Способ образования защитного экрана

 

Изобретение относится к области строительства и ремонта гидротехнических сооружений, а именно резервуаров и бассейнов, предназначенных для хранения, очистки и отстаивания жидких сред, и может быть использовано для создания и ремонта гидроизоляции стен и днищ указанных резервуаров и бассейнов, предпочтительно предназначенных для хранения жидких технологических отходов или нефти и нефтепродуктов, с целью защиты грунтов и грунтовых вод от загрязнения. Технический результат состоит в улучшении экологической обстановки вблизи резервуаров и бассейнов с токсичным и/или загрязняющим содержимым за счет исключения возможности проникновения содержимого резервуаров и бассейнов в грунт и грунтовые воды. В способе образования защитного экрана, включающем подготовку поверхности резервуара и нанесение на подготовленную поверхность защитного слоя, в качестве защитного слоя используют, по меньшей мере, один слой, выполненный из расположенных внахлест кусков стеклоткани, пропитанной водным раствором анионного полимера с концентрацией 0,1 до 5 мас.% и вязкостью от 1000 до 10000 мПа·с. В предпочтительном варианте реализации способа наносят последовательно два аналогичных слоя стеклоткани, пропитанной водным раствором анионного полимера с концентрацией 0,1 до 5 мас.% и вязкостью от 1000 до 10000 мПа·с, при этом второй слой стеклоткани наносят с интервалом не свыше 36 ч. Предварительно водный раствор анионного полимера может быть смешан с асбестовым волокном или с цементом. Обычно в водный раствор анионного полимера дополнительно вводят отвердитель указанного полимера. Подготовка поверхности резервуара обычно заключается в том, что ее выравнивают и уплотняют, а на дно резервуара предварительно насыпают слой песка. Преимущественно для механической защиты гидроизолирующего слоя, состоящего из стеклоткани и заполимеризовавшегося анионного полимера, на стеклоткань, уложенную на дно резервуара, насыпают защитный слой минерального дисперсного материала, плотность которого превышает 1 кг/дм³. Это может быть слой песка, порошкообразной глины или щебня. 10 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области строительства и ремонта гидротехнических сооружений, а именно резервуаров и бассейнов, предназначенных для хранения, очистки и отстаивания жидких сред, и может быть использовано для создания и ремонта гидроизоляции стен и днищ указанных резервуаров и бассейнов, предпочтительно предназначенных для хранения жидких технологических отходов или нефти и нефтепродуктов, с целью защиты грунтов и грунтовых вод от загрязнения.

Известен способ строительства накопительного амбара (RU, патент 2144112, В 09 В 1/00, 2000). Согласно известному способу смешивают ранее подготовленный песок с глинистым порошком и наносят полученную песчано-глинистую смесь на дно будущего накопительного амбара. Затем участок, покрытый песчано-глинистой смесью, утрамбовывают и обваловывают. Дно образовавшегося накопительного амбара покрывают коагуляционными сгустками бурового раствора.

Недостатком известного способа следует признать слабую защиту грунта и грунтовых вод от жидкой среды, помещенной в накопительный амбар, поскольку гидроизоляционные свойства структуры, состоящей из песчано-глинистого слоя и слоя коагуляционных сгустков бурового раствора, невелики. Кроме того, буровой раствор даже в скоагулированной форме является источником загрязнения грунтовых вод органическими соединениями, входящими в состав бурового раствора, а также углеводородами, соприкасающимися с буровым раствором.

Известен способ охраны грунтовых вод от загрязнения отходами шламохранилищ (RU, патент 2165497, Е 02 D 31/00, 2001). Согласно известному способу под шламохранилищем бурят наклонные скважины, обсаживают их перфорированными в сторону шламохранилища трубами, нагнетают в прискважинное пространство схватывающуюся смесь, образующую гидроизолирующий экран.

Недостатком известного способа следует признать слабую защиту грунта и грунтовых вод от жидкой среды, помещенной в шламохранилище, поскольку образованный подобным образом гидроизолирующий экран малоэффективен из-за неизбежного образования незаполненных схватывающей смесью участков грунта под шламохранилищем. Кроме того, необходимость бурения значительного количества наклонных скважин приводит к высокой стоимости способа.

Наиболее близким аналогом заявленного решения можно признать способ образования защитного экрана (RU, патент 2070253, Е 02 D 31/00, 1996). Согласно известному способу подготавливают поверхность резервуара, предназначенного для жидких отходов, помещают на нее тиксотропный раствор слоем 20-50 мм, выдерживают тиксотропный раствор в течение до 1,5 ч и засыпают поверхность слоем песка не менее 500 мм.

Недостатком известного способа следует признать слабую защиту грунта и грунтовых вод содержимым резервуара, поскольку тиксотропный раствор со временем насыщается жидкой средой и начинает пропускать содержимое резервуара в грунт и, соответственно, в грунтовые воды. Кроме того, способ имеет ограниченное применение - только строительство резервуаров.

Техническая задача, решаемая посредством предложенного способа, состоит в разработке универсального способа гидроизоляции резервуаров и бассейнов.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного способа, состоит в улучшении экологической обстановки вблизи резервуаров и бассейнов с токсичным и/или загрязняющим содержимым за счет исключения возможности проникновения содержимого резервуаров и бассейнов в грунт и грунтовые воды.

Для достижения указанного технического результата предложено на предварительно подготовленную поверхность резервуара нанести, по меньшей мере, один слой, выполненный из расположенных внахлест кусков стеклоткани, пропитанной водным раствором анионного полимера с концентрацией 0,1 до 5 мас.% и вязкостью от 1000 до 10000 мПа·с. В предпочтительном варианте реализации способа наносят последовательно два аналогичных слоя стеклоткани, пропитанной водным раствором анионного полимера с концентрацией 0,1 до 5 мас.% и вязкостью от 1000 до 10000 мПа·с. При этом второй слой стеклоткани наносят с интервалом не свыше 36 ч. Предварительно водный раствор анионного полимера может быть смешан с асбестовым волокном или с цементом. Обычно в водный раствор анионного полимера дополнительно вводят отвердитель указанного полимера. Подготовка поверхности резервуара обычно заключается в том, что ее выравнивают и уплотняют, а на дно резервуара предварительно насыпают слой песка. Преимущественно для механической защиты гидроизолирующего слоя, состоящего из стеклоткани и заполимеризовавшегося анионного полимера, на стеклоткань, уложенную на дно резервуара, насыпают защитный слой минерального дисперсного материала, плотность которого превышает 1 кг/дм³. Это может быть слой песка, слой порошкообразной глины, щебня или другого материала, нерастворимого в содержимом резервуара и не всплывающего в нем.

Использование в качестве гидроизолирующего слоя стеклоткани, пропитанной водным раствором анионного полимера с указанными характеристиками, позволяет решить одновременно несколько задач. Заполимеризованный анионный полимер на стеклоткани представляет собой слой гидроизоляционного материала, повторяющего рельеф резервуара. Следовательно, это практически исключает работы по подготовке поверхности к нанесению гидроизоляции. Указанная стеклоткань, пропитанная водным раствором анионного полимера, может быть нанесена не только на дно резервуара, но и на его боковые стены, исключая тем самым просачивание жидкости из резервуара. Механическая прочность стеклоткани превышает механическую прочность слоя тиксотропного материала, используемого в ближайшем аналоге в качестве гидроизолирующего слоя. Следовательно, падение в резервуар, по меньшей мере, небольших твердых предметов не нарушит слоя гидроизоляции. Дополнительное введение в водный раствор анионного полимера асбестовых волокон и/или цемента увеличит прочность получаемого слоя гидроизоляции. Использование пропитанной водным раствором анионного полимера стеклоткани позволит применить предложенный способ не только при строительстве новых резервуаров, но и при ремонте уже имеющихся. При использовании концентрации анионного полимера в растворе менее 0,1 мас.% процесс формирования полимерного тела, создающего, совместно со стеклотканью, гидроизолирующий слой, происходит чрезмерно долго. При использовании концентрации анионного полимера свыше 5 мас.% уменьшается способность раствора полностью смачивать стеклоткань, следовательно, после формирования полимерного тела могут остаться незакрытыми отдельные участки стеклоткани, что приведет к возможности протекания жидкости через стеклоткань. Аналогично - при использовании водных растворов анионных полимеров с вязкостью ниже, чем 1000 мПа·с, процесс формирования полимерного тела происходит чрезмерно долго, а при использовании водного раствора анионного полимера с вязкостью свыше 10000 мПа·с уменьшается способность раствора полностью смачивать стеклоткань, следовательно, после формирования полимерного тела могут остаться незакрытыми отдельные участки стеклоткани, что приведет к возможности протекания жидкости через стеклоткань.

Способ может быть реализован следующим образом.

1. Для создания слоя гидроизоляции отстойника отходов свинофермы был использован 3 мас.% водный раствор сополимера акриламида и акрилата натрия (ПРАЕСТОЛ 2530) с вязкостью 4000 МПа·с, нанесенный на стеклоткань. Отстойник был изготовлен путем образования мелкого (до 1,5 м) котлована с последующим обваловыванием по периметру полученного котлована. Поверхность котлована была выровнена, а с поверхности валов были удалены торчащие предметы (корни, палки, камни с острой поверхностью). На всей поверхности резервуара были размещены внахлест куски стеклоткани, пропитанные указанным водным раствором ПРАЕСТОЛ 2530. Через 31 ч на дно резервуара на слой заполимеризовавшегося полимера был нанесен слой песка толщиной примерно 450-00 мм, а на боковые поверхности были наложены внахлест листы полиэтилена, прилипшие к заполимеризовавшемуся полимеру. В течение двух лет содержимое резервуара не просачивалось в грунтовые воды. По сравнению с бетонированным отстойником сроки изготовления сократились на 64%, а себестоимость - на 49%.

2. Для создания гидроизоляции накопительного амбара, создаваемого в котловане глубиной 3 м и площадью зеркала примерно 120 м², предварительно бульдозером со стен и дна будущего накопительного амбара удалили растительность, мусор и почву до слоя глины. Неровности почвы выровняли путем подсыпания слоя песка (на дно) и срезания выступов бульдозером (с боковой поверхности). На подготовленную подобным образом поверхность накопительного амбара уложили внахлест куски первого слоя стеклоткани, пропитанные 4 мас.% водным раствором сополимера акриламида и акрилата калия с вязкостью 6700 МПа·с, содержащим 7% цемента. Через 29 ч на первый слой стеклоткани также внахлест положили куски второго слоя стеклоткани, пропитанные аналогично первому слою. Через 32 ч после наложения кусков стеклоткани второго слоя на них насыпали слой порошкообразной глины толщиной примерно 300 мм, и накопительный амбар был готов к приему нефти. По сравнению с базовым способом строительства накопительного амбара сроки изготовления сократились на 53%, а себестоимость - на 41%. В течение года использования накопительного амбара проникновения нефти из накопительного амбара в грунтовые воды не произошло.

3. При ремонте шламохранилища обогатительной фабрики было установлено место разрушения слоя гидроизоляции, выполненного из глинисто-песчаной смеси. Без осушения шламохранилища на его дно, с которого не был удален осевший шлам, в месте нарушения слоя гидроизоляции были опущены и уложены внахлест листы стеклоткани, пропитанные 3,8 мас.% водным раствором сополимера акриламида и акрилата калия с вязкостью 6100 МПа·с, содержащим примерно 8 мас.% асбестовых волокон. Листы были прижаты к дну шламохранилища слоем щебня толщиной примерно 200 мм. По истечению 32 ч утечка содержимого из шламохранилища была устранена.

4. Для создания слоя гидроизоляции аэротенка на его поверхность последовательно были наложены внахлест два слоя кусков стеклоткани, пропитанных 2,6% водным раствором сополимера акриламида и акрилата калия с вязкостью 5100 МПа·с. После выдержки в течение 36 ч аэротенк был заполнен перерабатываемыми сточными водами ливневой канализации и используемой культурой микроорганизмов. При работе аэротенка в течение 2 лет нарушение гидроизоляции и попадания сточных вод в грунтовые воды не наблюдалось. Время создания гидроизоляции аэротенка по сравнению со стандартным способом уменьшилось на 38%, а себестоимость - на 42%.

Таким образом, использование предложенного способа позволило улучшить экологическую обстановку вблизи резервуаров с токсичным и/или загрязняющим содержимым за счет исключения возможности проникновения содержимого резервуаров и бассейнов в грунт и грунтовые воды при одновременном уменьшении времени и расходов на создание гидроизолирующего слоя.

Формула изобретения

1. Способ образования защитного экрана, включающий подготовку поверхности резервуара и нанесение на подготовленную поверхность защитного слоя, отличающийся тем, что в качестве защитного слоя используют по меньшей мере один слой, выполненный из расположенных внахлест кусков стеклоткани, пропитанной водным раствором анионного полимера с концентрацией 0,1 до 5 мас.% и вязкостью от 1000 до 10000 мПа·с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно наносят второй аналогичный слой из кусков стеклоткани, пропитанной водным раствором анионного полимера с концентрацией 0,1 до 5 мас.% и вязкостью от 1000 до 10000 мПа·с, при этом второй слой кусков стеклоткани наносят с интервалом не свыше 36 ч.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что предварительно водный раствор анионного полимера смешивают с асбестовым волокном.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что предварительно водный раствор анионного полимера смешивают с цементом.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в водный раствор анионного полимера дополнительно вводят отвердитель указанного полимера.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что поверхность резервуара предварительно уплотняют.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что на дно резервуара предварительно насыпают слой песка.

8. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что после полимеризации анионного полимера на стеклоткань, уложенную на дно резервуара, насыпают защитный слой минерального дисперсного материала, плотность которого превышает 1 кг/дм³.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что насыпают слой песка.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что насыпают слой порошкообразной глины.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что насыпают слой щебня.