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4種石油化工企業地下水防滲材料優缺點分析以及防滲工程結構圖

來源: http://www.modanoo.com/    發表日期:2015-08-07    瀏覽:6178

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石油化工行業一直是地下水污染的高危行業,采取有效的地下水污染防治措施是降低地下水污染風險的關鍵。過去我國石化行業采取的污染防范措施主要集中于管理方面, 近年來,隨著地下水污染狀況日趨嚴重及國家和民眾對地下水污染重視程度的提高,新建石化行業地下水易污染區域均采取了嚴格的防滲措施。

1 石化企業常用防滲材料介紹

1.1 天然粘土

天然粘土是指含沙粒很少、有黏性的土壤。一般的粘土都由硅酸鹽礦物在地球表面風化后形成。黏土礦物的顆粒細小,常在膠體尺寸范圍內,呈晶體或非晶體,大多數是片狀,少數為管狀、棒狀。天然粘土防滲性能較差,一般鋪設于防滲層最底層。

1.2 抗滲混凝土

抗滲混凝土一般指抗滲等級P6級的混凝土。按抗滲壓力不同,抗滲混凝土可分為P6級、P8級、P10級和P12級??節B混凝土提高抗滲性能的主要方式是增加混凝土密實度,從而減少水分流經通道。

抗滲混凝土作為抗滲材料具有以下優點:①抗滲混凝土兼具建筑材料和抗滲材料兩大性能;②抗滲混凝土原材料來源廣,價格較低廉;③抗滲混凝土施工方式簡單,便于掌握;④抗滲混凝土可以通過添加助劑或同其他材料混合提高其抗滲性能;⑤抗滲混凝土易于查找結構缺陷處且易于修補。

1.3 膨潤土

天然膨潤土主要分為鈣基膨潤土和鈉基膨潤土兩大類。 其中鈉基膨潤土較鈣基膨潤土有更強的水膨脹性能,最大可膨脹至自體體積的15 ~ 17倍,因此在實際應用中,主要使用鈉基膨潤土。

鈉基膨潤土用作抗滲材料具有以下優點:①鈉基膨潤土遇水能形成高密度橫隔膜,透水性極低,具有很強的保水性能。②鈉基膨潤土屬天然材料,不會對周圍環境造成污染,不易發生老化或腐蝕現象,抗滲性能不受環境溫度限制,防水性能持久。③鈉基膨潤土施工工藝簡單,施工質量易于檢查,缺陷易于修復。④鈉基膨潤土具有遇水膨脹的性能,同混凝土復合使用時能夠修補混凝土因震動和沉降而形成的細小裂紋。

1.4 土工膜

土工膜是由高密度塑料薄膜和無紡布復合形成的一種防滲材料,其防滲性能主要由高密度塑料薄膜的防滲性能決定。目前用于土工膜制作的塑料薄膜材料主要以高密度聚乙烯(HDPE)為主,土工布材料主要以聚酯纖維(PET)居多。 另外,為增加土工膜的穩定性,還可在聚合材料中增加光穩定劑和抗氧劑等添加劑。

土工膜用作抗滲材料具有以下優點:①高密度塑料薄膜具有良好的拉伸強度、耐腐蝕性、穩定性及耐水溶性。②聚酯纖維制造的織物具有較高的拉伸強度、延伸性和整體性,良好的水力特性以及較好的隔離封閉特性。③根據索瑪和國際土工合成材料協會的研究,在30°左右普通情況下, HDPE土工膜的預期壽命可以達到220年。

表1給出了上述幾種防滲材料性能的對比,在實際應用中,一般不會單獨使用一種防滲材料,而是釆用層鋪式結構,將不同的防滲材料按其性能復合使用,以期達到最好的防滲效果。

防滲材料名稱滲透系數/(cm/S)優點缺點
天然粘土10-4~10-6天然材料,環境影響程度低。易于施工,易于保 養修復。防滲性能較其他幾種材料低,當施工現場無資源時運輸成本高,且采掘時易發生水土流失,破壞生態環境。
抗滲混凝土icr6'—10-12兼具建筑材料和防滲材料的性能,原料成本低,  易于施工,易于保養修復,防滲性能持久。抗變形能力差,如保養不及時易產生裂縫,影響防滲性能。
膨潤土10'-1〇-10天然材料,環境影響程度低。防滲能力強,易于  施工,其水膨脹性能能彌補混凝土的缺陷。施工條件要求較高,材料失水容易干裂。
土工膜10-11~l〇-13防滲性能好,使用量小,易于運輸,使用壽命長。存在老化和降解問題,不抗高溫,環境友好性較低;對鋪設技術和條件要求較髙。



2 國內石化企業防滲材料應用實例

根據《石油化工工程防滲技術規范》(GB/T50934 -2013),建設項目防滲的污染防治分區可劃分為污染防治區和非污染防治區。污染防治區包括一般污染防治區和重點污染防治區。以下為國內幾家重要石化企業一般污染防治區和重點污染防治區防滲結構應用實例,包括四川石化(圖1和圖2)、廣東石化(圖3和圖4)和呼煉石化(圖5和圖6)。

2.1 四川石化



2.2 廣東石化



2.3 呼煉石化



由上述應用實例可知,石化企業防滲結構自上而下一般為防滲混凝土層/中間層/天然粘土夯實層,其中間層材料的選取取決于當地自然地質結構的防滲性能,根據不同的防滲性能選取不同的中間層,如土工膜、膨潤土復合材料等。

3 結論

石化行業目前應用的防滲材料主要有天然粘土、抗滲混凝土、膨潤土和高分子HDPE防滲膜等,石化行業防滲層設計以防滲混凝土層/中間層/天然粘土夯實層的結構為主,中間層的選擇取決于石化企業所在地地層的天然抗滲性能,中間層一般包括膨潤土層、土工膜層或兩者的復合層。

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