[发明专利]一种临港大型原油油罐地坪自修复防渗材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防渗材料技术领域，具体是一种临港大型原油油罐地坪自修复防渗材料及其制备方法。

背景技术

罐基础至防火堤之间的地坪是原油罐区防渗的主要部位，面积上千平米，石油储罐的渗漏或泄露，会导致有机污染物进入土壤，进一步通过迁移污染地下水，从而威胁水环境和饮用水安全。

HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂 ，它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好，耐环境应力开裂性亦较好，具有很好的防渗性能。但存在老化、施工过程中易机械破损等缺点，并且原油中的苯、甲苯容易对其造成腐蚀；粘性土遇油易缩水开裂、渗透系数增加。防渗层一旦遭受破坏，需要通过打孔、开挖等手段，然后进行修补，这样施工麻烦，增加了填埋场的运行和维护费用，且修补效果还存在着问题。同时粘土需求量太大，小型罐区还能解决来源问题，但对于大型罐区根本无法取得大量的天然粘土或膨润土，尤其对于海岛地区，运输成本高。刚性混凝土类防渗结构由于地基的沉降，容易开裂，修补困难。现有的常见防渗层普遍存在问题是一方面基底材料成本较高，另一方面防渗层受破坏后不能自我修复，而必须经过人工开挖和重建，从而耗费大量的人力和物力。

现有技术如授权公告号为CN 102690079 B的中国发明专利，公开了一种粘性防渗材料的制备方法及其用途。制备方法以粉煤灰 0-5 份、高岭土30-60 份、膨润土 40-80 份、聚丙烯酸 1-3 份、聚丙烯酰胺0-3份、聚丙烯酸酯0-3份和十六烷基三甲基氯化铵 0-2 份为原料，用重量计，经充分搅拌混合均匀后即得到防渗材料，密度为 1.15-1.20g/cm³。该粘性防渗材料防渗效果良好，但其自我修复效果不理想且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防渗效果优异，粘性好，吸水性强，不易开裂，自我修复速度快的临港大型原油油罐地坪自修复防渗材料及其制备方法。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：一种临港大型原油油罐地坪自修复防渗材料，至上而下依次为砂石层、有机胺改性后的海泥层和海泥层。顶部铺设砂石层防止水分蒸发；中部的有机胺改性后的海泥层，遇到泄露的油品不会失水，发生皱缩开裂；下部海泥层的渗透系数在1.0×10^-8cm/s以下，且不易开裂，开裂后2周内可重新生成低渗透性的凝胶状密封层，完成自动修复。

作为优选，海泥层成分及其重量份为8~13份熟石灰、60~70份海泥、18~25份含二氧化硅和氧化铝的物质、2~8份硫酸钠和聚丙纤维0.01~0.03份。活性氧化物（SiO₂、Al₂O₃）分别能与 Ca(OH)₂在常温下起化学反应，生成较稳定的水化硅酸钙（C-S-H 或 C_X-S_Y-H_Z）和水化铝酸钙（C-Al-H 或C₄AlH₁₃），该反应速度缓慢，活化剂Na₂SO₄可明显加快上述反应速度。生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙与海泥反应生成低渗透性的凝胶状密封层，上述材料的渗透系数在1.0×10^-8cm/s以下。聚丙纤维加入海泥层后可明显提高海泥层防裂性能，防止石油通过裂痕渗透到地下水，造成污染。

作为优选，有机胺改性后的海泥层的制备方法为将含水量30~40%的海泥加入到有机胺溶液中，海泥体积为有机胺溶液的50~70%，搅拌均匀。于80~100℃恒温放置2~5h，将海泥滤出，于110~140℃下干燥，直至海泥的重量不发生变化，得到改性海泥。改性海泥在遇到泄露的油品不会失水，发生皱缩开裂。

作为优选，海泥和改性海泥中粒度小于5μm的颗粒含量高达60%以上，湿度为20~40%。粒度小，渗透系数小，保持一定湿度，防止海泥皲裂。

作为优选，砂石层厚度为0.8~1.5m，有机胺改性后的海泥层厚度为0.3~0.6m，海泥层1.0~2.0m。三层材料组成“三明治”型防渗结构，渗透系数在1.0×10^-8cm/s以下，具有优异的防渗性能。