沥青砂在石化储罐垫层中的技术性能指标

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在石化储罐的建设中,沥青砂一直被用于罐底基础垫层的铺设中,作为金属储罐的承载接触面,承担着保护罐底板不发生电化学反应、阻隔砂垫层毛细水上升的防腐防潮作用。

储罐基础依据地基土层的承载力不同,通常采用护坡式基础、环墙式基础、外环墙式基础三种,按SH/T-《石油化工钢储罐地基处理技术规范》和SH-《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》要求,其施工步骤流程为:土方开挖→基坑夯实→钢筋混凝土与砖石工程→土方回填夯实→砂垫层→沥青砂垫层。可以说沥青砂垫层是罐基础施工的最后一步,其后就可以进行罐体安装了。

一、沥青砂垫层的构造原理

沥青砂垫层是由一定细度模数、连续级配的机制砂和沥青材料组成的混合物,他的构造是由机制砂颗粒形成镶嵌模样的组织,机制砂之间有一定的嵌固力和摩阻力,沥青材料将机制砂颗粒间隙填满,并粘结在一起,使其具有一定的物理力学性能。

二、沥青砂冷料与传统热料的区别

华通沥青砂属于袋装冷补成品料,相对热料而言,无需现场熬制热沥青,也不需要拌和设备进场,环保无污染,施工强度低,施工和易性好,操作简单,能够极大的提升施工进度和降低施工成本。

三、沥青砂垫层的性能要求

1、不发生火花不导电

在和金属发生摩擦、碰撞等机械作用是,不发生火花和产生灼热,并具有一定的绝缘性能,这是保证石油储罐安全和防止油罐底板腐蚀的重要性能。

2、有足够的力学强度

在储罐全充装情况下,不会发生大的变形,承载力要满足石化储罐存储的要求。

3、有良好的温度稳定性

由于沥青砂是一种弹塑性材料,它的主要缺点是:强度随温度变化,温度升高时强度降低,温度降低时强度升高。沥青砂在生产时要与气温相适应,在当地最高与最低气温是保持一定的塑形,不致破裂。

4、密实性

储罐垫层沥青砂施工后的容重(压实密度)一般为-kg/m,如果低于这个数值则可判断沥青砂的密实性不好,如果施工时压实度不够、机制砂间隙过大,会出现渗水、腐蚀罐底等现象。

5、不透水性

质量良好、压实率符合要求的沥青砂垫层有一定的耐水性和不透水性。如机制砂和沥青配比不当、压实度不够等都会造成沥青砂垫层透水。

6、有一定的耐久年限

一般沥青砂垫层的寿命和耐久年限大于石化储罐的使用寿命,但如果出现上述的质量原因会造成沥青砂垫层功能早期失效的情况发生,使得罐底板腐蚀穿孔,浸溶沥青砂垫层,加快了垫层的破坏,形成恶性循环。

与沥青砂垫层性能有关的几个因素:

1、沥青与机制砂的配合比是否适当(即油石比,根据机制机制砂径不同,油石比一般在6%-8%之间);

2、机制砂的级配是否合理,如机制砂配比不当,会造成间隙率过大,达不到防渗防腐的效果。

3、沥青与机制砂的结合力,这与施工质量与材料质量有关,如热拌法中沥青炒焦、砂中含水含草根等,都会使结合力降低。

4、沥青材料所形成的薄膜厚度与可能的粒结表面,通过实验与施工证明,机制砂颗粒间的总表面积决定沥青薄膜的厚度。

华通沥青砂性能指标

烟台华通冷补沥青砂最大粒径为8毫米,是公司自主开发的SBS改性冷补沥青拌合玄武岩机制砂制成,可在适用于-30℃至50℃环境的罐底防腐施工,沥青砂垫层可耐高温℃,在施工后1-2天左右的时间,经过溶剂的挥发作用,其强度逐步稳定,达到或超过热沥青混合料冷却后的性能,此时可以进行罐底加工安装。

华通冷补沥青砂的强度由两部分构成:

一是由于改性沥青自身的黏结性和黏附性及与矿料相互作用而形成的混合料的内聚力和黏附力所构成的。它们使得矿料颗粒料间不易分离,形成整体,也使混合料与原表面要有较高的粘着力而不易剥离、推移。

二是混合料经碾压后由于矿料颗粒间的嵌挤锁结作用而形成的混合料的内摩擦阻力。沥青砂这两部分力就构成其初期强度,并足以抵抗大罐静荷载的作用。所以,刚铺筑的沥青砂表面有发软变形的情况,但不影响直接将大罐座在沥青砂上的稳定性,由此可以缩短施工工期。

四、沥青砂垫层施工技术要求

罐基础沥青砂垫层施工技术要求很多,不同的施工设计方案的技术指标要求也不同。

现以烟台华通公司江苏无锡客户的石油储罐施工为例,其基本要求如下:

1、锥度要求:

沥青垫层坡度要求达到1%,中心高、四周低。该库油罐具体为:

①、00M3油罐(T01#-T10#罐)的中心点比周边高㎜;

②、M3油罐(T11#-T20#罐)的中心点比周边高㎜;

以上允许偏差不得大于10㎜。

2、厚度要求:

①、均要求为㎜,最薄处不得小于90㎜。

②、厚度超过了60㎜,应分两层摊铺,每层50㎜。

③、分成若干扇形,上下错缝㎜,分层碾实。

3、平整度要求:

周向径径凹凸均不得大于25㎜。

4、圆整度要求:

①、所有油罐沥青砂垫层直径,不得超过油罐直径。

②、沥青砂与砼环梁接口要平,不得有明显的凹凸。

5、密实度要求:

油罐沥青砂垫层要有一定的密实性、防水性和耐磨性。

五、沥青砂冷料基本施工步骤

冷补沥青砂施工步骤没有沥青砂热料那么繁琐,只需简单3步即可完成石化储罐防腐垫层的铺设:

1、摆放:如果铺筑5厘米厚,每平方米施工范围内需要摆放4.5袋沥青砂,(压实密度为2.2吨/方,每袋50公斤),然后用壁纸刀割开包装袋,人工将沥青砂倒入包装袋就近位置。

2、摊平:用铁锨将沥青砂进行初摊平,然后用推板将沥青砂二次精摊平,铺筑厚度如果大于5厘米,必须要分层摊铺压实,每层铺筑厚度不得大于5厘米。

3、压实:压实机具必须选用振动钢轮压路机,尽量避免使用平板夯等简单压实机具,以确保压实度。压实时需要从外向内逐圈压实,这样可以保证外侧的沥青砂不向外松散,从而达到外侧的沥青砂最佳压实效果。

六、综述

沥青砂作为石化储罐垫层材料,承担着防腐、防潮、耐高低温的作用,其质量的优劣与施工的规范化程度直接影响着储罐的使用寿命,无论是沥青砂冷料还是沥青砂热料,其性能要求与技术要求基本一致,但沥青砂冷料作为一种新技术材料,因其诸多的优势,已被越来越多石化储罐工程广泛采用。




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