g/m2，聚合氯化铝40g/m2，金红石型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
对比例2
一种阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度发泡塑料聚合物海绵515g/m2，30目γ型活性氧化铝200g/m2，还原铁粉220g/m2，聚合氯化铝40g/m2，金红石型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
对比例3
一种阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度发泡塑料聚合物海绵515g/m2，20目磁铁矿系铁碳填料350g/m2，还原铁粉220g/m2，聚合氯化铝40g/m2，金红石型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
对比例4
一种阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度发泡塑料聚合物海绵515g/m2，20目磁铁矿系铁碳填料350g/m2，30目γ型活性氧化铝200g/m2，聚合氯化铝40g/m2，金红石型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
对比例5
一种阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度发泡塑料聚合物海绵515g/m2，聚合氯化铝40g/m2，金红石型钛白粉60g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2，聚丙烯超滤膜22g/m2。
对比例6
一种阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，由以下质量份的原料混合制成：2mm厚度发泡塑料聚合物海绵515g/m2，42.5#普通硅酸盐水泥100g/m2，快裂阳离子PC-3型乳化沥青0.8kg/m2，无纺土工布300g/m2。
对比例1～对比例6中，各对照物的制备方法参阅本领域常用的路基隔离层制备方法，在此不再赘述。
实施例23
本实施例为实施例1～22以及对比例1～6制得的产品进行动态淋溶实验的具体实施例。
本实施例中，采用煤矸石作为路基填筑材料，煤矸石样品采自选取表层风化混合煤矸石，暴露在外界环境的时间大致为1年以上，样品表面呈弱酸性，pH值为6.1～6.7。
将煤矸石破碎成粒径≤15mm的样品颗粒，用于动态淋溶实验。煤矸石动态淋溶试验步骤：在1L筒式分液漏斗的底部铺上两层定量滤纸，将煤矸石样品放入后，轻轻晃动，以减少煤矸石之间的空隙。利用BT-100恒流泵缓慢滴加去离子水，滴加速率为8.2-8.5mL/min。在加水的同时，打开漏斗阀门，用锥形瓶接出水，过滤，待测。每次连续滴加去离子水1h，水量约500mL，再静置2h。连续循环8次。淋溶完成后，检测煤矸石淋溶液中的金属(Zn、Mn、Cu、Fe、Al)和酸根离子(NO-3)。其中，煤矸石路基层与本发明路基隔离层的厚度比为3:1。
本实施例中，淋溶实验的结构示意图可进一步参阅说明书附图2。
所得实验结果，请参阅表1～表3。
表1实施例1-9自然降水淋溶试验结果
Figure GDA0002934197790000131
表2实施例11-19自然降水淋溶试验结果
Figure GDA0002934197790000132
Figure GDA0002934197790000141
表3实施例20-22，对比例1-6自然降水淋溶试验结果
Figure GDA0002934197790000142
备注：对比例进行淋溶试验时，路基隔离层位置填筑相应厚度的路基填土(主要为粘土材料)。
从上表实施例及对比例可以得出，采用本发明提供的技术方案制得的路基隔离层，对于煤矸石的淋溶重金属元素及硝酸盐就有良好的阻隔及净化功效。
与对比例1相比，通过路基隔离层的水中重金属元素及无机盐含量大大降低，能够对于废物填筑路基时对于地下水的渗出物污染具有良好的阻隔、净化和控制功效。
而对于对比例1-6分析可知，当组分中每缺少一种成分，重金属元素及硝酸盐的阻隔和净化功效都会出现一定程度的下降，而当蜂窝孔状活性炭海绵、磁铁矿系铁碳填料、活性氧化铝及还原铁粉均缺失时，对比例基本失去重金属元素及硝酸盐的阻隔和净化功效，与对比例6相关数据基本一致。
从上述技术方案可以得出，本发明实施例提供的一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用具有，以下优点：
1、本发明制得的产品，具有三级净化网的阻隔重金属及无机盐污染物渗透的路基隔离层，这在国内外尚属首次，目前国内外还未见相关报道。
2、本发明中，利用活性炭海绵作为净化载体，将铁碳微电解填料、活性氧化铝颗粒及脱氧剂作为主要组成成分，而钛白粉作为辅助净化成分，采用无纺土工布及聚丙烯超滤膜作为颗粒过滤防渗漏层，铁碳微电解填料通过其表面的微电属性，将重金属溶出污染物吸附至其周围，而分散在其周围的活性氧化铝颗粒通过活化催化作用，将重金属污染元素通过化学氧化催化作用形成更为稳定和低污染性的二级产物，在此同时铁碳微电解填料可通过其自身的微电极化效应与活性氧化铝颗粒形成电荷调控基体，通过电荷的转移和调配形成对金属污染元素的隔离区间网，从而实现对污染物的一级净化网。
3、本发明中，活性炭海绵层可通过其自身多孔属性，将部分污染物吸附于其微孔构造中，而预先填充于活性炭海绵微孔中的二氧化钛作为催化成分，和另外一种成分—聚合氯化铝组成钛-聚铝净化网，将其中的硝酸盐等无机盐污染物催化分解为低污染程度的盐类成分，从而降低淋溶水中所含的污染物浓度，同时活性炭颗粒不但可为钛-聚铝净化网提供载体，同时还可以实现对于污染成分的吸附和固定，与钛-聚铝净化网一同组成了二级净化网。
4、本发明中，脱氧剂和聚丙烯超滤膜组成了三级净化网络，脱氧剂通过自身的特殊的脱氧属性，将污染物中部分成分进行脱氧处理，然后通过聚丙烯超滤膜的超净化膜效应，实现对淋溶水中的剩余无机盐污染物的脱氧化超净化，最终实现煤矸石、矿渣及电石渣等工业废料淋溶下渗水的净化处理，最后采用无纺土工布，将下渗的颗粒污染物进行拦截，减少污染物的下沉和隔离层材料的损失。
综上所述，本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：活性炭海绵、铁碳微电解填料、活性氧化铝、脱氧剂、聚合氯化铝、钛白粉、硅酸盐水泥、粘层油、无纺土工布以及聚丙烯超滤膜。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在阻隔重金属和/或无机盐污染物渗透的路基隔离层中的应用。经实验测定可得，本发明提供的技术方案制得的产品，具有良好的阻隔进而净化功效，能够有效吸附和降解重金属元素，阻隔无机盐污染物的渗流；同时，还具有净化效率高、耐久性好、应用方便以及成本低廉的优点，适合于大规模推广使用。本发明提供的一种组合物、制备方法及其在路基隔离层中的应用，解决了现有技术中，工业废料做为路基填筑材料时容易造成环境污染以及地下水污染的技术缺陷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于路基隔离层的组合物，其特征在于，所述组合物的原料包括：活性炭海绵、铁碳微电解填料、活性氧化铝、脱氧剂、聚合氯化铝、钛白粉、硅酸盐水泥、粘层油、无纺土工布以及聚丙烯超滤膜；
其中，活性炭海绵、铁碳微电解填料、活性氧化铝颗粒以及硅酸盐水泥形成第一级净化网，活性炭海绵、钛白粉、聚合氯化铝组成了第二级净化网，脱氧剂和聚丙烯超滤膜组成了第三级净化网，无纺土工布及聚丙烯超滤膜作为颗粒过滤防渗漏层。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以质量份计，所述组合物的原料包括：活性炭海绵130～515份、铁碳微电解填料200～350份、活性氧化铝160～200份、脱氧剂130～220份、聚合氯化铝20～40份、钛白粉30～60份、硅酸盐水泥50～100份、粘层油800份、无纺土工布100～300份以及聚丙烯超滤膜22份。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以质量份计，所述组合物的原料包括：活性炭海绵320份、铁碳微电解填料280份、活性氧化铝190份、脱氧剂180份、聚合氯化铝30份、钛白粉40份、硅酸盐水泥70份、粘层油800份、无纺土工布200份以及聚丙烯超滤膜22份。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述活性炭海绵为蜂窝孔状活性炭，所述活性炭海绵的厚度为2～8mm；
所述活性炭海绵的含碳量大于50％，所述活性炭海绵的苯吸附率大于90％。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述铁碳微电解填料选自：磁铁矿系铁碳填料、镜铁矿系铁碳填料以及精铁粉系铁碳填料中的任意一种或多种，所述铁碳微电解填料为颗粒状结构，所述铁碳微电解填料的粒径为10～20目；
所述铁碳微电解填料的铁含量大于55％，所述铁碳微电解天聊的碳含量大于10％，所述铁碳微电解填料的孔隙率大于45％，所述铁碳微电解填料的磨损率小于0.04％，所述铁碳微电解填料的破碎率小于0.05％。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述活性氧化铝为：γ-活性氧化铝和/或X-ρ型活性氧化铝，所述活性氧化铝的粒径为30目。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述脱氧剂为亚硫酸盐和/或还原铁粉，所述脱氧剂的粒径为20目。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述聚合氯化铝为水处理级聚合氯化铝，所述氯化铝的粒径为200目。
9.根据权利要求1至3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述钛白粉为脱钛型钛白粉和/或金红石型钛白粉，所述钛白粉的粒径为200目。
10.根据权利要求1至3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述粘层油为快裂阳离子PC-3型乳化沥青和/或快裂阴离子PA-3型乳化沥青。
11.根据权利要求1至3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述无纺土工布为针刺土工布，所述无纺土工布的厚度为1.9mm；
所述聚丙烯超滤膜壁厚为50μm，所述聚丙烯超滤膜的截留分子量为5～10万。
12.一种包括权利要求1至11任意一项所述组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
步骤一、聚丙烯超滤膜铺筑于无纺土工布的下表面，然后于所述无纺土工布的上表面涂刷粘层油并撒布脱氧剂后，将活性炭海绵铺筑于所述无纺土工布的上表面，静置破乳，得第一产物；
步骤二、将聚合氯化铝和钛白粉依次撒布于所述第一产物的活性炭海绵的空隙中后，在活性炭海绵的表面撒布粘层油，得第二产物；
步骤三、将铁碳微电解填料撒布于所述第二产物的活性炭海绵的上表面，然后用硅酸盐水泥填充所述铁碳微电解填料之间的空隙，在所述铁碳微电解填料的表面涂刷粘层油，得第三产物；
步骤四、所述第三产物的下表面涂刷粘层油，得产品。
13.一种包括权利要求1至11任意一项所述的组合物或权利要求12所述的制备方法得到的产品在阻隔重金属和/或无机盐污染物渗透的路基隔离层中的应用。
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