專利名稱：氨基聚合物材料及基于氨基聚合物材料的渠道防滲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氨基聚合物材料及基于氨基聚合物材料的渠道防滲方法，屬于節(jié) 水灌溉渠道防滲領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
渠道防滲是諸多農(nóng)田灌溉節(jié)水措施中經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的主要節(jié)水措施之一， 也是我國目前應(yīng)用最廣泛的節(jié)水工程技術(shù)措施。渠道防滲工程措施的種類比較多，但就其 防滲特點(diǎn)而言，主要可以分為兩大類:第一類是在渠床上加做防滲層，采用較多的有黏土類 防滲層、水泥土防滲層、砌石類防滲層、混凝土防滲層、浙青材料類防滲層、塑料薄膜類防滲 層等；第二類是改變渠床土壤滲漏性能，如各類固化土防滲材料等。
1、土料
土料防滲一般是指以黏性土、黏砂混合土、灰土、三合土和四合土等為材料的防滲 措施.土料防滲是我國沿用已久的防滲措施.該材料能就地取材，料源豐富，技術(shù)簡單，造 價(jià)低廉，可以利用碾壓設(shè)備，因此在我國采用得較為廣泛，特別是在一些資金缺乏的中、小 型渠道上應(yīng)用更多.但由于土料防滲的渠道允許流速較低，抗凍性差，隨著各種防滲新材 料的不斷問世，傳統(tǒng)的土料防滲措施正在逐年減少。
2、水泥土
水泥土是一種便于就地取材、防滲性能較好、施工簡便的低強(qiáng)度防滲材料.但由 于水泥土的早期強(qiáng)度低以及抗凍性差，因而水泥土防滲宜用于氣候溫和的無凍害地區(qū).水 泥土這一缺點(diǎn)已成為此種材料大面積推廣的障礙。
3、砌石
砌石防滲按結(jié)構(gòu)形式分,有護(hù)面式、擋土墻式兩種.按材料及砌筑方法分，有干砌 卵石、干砌塊石、漿砌料石、漿砌塊石、漿砌石板等多種.漿砌石襯砌具有能就地取材、抗流 速大、耐磨能力強(qiáng)、抗凍和防凍害能力強(qiáng)，并具有較好的防滲效果和較強(qiáng)的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)， 是我國采用最早、應(yīng)用較廣泛的渠道防滲措施.砌石防滲的缺點(diǎn)是不易機(jī)械化施工，施工 質(zhì)量難于控制；此外，造價(jià)也不低。
3、混凝土
混凝土防滲具有防滲效果好、糙率低、強(qiáng)度高、便于管理等優(yōu)點(diǎn)，已使其成為目前 我國廣泛采用的一種渠道防滲技術(shù)措施.它的應(yīng)用在我國已有40多年的歷史.近年來，隨 著混凝土渠道防滲技術(shù)的提高與發(fā)展，加之混凝土與防滲膜復(fù)合式防滲結(jié)構(gòu)形式的快速發(fā) 展，已使其成為目前我國渠道防滲技術(shù)采用最廣泛的材料之一.其缺點(diǎn)是適應(yīng)變形的能力 差，在缺乏砂石料的地區(qū)造價(jià)較高。
4、浙青混凝土
浙青混凝土防滲材料，屬黏彈性材料.它具有良好的不透水性、耐久性和柔性等 優(yōu)點(diǎn)，國外在土石壩和渠道防滲工程中早有較多的應(yīng)用.陜西、青海、新疆、山東等省區(qū)，在 中小型渠道上進(jìn)行了現(xiàn)澆和預(yù)制法施工試驗(yàn)，并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用.但該材料應(yīng)用發(fā)展較慢，究其原因，主要是存在料源不足、植物穿透和施工工藝嚴(yán)格等問題。
5、膜料
膜料防滲是用不透水的土工織物(即土工膜)做渠道防滲工程來減少或防止渠道 滲漏的技術(shù)措施.一般常用的膜料有聚乙烯和聚氯乙烯兩種.從研究和應(yīng)用的情況來看， 該材料具有防滲性能好、適應(yīng)變形能力強(qiáng)、質(zhì)量輕、用量少、運(yùn)輸量小、施工簡便、工期短、耐 腐蝕性強(qiáng)、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn).但由于土工膜較薄，在施工和運(yùn)行管理期易被刺破，使得其防滲 性能大大降低。
針對上述各類渠床防滲層存在的問題，出現(xiàn)了各種以改變渠床土壤滲透特性以達(dá) 到防滲性能的防滲措施，如土壤固化劑等。
土壤固化劑是20世紀(jì)中期出現(xiàn)的一種新型固化土防滲材料，它具有其它傳統(tǒng)防 滲材料所不具備的一些特點(diǎn).該材料能與各類土壤發(fā)生化學(xué)或生物作用，改變土的性質(zhì)， 如土的結(jié)構(gòu)、親水性等，形成具有一定承載能力、抗?jié)B能力和耐久性的固化土.陜西省寶雞 峽灌區(qū)和山東省葛溝灌區(qū)在全國大型灌區(qū)節(jié)水改造中進(jìn)行了土壤固化劑防滲渠道的試驗(yàn) 應(yīng)用，證明該材料用于渠道防滲工程上具有可就地取材、工程造價(jià)低、施工簡單方便、防滲 效果較好等優(yōu)點(diǎn)，但存在抗凍性不穩(wěn)定、耐久性差等缺點(diǎn).渠道的滲漏、凍害特別是由于渠 基土凍脹而造成的襯砌破壞問題在我國北方地區(qū)普遍存在。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對現(xiàn)有渠道防滲技術(shù)存在的不足，克服土壤防滲材料抗凍性不穩(wěn) 定、耐久性差的缺點(diǎn)，利用聚合物交聯(lián)形成立體結(jié)構(gòu)包裹和膠結(jié)土粒，同時(shí)利用表面活性劑 改變土粒表面親水性質(zhì)，形成抗水能力，并結(jié)合優(yōu)化渠道結(jié)構(gòu)措施，提供一種氨基聚合物材 料及基于氨基聚合物材料的渠道防滲方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種氨基聚合物材料，由如下重量份 數(shù)的原料組成:主添加劑9 12份，助劑88 91份；
其中，所述主添加劑包括如下質(zhì)量百分比的原料:氨基樹脂50% 70%、木質(zhì)素 磺酸鹽10 % 20 %、萘甲醛縮合物5 % 15 %、壬基酚聚氧乙烯醚3 %、山梨醇酐單月桂酸 酯2%、丙酮10% ；
所述助劑為水。
本發(fā)明的有益效果是:在本發(fā)明氨基聚合物材料中，所述氨基樹脂具有親水性，在 壬基酚聚氧乙烯醚及山梨醇酐單月桂酸酯作用下，極易在水中溶解或乳化，利于滲入土壤 間隙，乳化后的氨基樹脂滲入土壤后迅速形成有彈性的抱水凝膠體，可增強(qiáng)土體憎水性或 降低土體水的冰點(diǎn)，從而減輕或消除凍脹，提高了土體防滲抗凍性能。
木質(zhì)素磺酸鹽等組分由于其所具有的大量親水性基團(tuán)，與水結(jié)合生成體積膨脹的 水化產(chǎn)物，進(jìn)一步填充了土壤顆粒間的空隙，使毛細(xì)管空隙變小，滲透系數(shù)下降，強(qiáng)化土壤 的抗?jié)B性能。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的另一技術(shù)方案如下:
一種氨基聚合物材料的渠道防滲方法，包括以下步驟:
I)取土樣
對需要進(jìn)行渠道防滲區(qū)取土樣，測定土樣的物理參數(shù)(具體參數(shù)值見表I);
2)確定氨基聚合物材料的用量
根據(jù)測定土樣的物理參數(shù)，計(jì)算所述氨基聚合物材料的用量；
3)放線，渠道修整
首先清除渠道內(nèi)的雜質(zhì)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求放線，進(jìn)行挖、填及修整，并控制所述渠道的基槽斷面的高度、尺寸和平整度；
4)調(diào)節(jié)土壤含水量；
5)配制氨基聚合物材料并進(jìn)行噴灑
根據(jù)步驟2)計(jì)算得到的氨基聚合物材料用量，按重量份數(shù)為9 12份的主添加齊 、重量份數(shù)為88 91份的助劑配制氨基聚合物材料，再將配制好的氨基聚合物材料噴灑于步驟4)的已調(diào)節(jié)好水量的土壤表層，滲透形成土壤固結(jié)防滲層；
6)將步驟5)中形成的固結(jié)防滲層進(jìn)行碾壓。
本發(fā)明的有益效果是，
1、優(yōu)良的耐侵蝕性能
將本材料噴涂在土壤表面，立即滲透形成具有很強(qiáng)耐降雨侵蝕性的膜層。其與同用途的固化防滲材料相比，不會(huì)使水分蒸發(fā)，形成硬化速度極快的彈性凝膠體，不會(huì)發(fā)生龜 ο
2、抗凍性好
試驗(yàn)表面:本材料可以使凍結(jié)融化量減少，即便凍結(jié)成冰，也不會(huì)發(fā)生龜裂而導(dǎo)致崩塌。這就說明本材料形成的固結(jié)層本身具有很好的抗凍脹，材料本身不因凍脹而破壞，能夠適應(yīng)高寒環(huán)境。
3、防滲效果良好
渠道表層滲透系數(shù)從I X 1(Γ2 I X l(T4cm/s降低到I X 1(Γ3 I X l(T5cm/s，減少輸水損失30%左右,節(jié)水效果明顯。
4、用于毛渠防滲可直接噴涂作業(yè)，簡單易行；用于干渠防滲可以減少現(xiàn)有技術(shù)中的10 30cm的防滲層，減少工程投資。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，在步驟6)之后還包括以下步驟:將碾壓后的固結(jié)防滲層進(jìn)行襯砌結(jié)構(gòu)鋪設(shè)及施工縫處理。
上述進(jìn)一步的步驟是用于干渠、支渠襯砌結(jié)構(gòu)時(shí)，土壤固結(jié)防滲層可用于替代常規(guī)防滲層，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行襯砌板鋪砌及伸縮縫處理。
另外本發(fā)明的方法應(yīng)盡量避開雨期施工，噴灑后讓其自然干燥，噴灑后2小時(shí)內(nèi)如遇雨雪天氣需采取遮蓋措施。
進(jìn)一步，在步驟3)中，所述雜質(zhì)為樹根、淤泥、腐質(zhì)土垃圾及隱藏的暗管磚石等。
進(jìn)一步，在步驟4)中，所述調(diào)節(jié)土壤含水量的方式為灑水、排水、晾曬或換土中的一種。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，因渠道沿線土質(zhì)多為砂壤土或粉細(xì)砂，應(yīng)嚴(yán)格控制土壤含水量在適宜范圍內(nèi)。若土壤比較干燥應(yīng)采用灑水的方法調(diào)節(jié)土壤含水量，若土壤含水量較大應(yīng)采用排水、晾曬、換土等方法以使含水量控制在適宜范圍之內(nèi)。
進(jìn)一步，在步驟5)中，所述土壤固結(jié)防滲層的厚度為3 5厘米。
進(jìn)一步，在步驟6)中，所述碾壓的遍數(shù)為3 5遍；所述進(jìn)行碾壓的時(shí)間為在步驟5)噴灑后的1.5 2小時(shí)內(nèi)完成。
不同土壤類型對應(yīng)氨基聚合物濃度用量表1:
權(quán)利要求
1.一種氨基聚合物材料，其特征在于，由如下重量份數(shù)的原料組成:主添加劑9 12 份，助劑88 91份；其中，所述主添加劑包括如下質(zhì)量百分比的原料:氨基樹脂50% 70%、木質(zhì)素磺酸鹽 10% 20%、萘甲醛縮合物5% 15%、壬基酚聚氧乙烯醚3%、山梨醇酐單月桂酸酯2%、丙酮 10% ；所述助劑為水。
2.一種基于氨基聚合物材料的渠道防滲方法，其特征在于，包括以下步驟:I)取土樣對需要進(jìn)行渠道防滲區(qū)取土樣，測定土樣的物理參數(shù)；2)確定氨基聚合物材料的用量根據(jù)測定土樣的物理參數(shù)，計(jì)算所述氨基聚合物材料 的用量；3)放線，渠道修整首先清除渠道內(nèi)的雜質(zhì)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求放線，進(jìn)行挖、填及修整；4)調(diào)節(jié)土壤含水量；5)配制氨基聚合物材料并進(jìn)行噴灑根據(jù)步驟2)計(jì)算得到的氨基聚合物材料用量，配 制如權(quán)利要求1所述的氨基聚合物材料，再將配制好的氨基聚合物材料噴灑于步驟4)的已 調(diào)節(jié)好水量的土壤表層，滲透形成土壤固結(jié)防滲層；6)將步驟5)中形成的固結(jié)防滲層進(jìn)行碾壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防滲方法，其特征在于，在步驟6)之后還包括以下步驟:將 碾壓后的固結(jié)防滲層進(jìn)行襯砌結(jié)構(gòu)鋪設(shè)及施工縫處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防滲方法，其特征在于:在步驟3)中，所述雜質(zhì)為樹根、 淤泥、腐質(zhì)土或隱藏的暗管磚石。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防滲方法，其特征在于:在步驟4)中，所述調(diào)節(jié)土壤含 水量的方式為灑水、排水、晾曬或換土中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防滲方法，其特征在于:在步驟5)中，所述土壤固結(jié)防 滲層的厚度為3 5厘米。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防滲方法，其特征在于:在步驟6)中，所述碾壓的遍數(shù) 為3 5遍；所述進(jìn)行碾壓的時(shí)間為在步驟5)噴灑后的1.5 2小時(shí)內(nèi)完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氨基聚合物材料及其氨基聚合物材料的渠道防滲方法，包括以下步驟1)取土樣；2)確定氨基聚合物材料的用量；3)放線，渠道修整；4)調(diào)節(jié)土壤含水量；5)配制氨基聚合物材料并進(jìn)行噴灑；6)將固結(jié)防滲層進(jìn)行碾壓。本發(fā)明的渠道防滲方法，用于干渠防滲可以減少現(xiàn)有技術(shù)中的10～30cm的防滲層，減少工程投資。
文檔編號E02B13/00GK103205955SQ201210015010
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者吳智仁, 沈鑫, 郜志勇, 謝修平, 王倩, 鄭萬海, 呂晉旭, 韓征月, 任柯, 郝嵬嵩 申請人:北京亞盟達(dá)新型材料技術(shù)有限公司