石化行业常用防渗材料及应用实例

　　

石化行业常用防渗材料及应用实例

Anti-seepage materials and application examples for

petrochemical industry

孙颖 董姝娟

摘要：详细介绍了目前国内石化企业主要使用的防渗材料的特点和性能，并通过几家主要石化行业的应用实例分析了防渗材料的基本使用方法。

关键字：石化企业、防渗、材料

Abstract: Characteristics and performances of the main seepage control materials used by domestic petrochemical enterprises currently were presented and the basic usage of anti-seepage materials was analyzed by the application examples of several petrochemical enterprises.

Key words: petrochemical enterprises, seepage-proofing, material

石油化工行业一直是地下水污染的高危行业，采取有效的地下水污染防治措施是降低地下水污染风险的关键。过去我国石化行业采取的污染防范措施主要集中于管理方面，近年来，随着地下水污染状况日趋严重及国家和民众对地下水污染重视程度的提高，新建石化行业地下水易污染区域均采取了严格的防渗措施。

1石化企业常用防渗材料介绍

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盐矿物在地球表面风化后形成。黏土矿物的颗粒细小，常在胶体尺寸范围内，呈晶体或非晶体，大多数是片状，少数为管状、棒状。天然粘土防渗性能较差，一般铺设于防渗层最底层。

1.2 抗渗混凝土

抗渗混凝土一般指抗渗等级≥P6级的混凝土。按抗渗压力不同，抗渗混凝土可分为P6级、P8级、P10级和P12级。抗渗混凝土提高抗渗性能的主要方式是增加混凝土密实度，从而减少水分流经通道。

抗渗混凝土作为抗渗材料具有以下优点：①抗渗混凝土兼具建筑材料和抗渗材料两大性能；②抗渗混凝土原材料来源广，价格较低廉；③抗渗混凝土施工方式简单，便于掌握；④抗渗混凝土可以通过添加助剂或同其他材料混合提高其抗渗性能；⑤抗渗混凝土易于查找结构缺陷处且易于修补。

1.3膨润土

天然膨润土主要分为钙基膨润土和钠基膨润土两大类。其中钠基膨润土较钙基膨润土有更强的水膨胀性能，最大可膨胀至自体体积的15～17倍，因此在实际应用中，主要使用钠基膨润土。

钠基膨润土用作抗渗材料具有以下优点：①钠基膨润土遇水能形成高密度横隔膜，透水性极低，具有很强的保水性能。②钠基膨润土属天然材料，不会对周围环境造成污染，不易发生老化或腐蚀现象，抗渗性能不受环境温度限制，防水性能持久。③钠基膨润土施工工艺简单，施工质量易于检查，缺陷易于修复。④钠基膨润土具有遇水膨胀的性能，同混凝土复合使用时能够修补混凝土因震动和沉降而形成的细小裂纹。

1.4土工膜

土工膜是由高密度塑料薄膜和无纺布复合形成的一种防渗材料，其防渗性能主要由高密度塑料薄膜的防渗性能决定。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）为主，土工布材料主要以聚酯纤维（PET）居多。另外，为增加土工膜的稳定性，还可在聚合材料中增加光稳定剂和抗氧剂等添加剂。

土工膜用作抗渗材料具有以下优点：①高密度塑料薄膜具有良好的拉伸强度、耐腐蚀性、稳定性及耐水溶性。②聚酯纤维制造的织物具有较高的拉伸强度、延伸性和整体性，良好的水力特性以及较好的隔离封闭特性。③根据索玛和国际土工合成材料协会的研究，在30°左右普通情况下，HDPE土工膜的预期寿命可以达到220年。

表1.1给出了上述几种防渗材料性能的对比，在实际应用中，一般不会单独使用一种防渗材料，而是采用层铺式结构，将不同的防渗材料按其性能复合使用，以期达到最好的防渗效果。

表1.1几种防渗材料优缺点对比

防渗材料名称	渗透系数(cm/s)	优点	缺点
天然粘土	10-4～10-6	天然材料，环境影响程度低。易于施工，易于保养修复。	防渗性能较其他几种材料低，当施工现场无资源时运输成本高，且采掘时易发生水土流失，破坏生态环境。
抗渗混凝土	10-6～10-12	兼具建筑材料和防渗材料的性能，原料成本低，易于施工，易于保养修复，防渗性能持久。	抗变形能力差，如保养不及时易产生裂缝，影响防渗性能。
膨润土	10-9～10-10	天然材料，环境影响程度低。防渗能力强，易于施工，其水膨胀性能能弥补混凝土的缺陷。	施工条件要求较高，材料失水容易干裂。
土工膜	10-11～10-13	防渗性能好，使用量小，易于运输，使用寿命长。	存在老化和降解问题，不抗高温，环境友好性较低；对铺设技术和条件要求较髙。

2.国内石化企业防渗材料应用实例

根据《石油化工工程防渗技术规范》（GB/T50934-2013），建设项目防渗的污染防治分区可划分为污染防治区和非污染防治区。污染防治区包括一般污染防治区和重点污染防治区。以下为国内几家重要石化企业一般污染防治区和重点污染防治区防渗结构应用实例，包括四川石化（图2.1-1和图2.1-2）、广东石化（图2.1-3和图2.1-4）和呼炼石化（图2.1-5和图2.1-6）。

2.1 四川石化

图2.1-1一般污染防治区防渗结构图示 图2.1-2重点污染防治区防渗结构图示

2.2广东石化

图2.1-3 地面防渗做法 图2.1-4重点污染区池类防渗法

2.3呼炼石化

图2.1-5 一般污染防治区渗结构图示图 2.1-6 重点污染防治区防渗结构图示

由上述应用实例可知，石化企业防渗结构自上而下一般为防渗混凝土层/中间层/天然粘土夯实层，其中间层材料的选取取决于当地自然地质结构的防渗性能，根据不同的防渗性能选取不同的中间层，如土工膜、膨润土复合材料等。

3结论

石化行业目前应用的防渗材料主要有天然粘土、抗渗混凝土、膨润土和高分子防渗膜等，石化行业防渗层设计以防渗混凝土层/中间层/天然粘土夯实层的结构为主，中间层的选择取决于石化企业所在地地层的天然抗渗性能，中间层一般包括膨润土层、土工膜层或两者的复合层。

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