具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

参考图1-4，本发明提出了一种环保复合型防绕渗柔性竖向隔离系统，包括用于阻滞地下水及土壤中污染物的防绕渗构件，所述防绕渗构件包括预制的纤维增强水泥基材料或碳化氧化镁基材料，所述防绕渗构件表面形成预留两口的闭合螺栓，两个防绕渗构件相互夹持有同一个柔性防渗墙体，所述柔性防渗墙体由矩形高密度聚乙烯土工膜构成。

优选地，所述预制防绕渗构件的材料配合比为I型，其中I型的材料配合比为：快速自硬型水泥、氧化镁、天然砂、粉煤灰、水和聚羧型减水剂的质量比为：0.94-1：0-0.06：0.6-0.8：1.2-2.2：0.56：0.07-0.12，其中I型预制防绕渗构件内掺有纤维，且纤维占总体积的0.8-1.2%。

或者所述预制防绕渗构件的材料配合比可为II型：氧化镁、粉煤灰、水、六偏磷酸钠和聚羧型减水剂的质量比为：5-7：3-5：0.52：0.06-0.12：0.007-0.008，其中II型预制防绕渗构件内掺有纤维，其中纤维占总体积的0.8-1.2%。

优选地，所述柔性防渗墙体的长、宽、高的尺寸比例为：10：0.5-1.5：0.4-1.2，两颗闭合螺栓为不锈钢双头螺柱式螺栓，螺栓尺寸为M10-M30标准螺栓。

优选地，所述防绕渗构件为两块预制的长方体构件组成，所述矩形高密度聚乙烯土工膜嵌入两块预制构件之间，所述防绕渗构件嵌入地下不透水层中。

优选地，所述水泥为快硬型铝酸盐水泥，所述氧化镁为轻质氧化镁，所述氧化镁为质量含量为70-88%的工业级轻质氧化镁，所述天然砂的最大粒径小于0.5mm的河砂或玄武岩砂或辉长岩砂，所述粉煤灰为国产1-2级粉煤灰，所述水为工业用自来水，所述减水剂为聚羧型减水剂，所述纤维可为合成纤维中的聚乙烯醇、聚丙烯纤维，可为人工造纤维中的甘蔗纤维或者醋酸纤维以及天然纤维中的纤维素纤维。

优选地，所述I型预制防绕渗构件中，预制方法为将快速自硬型水泥、氧化镁、天然砂、粉煤灰、水和聚羧型减水剂搅拌均匀后，加入权利要求5所述特定纤维快速搅拌浇筑至权利要求3所述预制构件模具中，20-25°下养护6h脱模成型，随后再养护2天。

优选地，所述II型预制防绕渗构件中，预制方法为将氧化镁、粉煤灰、水、六偏磷酸钠和聚羧型减水剂搅拌均匀，加入权利要求5所述特定纤维快速搅拌浇筑至权利要求3所述预制构件模具中，20-25°下养护6h脱模成型，随后再碳化箱内碳化养护1-12h，碳化箱内二氧化碳浓度为60-98%，养护大气压力值为1.2-5.8MPa。

优选地，所述六偏磷酸钠和聚羧型减水剂分别于水进行搅拌形成混合溶液1和混合溶液2，所述混合溶液1搅拌温度为65-110°，混合溶液2搅拌温度为10-20°。

一种环保复合防绕渗柔性竖向隔离系统的安装方法，包括以下步骤：

S1：预制防绕渗构件：根据实际污染场地要求，预制对应数量和长度的防绕渗构件，并裁剪相应的宽幅的高密度聚乙烯土工膜；

S2：制作防绕渗单元：将单幅垂直的高密度聚乙烯土工膜插入到两块预制的防绕渗构件中，以双头螺纹螺栓将预制防绕渗构件与垂直的高密度聚乙烯土工膜固定，形成复合的防绕渗柔性竖向隔离单元；

S3：开槽：沿施工的污染场地外围位置垂直开槽，槽底开挖至地下不透水层中，在垂直开槽的过程中采用质量比为2%的国产商用膨润土泥浆护壁；

S4：形成防渗系统：将步骤S2所得的防渗墙单元，在垂直开槽的护壁泥浆中插入到所述垂直开槽中，所述防绕渗支撑部放置于所述垂直开槽的槽底；

S5：重复步骤S4使每个防绕渗单元紧密接触，防绕渗单元的高密度聚乙烯土工膜采用热熔对接方式连接；

S6：注浆：采用泵送方式将相应的膨润土浆液注入槽内覆盖所述防绕构件的接缝处；

S7：回填：向槽中回填砂土和粘土的其中之一或其混合物以移除护壁泥浆。

所述I型和II型预制防绕渗构件按照质量百分比，包括以下组分：

I型预制防绕渗构件：

铝酸盐水泥 21.1-27.87%，

氧化镁 0-1.27%，

天然砂 16.88-17.79%，

粉煤灰 35.58-46.41%，

水 11.81-16.60%，

聚羧型减水剂 2.08-2.53%，

以及PVA纤维，PVA纤维的体积掺量为高延性水泥浆总体积的0.8-1.2%。

II型预制防绕渗构件：

氧化镁 55.17-57.98%，

粉煤灰 34.77-39.41%，

水 4.41-6.49%，

六偏磷酸钠 0.70-0.95%，

聚羧型减水剂 0.06-0.08%，

以及PVA纤维，PVA纤维的体积掺量为高延性碳化氧化镁基材料总体积的0.8-1.0%。

制备I型复合型防绕渗构件的过程：将固体材料（铝酸盐水泥、氧化镁、天然砂、粉煤灰）拌合均匀后加入水进行第一次搅拌，然后加入PVA纤维和水进行第二次搅拌，得到高延性纤维浆，将制成的高延性纤维浆通过浇筑设备浇筑到模具中，形成预制构件。

制备II型复合型防绕渗构件的过程：将六偏磷酸钠与水进行第一次搅拌，搅拌温度设定为65°，形成混合溶液1，然后将聚羧型减水剂与水进行第二次搅拌，形成混合溶液2，最后将固体材料（氧化镁和粉煤灰）与溶液1和溶液2进行第三次混合搅拌，得到高延性纤维浆，浇筑至模具中，等待6小时进行碳化养护形成预制构件。

实施例分析

下面通过试验验证本发明实施例的一种环保复合型防绕渗柔性竖向隔离系统具有良好的防渗特性和高延性。

实施例1

制备I型复合型防绕渗构件的过程：将固体材料（铝酸盐水泥、氧化镁、天然砂、粉煤灰）拌合均匀后加入水进行第一次搅拌，然后加入PVA纤维和水进行第二次搅拌，得到高延性纤维浆，将制成的高延性纤维浆通过浇筑设备浇筑到模具中，形成预制构件，形成预制构件的长、高、厚分别为2m*10cm*8m。

在该实施例中，所述I型复合型防绕渗构件按照质量百分比，包括以下组分：

铝酸盐水泥 23.52%，

氧化镁 0%，

天然砂 17.79%，

粉煤灰 40.82%，

水 16.24%，

聚羧型减水剂 2.18%，

纤维PVA体积掺量为高延性水泥浆总体积的0.8-1.2%。

实施例2

制备预制防绕渗构件的过程与实施例1相同，所不同的是：

在该实施例中，所述I型复合型防绕渗构件按照质量百分比，包括以下组分：

铝酸盐水泥 23.52%，

氧化镁 1.22%，

天然砂 17.79%，

粉煤灰 39.05%，

水 16.24%，

聚羧型减水剂 2.18%，

纤维PVA体积掺量为高延性水泥浆总体积的0.8-1.2%。

实施例3

制备预制防绕渗构件的过程与实施例1相同，所不同的是：

在该实施例中，所述I型复合型防绕渗构件按照质量百分比，包括以下组分：

铝酸盐水泥 23.52%，

氧化镁 2.44%，

天然砂 17.79%，

粉煤灰 37.28%，

水 16.24%，

聚羧型减水剂 2.18%，

纤维PVA体积掺量为高延性水泥浆总体积的0.8-1.2%。

实施例4

制备II型复合型防绕渗构件的过程：将六偏磷酸钠与水进行第一次搅拌，搅拌温度设定为65°，形成混合溶液1，然后将聚羧型减水剂与水进行第二次搅拌，形成混合溶液2，最后将固体材料（氧化镁和粉煤灰）与溶液1和溶液2进行第三次混合搅拌，得到高延性纤维浆，浇筑至模具中。

在该实施例中，所述II型复合型防绕渗构件按照质量百分比，包括以下组分：

氧化镁 57.98%，

粉煤灰 34.41%，

水 6.58%，

六偏磷酸钠 0.95%，

聚羧型减水剂 0.08%，

纤维PVA的体积掺量为高延性碳化氧化镁基材料总体积的0.8-1.0%。

另外，在该实施例中，碳化时间为 1小时，碳化压力为2.5MPa。

实施例5

制备预制防绕渗构件的过程与实施例4相同，所不同的是：在该实施例中，碳化时间为6小时，碳化压力为2.5MP。

实施例6

制备预制防绕渗构件的过程与实施例1相同，所不同的是：

在该实施例中，所述II型复合型防绕渗构件按照质量百分比，包括以下组分：

氧化镁 55.17%，

粉煤灰 39.12%，

水 4.41%，

六偏磷酸钠 0.70%，

聚羧型减水剂 0.06%，

纤维PVA的体积掺量为高延性碳化氧化镁基材料总体积的0.8-1.0%。

另外，在该实施例中，碳化时间为 1小时，碳化压力为2.5MP。

实施例7

制备预制防绕渗构件的过程与实施例6相同，所不同的是：在该实施例中，碳化时间为6小时，碳化压力为2.5MP。

防渗试验

试验过程：采用国标号为GB-T50082-2009的普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准进行试验。

试验结果如图1所示，未开裂时就能达到抗渗要求（10^-9m/s），可满足国际标准，用于阻滞污染场地和矿区的污染物迁移和防渗。

由图1可知，增加氧化镁的掺量，可有效降低I预制防绕渗构的渗透系数，且随着开裂宽度越大，效果越明显，其机理是由于氧化镁可水化形成膨胀体充填开裂裂纹，同时可继续水化形成水化硅酸镁等水化产物，从而减低渗透系数，有如下变化规律：在相同开裂条件下，渗透系数大小排列为实施例3＜实施例2＜实施例1。

对于II型预制的防渗构件，提高氧化镁含量和增加碳化时间可降低渗透系数，在相同开裂条件下，渗透系数大小排列为实施例7＜实施例6＜实施例5＜实施例4。

高延性试验

试验过程：采用国标号为GB/T 50081-2002 的普通混凝土力学性能试验方法标准进行试验。

试验结果如图2所示，结果表明，I型和II型的防绕渗构件均具有近似金属材料的高延展性，最高变形量可达6.2%。

对于I型防绕渗构件，增加氧化镁的掺量，可增强构件的拉伸强度，微弱影响拉伸量，并有效控制裂缝宽度，即抗拉伸能力大小排列为实施例3＞实施例2＞实施例1。

对于II型预制构件，增加氧化镁掺量，可提高预制构件的拉伸量和预制构件的抗拉强度；增加预制构件的碳化时间，增加二氧化碳吸收量，即提高环保效益，但削弱弱预制构件的拉伸量，提高预制构件的抗拉强度，即抗拉伸能力大小排列为实施例4＞实施例5＞实施例6＞实施例7；抗拉伸强度大小排列为实施例5＞实施例7＞实施例4＞实施例6。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。