隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，每年產(chǎn)生的污水量、垃圾量大幅增加。垃圾填埋所產(chǎn)生的垃圾滲濾液和生活污水、生產(chǎn)廢水，含有大量性質(zhì)各異的污染物，有固體或溶解性的、酸性或堿性的、有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物及重金屬等。在處理污水和填埋場(chǎng)滲濾液的過(guò)程中，若防滲漏措施不當(dāng)或失效，污水和垃圾滲濾液便會(huì)流入地面水體，污染水體、地下水和土地，對(duì)人體健康和人類(lèi)生活及生產(chǎn)都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的危害。

污水和垃圾滲濾液都是成分復(fù)雜的混合廢水，除了會(huì)給環(huán)境帶來(lái)不利影響外，還含有大量會(huì)侵蝕混凝土的高濃度腐蝕介質(zhì)。這些高濃度腐蝕介質(zhì)在與混凝土構(gòu)筑物長(zhǎng)期接觸中，會(huì)逐漸腐蝕和破壞混凝土構(gòu)筑物。而用于污水和垃圾填埋處理的混凝土構(gòu)筑物，在這些高濃度腐蝕介質(zhì)的長(zhǎng)期侵蝕下會(huì)被破壞，造成污水和垃圾滲濾液嚴(yán)重泄漏，影響環(huán)境安全，同時(shí)還會(huì)破壞混凝土結(jié)構(gòu)而影響其結(jié)構(gòu)的安全，且當(dāng)混凝土構(gòu)筑物被腐蝕破壞后，必將需要較長(zhǎng)的修復(fù)期，從而影響污水及垃圾處理工作的正常進(jìn)行。所以，污水處理和垃圾填埋處理的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)該同時(shí)做好防滲漏和基礎(chǔ)設(shè)施的防護(hù)工作。防滲漏的目的是為了保障環(huán)境的安全；基礎(chǔ)設(shè)施防護(hù)的目的是為了提高混凝土基礎(chǔ)設(shè)施的耐久性。只有混凝土基礎(chǔ)設(shè)施安全牢固、防滲漏有效可靠才能更好地保護(hù)環(huán)境。

1  污水和垃圾滲濾液對(duì)混凝土的腐蝕

我國(guó)《鐵路混凝土及砌石工程施工規(guī)范》（TDJ210- 86）規(guī)定，在直接臨水或強(qiáng)透水層情況下，侵蝕性CO2＞ 15mg/L時(shí)就會(huì)產(chǎn)生不同程度的碳酸侵蝕；多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，液體中硫酸根含量超過(guò)200mg/L即可對(duì)混凝土產(chǎn)生侵蝕作用，而污水和垃圾滲濾液中腐蝕介質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這些限定指標(biāo)。

污水和垃圾滲濾液對(duì)混凝土的侵蝕類(lèi)型主要是化學(xué)反應(yīng)、物理化學(xué)反應(yīng)，侵蝕對(duì)象主要是混凝土中維持水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣穩(wěn)定的Ca(OH)2等。在侵蝕過(guò)程中，隨著Ca(OH)2的溶出流失，一方面水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣失去穩(wěn)定性而水解，使混凝土強(qiáng)度不斷降低， pH值的不斷下降會(huì)導(dǎo)致鋼筋鈍化膜破壞造成鋼筋銹蝕而影響結(jié)構(gòu)安全；另一方面，混凝土硬化水泥漿體中無(wú)害小孔量逐步減少，有害大孔量逐步增加，孔結(jié)構(gòu)逐步變差，各類(lèi)腐蝕性物質(zhì)更便于擴(kuò)散侵蝕，加速混凝土的侵蝕破壞。

2  目前常用的防滲漏材料  

 在污水處理和填埋場(chǎng)滲濾液的防滲漏及混凝土防腐工程中，主要采用的方法之一是混凝土外涂裝防水材料，利用這些材料在達(dá)到提高混凝土防水能力的同時(shí)，間接提高混凝土的防腐蝕能力。目前主要采用的是以下兩大類(lèi)防滲漏材料。

 （1）瀝青類(lèi)防水材料

以天然瀝青、石油瀝青和煤瀝青為主要原材料制成的瀝青油氈、紙?zhí)r青油氈、溶劑型和水乳型瀝青類(lèi)或?yàn)r青橡膠類(lèi)涂料、油膏，如SBS  、APP改性瀝青卷材等。

（2）橡膠塑料類(lèi)防水材料

以氯丁橡膠、丁基橡膠、三元乙丙橡膠、聚氯乙烯、聚異丁烯和聚氨酯等原材料，可制成彈性無(wú)胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂膜材料及油膏、膠泥、止水帶等密封材料，如HDPE、LDPE高分子防水卷材等。

以上兩類(lèi)材料在單獨(dú)使用時(shí)或與胎體增強(qiáng)材料復(fù)合時(shí)，可以分層涂刷、噴涂或熱熔焊接，在需要進(jìn)行防水抗?jié)B處理的混凝土基體表面，形成一個(gè)連續(xù)、無(wú)縫、整體的且具有一定厚度的涂膜防水層，滿足防水抗?jié)B的要求。由于這兩類(lèi)材料需在整個(gè)混凝土基體表面形成“連續(xù)、無(wú)縫”的整體，才能起到外部環(huán)境和混凝土間的物理隔離作用，所以一旦出現(xiàn)施工（如粘結(jié)、熱熔焊接）、材料老化及外力破壞等問(wèn)題后，極易造成由點(diǎn)及面整體防水層失效的后果。

3   抗腐蝕耐老化防滲漏混凝土環(huán)保工程防護(hù)溶膠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)防護(hù)溶膠）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米材料在各個(gè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。防護(hù)溶膠是一種新型的納米材料，和傳統(tǒng)只具有單一物理隔離作用、只能利用材料的防水性能間接達(dá)到混凝土防腐目的的防水材料相比，防護(hù)溶膠對(duì)混凝土具有雙重隔離保護(hù)作用，在形成外部環(huán)境和混凝土間防滲漏層的同時(shí)形成了混凝土的防腐蝕保護(hù)層，而且具有環(huán)保、耐老化、長(zhǎng)效可靠等優(yōu)良性能。

溶膠屬于膠體化學(xué)的膠體分散系，是物質(zhì)存在的一種特殊狀態(tài)，而不是一種特殊的物質(zhì)，其具備以下特征：1）分散相（質(zhì)）粒徑為1～100nm的超細(xì)顆粒； 2）超細(xì)顆粒須是固體（才能和分散介質(zhì)有明顯的物理分界面）。

超細(xì)顆粒經(jīng)介質(zhì)分散后形成該物質(zhì)的特殊狀態(tài)，此狀態(tài)即為溶膠。溶膠通過(guò)不溶超細(xì)顆粒賦予了不同于原物質(zhì)的新的性質(zhì)。

防護(hù)溶膠由天然無(wú)機(jī)硅酸鹽類(lèi)礦物為原料，通過(guò)特殊工藝將其制成直徑為1～100nm的具有剛性的超細(xì)固體顆粒（粒子的摩氏硬度大于5級(jí)，即硬度大于玻璃），并分散于介質(zhì)水中形成溶膠。   防護(hù)溶膠的工作原理就是把混凝土表層有害孔隙無(wú)害化作為基本出發(fā)點(diǎn)，使混凝土表層形成無(wú)害保護(hù)層，并通過(guò)混凝土表層的無(wú)害保護(hù)層實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土的防水和綜合防護(hù)。

防護(hù)溶膠采用噴涂方式作業(yè)。當(dāng)溶膠噴涂于硬化混凝土表面后，溶膠在毛細(xì)壓力作用下以滲透的方式進(jìn)入混凝土孔隙，多相超細(xì)固體粒子密實(shí)孔隙并和水泥的水化物反應(yīng)，生成凝膠層。溶膠中較大的粒子在孔隙中形成具有剛性的三維網(wǎng)狀骨架，使凝膠層具有一定的幾何外形，顯示出固體的力學(xué)性質(zhì)；中、小粒子在三維網(wǎng)狀骨架和孔隙壁間緊密堆積，填充空隙，作為三維網(wǎng)狀骨架在孔隙內(nèi)的延伸，減小凝膠層自身的大孔率，密實(shí)凝膠層。在反應(yīng)后生成的凝膠則通過(guò)化學(xué)鍵包裹各種粒子和孔隙壁表面，并把各種粒子和孔隙壁緊密地粘結(jié)在一起，形成結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定、具有不可逆性固體力學(xué)性質(zhì)的凝膠層。在混凝土孔隙中反應(yīng)生成的多孔凝膠層，通過(guò)不同級(jí)配超細(xì)粒子的填充、密實(shí)，以物理填充的方式減小了混凝土表層原有有害孔隙的孔徑，減少了開(kāi)口孔隙率，改變了混凝土表層的孔分級(jí)、分孔隙率，使混凝土和外部環(huán)境相聯(lián)的有害孔變成了無(wú)害孔。反應(yīng)生成的凝膠則通過(guò)包裹、粘結(jié)粒子和孔隙壁，以化學(xué)的方式鞏固凝膠層結(jié)構(gòu)，使凝膠層穩(wěn)定、牢固地存在于混凝土孔隙中。

溶膠在物理和化學(xué)兩種方式的共同作用下，使凝膠層自身具有極小的孔徑、很好的孔型結(jié)構(gòu)、很大的孔分散度和極大的比表面積，并通過(guò)凝膠層使混凝土表層的有害孔級(jí)變?yōu)闊o(wú)害孔級(jí)。

溶膠反應(yīng)后生成的凝膠層，對(duì)混凝土具有雙重隔離防護(hù)作用。凝膠層在外部環(huán)境和混凝土間以無(wú)害孔級(jí)的多孔凝膠形成混凝土的整體隔離防護(hù)層，阻止外部環(huán)境水及有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部，并以優(yōu)良的表面能吸附進(jìn)入凝膠層的腐蝕介質(zhì)，使其無(wú)法穿越凝膠層進(jìn)入混凝土內(nèi)部，形成對(duì)混凝土的整體隔離防護(hù)；反應(yīng)時(shí)凝膠的包裹、粘結(jié)作用，固化、屏蔽了混凝土中易受侵蝕的組分，以及凝膠層自身具有的低 Cl - /OH- 和呈負(fù)電性的Ca2+ 及無(wú)害凝膠孔，從各類(lèi)腐蝕的發(fā)生條件上形成了有針對(duì)性抑制作用的局部隔離防護(hù)層。

防護(hù)溶膠通過(guò)整體和局部隔離防護(hù)作用的有機(jī)結(jié)合，有效抵御、抑制了環(huán)境中水及不同腐蝕源對(duì)混凝土的侵蝕，在提高了混凝土抗?jié)B漏能力的同時(shí)提高了混凝土的耐久性。

4  傳統(tǒng)防滲漏材料與防護(hù)溶膠的比較

（1）材料生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)保性

有機(jī)高分子材料完全依賴(lài)于石油化學(xué)工業(yè)并以石油為主要原料。在生產(chǎn)過(guò)程中除了消耗大量煤和石油外，還使用了大量對(duì)人體和環(huán)境有害的溶劑、顏料和助劑，并向大氣排放有機(jī)揮發(fā)物（VOC），會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響。

防護(hù)溶膠的基料大都為普通且儲(chǔ)量豐富的天然礦石或金屬氧化物并以水為分散介質(zhì)?；喜皇褂萌軇謸]發(fā)外沒(méi)有VOC的危害問(wèn)題。生產(chǎn)過(guò)程只是消耗一定的能量，不會(huì)向大氣排放有毒有害氣體或造成其它嚴(yán)重的環(huán)境污染。

（2）施工過(guò)程的環(huán)保性

為了在混凝土表面形成一個(gè)連續(xù)、無(wú)縫、整體的膜狀防水層，卷材或片材的粘結(jié)以及有機(jī)防水涂料的稀釋?zhuān)夹柙谑┕r(shí)使用苯類(lèi)或甲醛作為溶劑。這些助劑的固含量低、揮發(fā)分大，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染并危害施工人員的人身安全。

防護(hù)溶膠的基料本身無(wú)毒，無(wú)需使用有機(jī)溶劑，所以不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，不會(huì)危害施工人員的人身安全。

（3）耐老化問(wèn)題

有機(jī)高分子材料用作混凝土防水層時(shí)的耐老化壽命和防護(hù)對(duì)象混凝土相比始終存在較大差距。 防護(hù)溶膠能和混凝土基材中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的新物質(zhì)，防護(hù)溶膠的自身基料和生成物的性質(zhì)決定了其具有較好的耐久性，并且涂料自身和基材是牢固的化學(xué)結(jié)合。

（4）施工條件要求

有機(jī)高分子材料施工條件要求高且工藝復(fù)雜易留隱患。

防護(hù)溶膠施工條件要求低，工藝簡(jiǎn)單。

5  結(jié)語(yǔ)

污水集中處理、垃圾焚燒和垃圾填埋等措施，本身就旨在努力減少有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的不利影響。所以對(duì)于污水和垃圾填埋滲濾液處理設(shè)施防滲漏材料的選擇，應(yīng)該選擇在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境無(wú)害，在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境無(wú)不利影響，并且材料自身壽命長(zhǎng)，能夠有效提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的抗腐蝕、耐老化、防滲漏混凝土環(huán)保工程防護(hù)溶膠，在今后制定的環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)規(guī)范中也將會(huì)采用其技術(shù)參數(shù)。

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