本實(shí)用新型涉及一種電滲用電極材料，具體涉及一種電滲用加強(qiáng)型導(dǎo)電土工布。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)家對(duì)于環(huán)境重視程度增加，河道淤泥以及重金屬污染場(chǎng)地處理工程等越來(lái)越多，沿海軟黏土和淤泥質(zhì)土含水量高、滲透性差、壓縮性大、承載力低并且固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)。相比于傳統(tǒng)的處理方式，電滲法因?yàn)樵谔幚砀吆坑倌鄷r(shí)候具有較好的快速高效處理能力，所以得到廣泛應(yīng)用。在進(jìn)行電滲法加固處理時(shí)往往使用金屬電極，隨著電滲加固方法逐漸完善，金屬電極在使用時(shí)候容易出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，并且金屬腐蝕會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響，所以近年來(lái)使用電動(dòng)土工合成材料的加固項(xiàng)目逐漸增加，電動(dòng)土工合成材料在加固時(shí)同時(shí)具有土工布反濾和電極導(dǎo)電的功能，另外不會(huì)產(chǎn)生電極的腐蝕，在電滲后期會(huì)有較高的有效電勢(shì)。

目前使用的電滲用電動(dòng)土工合成材料主要制作方式是在排水板中間添加金屬銅或者碳粉末來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電和排水的功能，前者制作時(shí)候一般用兩層排水板中間加金屬絲，這種處理方式會(huì)導(dǎo)致在電滲加固時(shí)土體難以直接和金屬銅絲接觸，導(dǎo)致接觸電阻非常大，從而極大的影響實(shí)際的電滲效果。后者由于排水板中間加粉末物質(zhì)，粉末會(huì)在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生運(yùn)移，從而對(duì)電滲加固產(chǎn)生干擾或者對(duì)土體的性質(zhì)造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有電滲金屬電極以及電動(dòng)排水板在使用過(guò)程中產(chǎn)生腐蝕或者影響土體既有性質(zhì)的問(wèn)題，提供一種電滲用加強(qiáng)型導(dǎo)電土工布，在保證較好導(dǎo)電能力的同時(shí)不會(huì)對(duì)土體性質(zhì)產(chǎn)生干擾，不會(huì)對(duì)已有的土體產(chǎn)生污染，導(dǎo)電土工布還具有普通土工布的優(yōu)良性質(zhì)，相比于排水板制作的導(dǎo)電土工材料以及金屬電極具有更廣泛的應(yīng)用范圍。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種電滲用加強(qiáng)型導(dǎo)電土工布，由若干不銹鋼纖維組成，不銹鋼纖維之間85％為并聯(lián)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，10％為搭接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，5％為串聯(lián)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，通過(guò)不同導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的配合控制導(dǎo)電土工布的電阻率為0.012Ω·m；不銹鋼纖維的平均長(zhǎng)度是40.5mm，其長(zhǎng)度變異系數(shù)是1.8％；導(dǎo)電土工布單位面積質(zhì)量為112g，厚度為1.1mm；導(dǎo)電土工布孔徑分布不均勻，平均孔徑為60um，最大孔徑為160um；導(dǎo)電土工布孔隙率為83％，導(dǎo)電土工布成網(wǎng)后在頂端用金屬絲纏繞固定寬度1cm、厚度1mm的鐵片。

本實(shí)用新型的有益效果是：不銹鋼纖維非織造布與傳統(tǒng)粉末過(guò)濾非織造材料相比具有高強(qiáng)度、高容塵量、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)；本實(shí)用新型導(dǎo)電土工布，在保證較好導(dǎo)電能力的同時(shí)不會(huì)對(duì)土體性質(zhì)產(chǎn)生干擾，不會(huì)對(duì)已有的土體產(chǎn)生污染，導(dǎo)電土工布還具有普通土工布的優(yōu)良性質(zhì)，相比于排水板制作的導(dǎo)電土工材料以及金屬電極具有更廣泛的應(yīng)用范圍。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型導(dǎo)電土工布的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是電滲處理重金屬污染土能耗對(duì)比圖；

圖中，并聯(lián)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)1、搭接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)2、串聯(lián)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)3。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種電滲用加強(qiáng)型導(dǎo)電土工布，由若干不銹鋼纖維組成，水刺加工后不銹鋼纖維之間85％為并聯(lián)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)1，10％為搭接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)2，5％為串聯(lián)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)3，通過(guò)不同導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的配合控制導(dǎo)電土工布的電阻率為0.012Ω·m；不銹鋼纖維的平均長(zhǎng)度是40.5mm，其長(zhǎng)度變異系數(shù)是1.8％，假設(shè)纖維網(wǎng)中的每一根纖維是一樣長(zhǎng)度，粗細(xì)均勻，則可以將每一根纖維模擬成電阻相同的小電阻；導(dǎo)電土工布單位面積質(zhì)量為112g，厚度為1.1mm；導(dǎo)電土工布孔徑分布不均勻，平均孔徑為60um，最大孔徑為160um，在電滲時(shí)可以滿足土體反濾的要求；導(dǎo)電土工布孔隙率為83％，為方便電滲時(shí)候作為電極使用；導(dǎo)電土工布成網(wǎng)后在頂端用金屬絲纏繞固定寬度1cm、厚度1mm的鐵片，可以保證在電滲過(guò)程中電流分布更加均勻。

從整個(gè)纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，采用并聯(lián)模型會(huì)使得纖維的均勻度更好，纖維之間纏結(jié)越緊密產(chǎn)生的交聯(lián)點(diǎn)就越多，纖維橫向排列的差異性更小。相比于導(dǎo)電塑料絲，不銹鋼纖維的初始模量更大。不銹鋼纖維非織造布與傳統(tǒng)粉末過(guò)濾非織造材料相比具有高強(qiáng)度、高容塵量、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，尤其適合于高溫、高粘度、有腐蝕介質(zhì)等惡劣條件下。相比于之前的導(dǎo)電排水板，土工布形式的電動(dòng)土工合成材料使用的場(chǎng)合更加廣泛，方式更加靈活，接觸電阻和電勢(shì)損失也更小。

以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明：

本實(shí)用新型導(dǎo)電土工布可以和已有的防滲墊層結(jié)合形成重金屬污染場(chǎng)地的防滲墊層結(jié)構(gòu)，從上到下依次是上部外層高密度聚乙烯土工膜(HDPE)、上部導(dǎo)電土工布、中間膨潤(rùn)粘土層、下部導(dǎo)電土工布、下部外層高密度聚乙烯土工膜(HDPE)。鋪設(shè)在重金屬污染場(chǎng)地的底部，上下層導(dǎo)電土工布分別連接數(shù)字直流電源的負(fù)極、正極，在電場(chǎng)作用下，重金屬等離子會(huì)從陽(yáng)極向陰極運(yùn)動(dòng)，即從下往上運(yùn)動(dòng)，這種反向運(yùn)動(dòng)就會(huì)極大增長(zhǎng)重金屬等離子從上向下運(yùn)移擊穿膨潤(rùn)粘土層和下部外層高密度聚乙烯土工膜(HDPE)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)重金屬污染場(chǎng)地加固修復(fù)。相比于銅鐵等電極或者排水板電極，不銹鋼纖維土工布電極不會(huì)對(duì)已有的場(chǎng)地產(chǎn)生二次污染，修復(fù)重金屬污染場(chǎng)地具有很好的效果。

本實(shí)用新型電滲用加強(qiáng)型導(dǎo)電土工布還可以應(yīng)用于電滲邊坡加固、堤壩加固、淤泥處理、河道清淤等工程中，在土體加固的同時(shí)，導(dǎo)電土工布也可以起到加筋的加固作用。

使用本實(shí)用新型導(dǎo)電土工布進(jìn)行室內(nèi)修復(fù)重金屬銅污染土的試驗(yàn)，對(duì)比金屬電極處理的效果，試驗(yàn)基本條件如表1所示：

表1導(dǎo)電土工布與鐵電極試驗(yàn)條件

試驗(yàn)后，進(jìn)行了基本土工測(cè)試，加固前后含水量降低百分比導(dǎo)電土工布與鐵電極分別為48％和49％，排水量?jī)烧叻謩e為2040ml和2069ml，說(shuō)明導(dǎo)電土工布對(duì)于土體的加固效果與鐵電極相當(dāng)。但是整體的能耗系數(shù)導(dǎo)電土工布小于鐵電極，如圖2所示，前10個(gè)小時(shí)兩者差別不大，兩種電極的能耗系數(shù)在18小時(shí)左右突然增大，并保持較快速的增長(zhǎng)速率，表明此時(shí)電滲效率逐漸下降。最后測(cè)試了電滲加固后土體中殘余重金屬銅的含量，因?yàn)樵囼?yàn)金屬電極選用了鐵電極而不是銅電極，否則若使用金屬銅電極則會(huì)加重土體的污染。