垃圾填埋场BFC防渗新技术研究结果

1）黏土基BFC浆材的正交试验

BFC浆材的主要成分由黏土（即膨润土）、粉煤灰和水泥组成。配制浆材所用黏土采用钙质膨润土，粉煤灰采用火电厂生产的Ⅱ级（或Ⅰ级）粉煤灰，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。通过试验数据分析，黏土基浆材（黏土加量超过水泥）防渗性能优于水泥基浆材（水泥加量超过黏土）。

对于BFC浆材，在室内实验的基础上，得出了浆材中膨润土、粉煤灰和水泥的基本加量范围，为了得到浆材各组分对浆液可泵期及结石体渗透系数等性能的影响，优选浆材配方，采用正交试验方法进行实验研究。

根据浆材组分，选用三水平四因素正交试验表L9（34）进行浆材配方优选试验，优化目标是结石体渗透系数低及浆液的可泵期适宜。BFC浆材的正交试验数据见表2.9和表2.10。对表2.10中的数据进行处理可得到各因素的极差值R（计算略），以此作为优化配方的依据。各因素水平（加量比例）对浆材固结体渗透性、抗压强度和可泵期的影响趋势，如图2.20—图2.31所示。

表2.9　黏土基防渗浆材因素与水平

表2.10　黏土基防渗浆材L9（34）正交试验安排及试验结果

续表

图2.20　A（水泥）加量对渗透性影响

图2.21　B（黏土）加量对渗透性影响

图2.22　C（粉煤灰）加量对渗透性影响

图2.23　D（纯碱）加量对渗透性影响

图2.24　A（水泥）加量对抗压强度影响

图2.25　B（黏土）加量对抗压强度影响(www.xing528.com)

图2.26　C（粉煤灰）加量对抗压强度影响

图2.27　D（纯碱）加量对抗压强度影响

图2.28　A（水泥）加量对可泵量影响

图2.29　B（黏土）加量对可泵量影响

图2.30　C（粉煤灰）加量对可泵量影响

图2.31　D（纯碱）加量对可泵量影响

防治垃圾填埋场渗滤液渗漏浆材的主要性能是低渗透性，同时考虑可泵期和浆材费用等，最后确定优选配方为：膨润土20%～30%、水泥15%～25%、粉煤灰20%～25%、纯碱1.0%～1.4%，余之为水。为使浆材能有较好的流动性和可泵期，还应加入适量的铁铬木质素磺酸盐FCLS（或磺化腐殖酸钠HFN）等稀释剂调节浆材的可泵期。以某组浆材配方为例：黏土26%、水泥22%、粉煤灰23%、纯碱1.2%、水27%。FCLS加量与可泵期的关系曲线如图2.32所示。

图2.32　FCLS加量与可泵期的关系曲线

由试验得知：膨润土加量越大，需相应增大FCLS加量从而增加可泵期；当FCLS加量达到某一值后会引起可泵期快速增加，因此应严格控制加量，否则会引起可泵期太长，浆液不稳定。FCLS合理加量应控制在0.35%～0.75%，使浆液可泵期达到15～50 min，即可满足灌浆作业要求。

2）黏土基BFC浆材固结体抗渗性和抗压强度

试验优选出的浆材配方具有良好可灌性，浆材结石率＞99.6%，其固结体7 d的渗透系数和无侧限抗压强度分别为（1.05～3.50）×10-7cm/s和0.20～0.45 MPa，28 d的渗透系数和无侧限抗压强度分别为＜0.8×10-7cm/s和＜2.0 MPa，满足垃圾卫生填埋场防渗的规范要求。