Патент на изобретение №2237781

(54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАЩИТНОГО ЭКРАНА

(57) Реферат:

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 мПас. 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 мПас, 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 мПас. 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 мПас. 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 мПас, процесс формирования полимерного тела происходит чрезмерно долго, а при использовании водного раствора анионного полимера с вязкостью свыше 10000 мПас 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 МПас, 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 МПас, 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 МПас, 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 МПас. 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 мПас.

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 мПас, 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.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 05.06.2007

Извещение опубликовано: 27.01.2009 БИ: 03/2009