文摘

沥青土工膜,一种土工合成材料,包括热沥青混合矿物填料和强化。在这项研究中,硼生产浪费粘土(CW)用作填料与膨润土生产合成障碍,废轮胎和沥青。膨润土和废轮胎被用作辅助填料和沥青作为粘结剂。CW /沥青,CW /膨润土/沥青,和CW /废轮胎/沥青混合物准备通过使用实验室搅拌机100°C。热的混合物被挤压成条状通过使用实验室规模(双螺杆挤出机共转L / D:40)其次是压铸(2毫米×100毫米)。玻璃羊毛或非织造聚酯作为加固材料和压铸时,双方都满是钢筋材料的沥青混合物。厚度、单位面积上的质量、抗拉强度、屈服伸长,渗透系数用来描述土工膜。在所有土工膜、无纺布聚酯沥青覆盖着30% - 70%的硼浪费粘土混合物(PK-BTM30CW70)被发现的最有前途的结构和机械性能。之后,后果的暴露在蒸馏水(DW),市政固体废物填埋场渗滤液(L-MSW)和危险废物填埋场渗滤液(L-HW)用于检查一个创新的固体废物填埋场防渗衬垫。

1。介绍

技术壁垒,也称为土工膜,被定义为一个无孔隙的均质材料,相对不透水膜,或屏障在岩土工程中使用应用程序,以控制流体迁移从一个人造的项目,结构,或系统。土工膜的使用液体的传播障碍,重要的是要认识到,它不同于其他班轮多孔土壤和混凝土等材料。物种的传播渗透通过土工膜没有洞发生物种在土工膜的吸收和扩散通过土工膜在分子基础上(1]。沥青土工膜(GBR-B)主要是由粘结剂(改性沥青),一个填料(主要是方解石矿山工业使用),和一个强化(玻璃羊毛或非织造聚酯者优先),如图1。


图1
沥青土工膜(1]。

GBR-Bs高度抗氧化、紫外线没有抗氧化剂或稳定剂聚合物相比,土工膜(GBR-P)。GBR-Ps广泛应用于垃圾填埋场防渗衬垫。的粘弹性行为GBR-B允许随着时间自我修复任何可能发生的缺陷如应变、穿刺,或骨折。填料用于GBR-B以增加刚度和强度以及填充空洞在炎热的混合物(2]。方解石等填料不仅是天然骨料,但也石灰、木质素、硫或超薄切割纤维粒子可以通过200号(0.075毫米)筛(3]。

土耳其拥有世界上72%的硼储备,需要首先储备180万吨。埃斯基谢希尔Eti马登Kırka硼作品已经在土耳其最大的硼储备生产世界上41%的硼。另一方面,硼矿物有战略重要性因其广泛的使用在工业产品的制造,包括玻璃、陶瓷、纺织、洗涤剂、冶金、和防火材料。因此,900.000吨的硼导数浪费在生成1中成药硼砂生产五水化物(4]。越来越多的矿业废物、存储、稳定和安全的浪费,和空气,土壤和水的污染是主要的环境问题(5]。在这种情况下,开发新颖产品的浪费粘土和调查利用领域浪费粘土成为必要。

已经有相关研究利用粘土导数浪费和集中废物硼集中器设备在不同的行业,如水泥(6- - - - - -11)、建筑、砖和瓦12- - - - - -20.),和陶瓷(21,22]。在这些不同的研究中,我们最好的知识,利用硼浪费粘土作为填充材料还没有被研究过。因此,在这项研究中,硼生产浪费粘土(CW)用作填料与膨润土生产合成障碍,废轮胎(TW)和沥青。膨润土和废轮胎被用作辅助填料和沥青作为粘结剂。

2。材料和方法

2.1。材料

浪费粘土样品用于本研究收集的Eti马登Kırka硼在埃斯基谢希尔,土耳其。浪费粘土的基本岩土属性表中给出1。粒度分布的连续波由1.74%的砂、粘土和淤泥20.76%,77.5%确定土壤类高塑性粘土(CH)。CEC的CW是55毫克当量/ 100 g和这种高CEC值表示粘土能够持有更多的污染物。根据XRD、光谱仪、icp和傅立叶变换红外光谱结果,白云石是最主要的化合物在随后的连续波由氧化镁、硼砂和石英。连续波的比表面积 米2通过选择分析方法/ g。分析方法和属性的详细信息可以在我们之前的研究(23]。

表1
岩土连续波的性质。

沥青目的合并和联合使用粘土颗粒。沥青的性质(渗透100/150 25°C, 100克,5秒;软化点39-47°C;闪点230°C)、粘结剂的热的混合物,从土耳其的石油炼油厂采用公司(TUPRAŞ),土耳其。膨润土一般用于改善垃圾填埋场的防渗压实粘土层由于其高肿胀的潜力和低渗透系数(24]。膨润土膨润土厂了。在这项研究中,它是旨在利用废轮胎在垃圾填埋场粘土一边使用硼材料浪费。采用废轮胎样品的粒径小于1.18毫米。钢采用免费的废轮胎(< 1.18毫米)从轮胎回收工厂。使用两种不同的强化材料,玻璃纤维组织也被称为玻璃羊毛(CT)和非织造聚酯(PK),和两人都从土工膜获得生产工厂。

2.2。土工膜生产

在土工膜的生产过程中,沥青是首先与辅助填料混合,膨润土或废轮胎在一个实验室搅拌机100°C。后获得同质浪费粘土混合物添加在某些给定的表2和混合了45分钟。除了土工膜样品包括膨润土或废轮胎,整洁的样本只包括连续波也准备好了。

表2
BTM / CW / CW / BNT BTM, BTM CW / TW标本和比例。

混合后,热的混合物被挤压成条状通过使用实验室规模(双螺杆挤出机共转L / D:40)其次是压铸(2毫米×100毫米)。温度不同的桶元素中设置范围100 - 130°C(沥青介绍)和38-52°C(挤出机出口)。根据配料量、热混合物的流动性明显不同于对方。为了获得最佳的产品形状稳定的地带,而且没有明显的变形,如穿刺,流泪,或皱褶,不同加热概要文件为每个混合构成。

的挤压带然后通过传送带的速度1 rpm。使用两种不同的强化材料,玻璃纤维组织也被称为玻璃羊毛(CT)和非织造聚酯(PK)。优化概要文件获得时,钢筋材料放置在粘结剂混合物在板形和一层地带被强化和压制。因此,双方的钢筋材料满是沥青混合物(图2)。

(一)
(一)
(b)
(b)
图2
土工膜与实验室规模生产挤出机。
2.3。分析GBR-B上执行

根据土耳其标准“TS EN 13493: barriers-Characteristics合成所需使用的固体废物贮存和处置场所,建设“厚度(TS EN 1849 - 1),单位面积上的质量(TS EN 1849 - 1),抗拉强度(TS EN 12311 - 1),屈服伸长(TS EN 12311 - 1),和导水率(TS EN 14150)测试应用于土工膜有/没有增援部队增援的效果。

拉伸性能的最关键的土工膜的机械性能,因为有一系列的拉力作用于土工膜在安装和服务。也是误导认为如果一个土工膜材料具有较高的断裂伸长率,它在服务具有较高的生存能力。屈服伸长的土工膜应该调查后的断裂伸长率,因为收益率伸长点,变形是不可逆转的。例如,高密度聚乙烯(HDPE)的断裂伸长率值700%,但表现出明显的屈服点应变(12%1]。根据拉力和伸长特性,其中一个BTM /连续波,BTM / CW / BNT, BTM CW / TW土工膜选择应用水力传导率测试(图3)。


图3
渗透系数测试安排。
2.4。暴露在渗滤液

渗滤液测试应用到最有前途的土工膜样品由分析根据TS EN 13493。土工膜样品被暴露在蒸馏水(DW),市政固体废物填埋场渗滤液(L-MSW)和危险废物填埋场渗滤液(L-HW)。L-MSW收集从都市固体废物填埋场和L-HW收集从İzmit浪费和残渣处理焚烧回收有限公司(İZAYDAŞ)。测试安排构成土工膜渗滤液(图4(一)(图)包括渗透系数测试细胞4 (b))是由两部分组成(D:50毫米)相互持有住房由夹紧土工膜样品。在图4(一)1块压力不断应用于渗滤液列维持一巴流体压力在测试单元。塑料瓶底部放置收集渗滤液样品从出口流浸出的细胞的发生。渗滤液的曝露试验持续了35天。SEM分析检查表面结构变化土工膜标本由于暴露在渗滤液通过杰出人才ProX SEM。在分析之前,为了防止电充电,土工膜覆盖着黄金40秒在氩气的存在。在分析300、500和1000 x放大扫描电镜图像得到每个土工膜和适当的2图像在所有3选择考虑。

(一)
(一)
(b)
(b)
图4
渗滤液测试安排:(一)渗滤液列;细胞(b)测试。

3所示。结果与讨论

结果厚度、单位面积上的质量、抗拉强度、屈服伸长分析进行土工膜样品有/没有钢筋表3。商业土工膜也测试为了比较土工膜产生的结果。

表3
物理性质的标本和选民。

根据表3之间,土工膜样品厚度值2.5和3.7毫米。这些厚度值在2 - 5毫米的范围由文献[1]。生产样品了单位面积上的质量值3.6和5.4公斤/米之间2。土工膜与单位面积上的质量高于0.5公斤/米2是重量级膜自本规范取决于钢筋密度和填料(1]。

抗拉强度土工膜的样品没有增援随沥青含量增大而减小;换句话说,抗拉强度增加而增加浪费粘土含量。

膨润土添加提高了土工膜的抗拉强度和伸长率。沥青含量不变,降低膨润土内容和增加浪费粘土含量负面影响土工膜的抗拉强度值。

废轮胎除了改善抗拉强度当沥青/粘土/浪费浪费轮胎混合物被检查。沥青数量不变,土工膜的抗拉强度废轮胎数量的增加而增加。所以的意图利用废轮胎、废轮胎可用于土工膜材料作为沥青的改性剂。

玻璃羊毛增强土工膜,换句话说CT-specimens,有较高的抗拉强度值。然而伸长值的范围在5 - 8%相比很低的商业土工膜。

最高的伸长属于PK-BTM30CW70和PK-BTM50CW50非织造聚酯钢筋已经知道有一个有益的使用在土工膜由于其高收益伸长。抗拉强度的PK-specimens也高于商业沥青土工膜。因此,PK(非织造聚酯)被认为是最合适的加固材料。因为所有标本与PK良好的抗拉强度和伸长值,浪费粘土含量最高的BTM /连续波,BTM / CW / BNT, BTM CW / TW组被选为渗透系数测试应用程序。

渗透系数测试执行与PK-BTM30CW70 PK-BTM40CW55BNT5, PK-BTM40CW55TW5。渗透系数测试结果为3.6×10−6,2.2×10−5和1.0×10−5米3/ m2/天,分别,而商业土工膜的渗透系数是10−6米3/ m2/天。PK-BTM30CW70价值关系最大的商业土工膜的价值;因此渗滤液暴露试验进行的标本。

3.1。暴露在渗滤液的结果

渗滤液暴露试验是进行PK-BTM30CW70 35天。同时,浸出的水通过土工膜没有观察到的样本;出口管和样品瓶都是空的实验。这个结果是一个相当低的证明生产土工膜的渗透系数。SEM分析了未硫化的土工膜(图5暴露在DW(图)和土工膜样品6),L-MSW(图7),和L-HW(图8)。

(一)
(一)
(b)
(b)
图5
扫描电镜的图像未硫化的PK-BTM30CW70: 300 x;(b) 500 x。
(一)
(一)
(b)
(b)
图6
扫描电镜的图像PK-BTM30CW70暴露在DW:(一)300 x;(b) 1000 x。
(一)
(一)
(b)
(b)
图7
扫描电镜的图像PK-BTM30CW70暴露L-MSW:(一)300 x;(b) 1000 x。
(一)
(一)
(b)
(b)
图8
扫描电镜的图像PK-BTM30CW70暴露L-HW:(一)500 x;(b) 1000 x。

扫描电镜的图像未硫化的土工膜表现出固体结构没有任何划痕,穿刺,或缺口。这里,似乎浪费粘土分布同质浪费粘土颗粒的混合物和大小在10 - 20的范围μm。土工膜样品暴露于蒸馏水有一些划痕最大长度为200μ米和少量的废弃物粘土从沥青被释放,达到表面。土工膜暴露于L-MSW有200μm划痕和也与长度范围10 - 20部分穿刺μm。土工膜接触L-HW相对更有缺陷的形象与穿刺在20 - 50的长度μm。粘土颗粒达到表面观察这些图片。穿刺都声称是由于粘土释放一定量的浪费沥青当土工膜变得接触任何形式的水。然而这些缺陷被限制在土工膜的上表面。此外,任何影响底部是不会因为没有观察到浸出。

4所示。结论

在这项研究中,浪费粘土期间生成硼衍生品生产与沥青混合,膨润土,废轮胎和这些混合物被用来掩盖加固材料(玻璃非织造涤纶和羊毛)。在所有生产土工膜样品,根据厚度、单位面积上的质量、抗拉强度、伸长的结果,样本消除通过比较商业土工膜,只有三个样本(PK-BTM30CW70(非织造聚酯,30%的沥青,70%浪费粘土),PK-BTM40CW55TW5(非织造聚酯,40%的沥青,浪费粘土,55%和5%的废轮胎),和PK-BTM40CW55B5(非织造聚酯,40%的沥青,浪费粘土,55%和5%膨润土))被用来应用渗透系数测试。PK-BTM30CW70确定最佳水力传导率最低的土工膜。因此渗滤液暴露测试执行PK-BTM30CW70和蒸馏水,城市固体垃圾渗滤液,有害垃圾渗滤液。在实验中,浸出不出现,但SEM分析土工膜暴露在渗滤液的比较显示增加次品,如划痕和穿刺。这些结构性缺陷并不影响土工膜的不渗透性。

的抗拉强度、延伸率和渗透系数,硼浪费粘土可用于土工膜生产而不是方解石为了降低成本而导致使用浪费在硼泥900000吨/年生成企业在土耳其。适当使用产生的最佳土工膜在垃圾填埋场的应用测试结果。作为结论,本研究从可持续的废物管理重要性原则的目标是产生一个创新材料使用废料。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究是由图(土耳其)的科学技术研究委员会批准号下113价差和安纳托里亚大学科研项目委员会批准号1301 f037。