储罐沥青砂垫层技术

储罐沥青砂垫层技术

崔纪红

崔纪红天津辰鑫石化工程设计有限公司

关键词：沥青砂、胶结材料、温度稳定性、冷缝、热缝、配合比

一、前言

油罐基础沥青砂垫层是金属油罐的承载接触面，也是保护油罐底板不发生电化学腐蚀，阻隔砂垫层毛细水上升的重要措施。

在建罐过程中，它为油罐提供了一个坚实的初始表面和标准的水平参照面。如果出现了缺陷和误差，会造成罐体垂直偏差超标，影响浮盘的升降和物料计量。甚至会使油罐底板提早失效减小油罐的使用寿命和储油安全。

二、沥青砂垫层的定义和构造原理

沥青砂垫层是由一定细度模数，连续级配的砂子和沥青胶结材料组成的混合物。它的构造是由砂子颗粒形成嵌镶模样的组织，砂粒之间有一定的嵌固力和摩阻力。沥青胶结材料把砂子的颗粒间隙填充，并把它们粘结在一起，使其具有一定的物理力学性能。

在材料性质和施工工艺不变的情况下，沥青砂浆的质量由与下几个因素有关：

1）沥青和砂子的配合比是否适当。（取决于配合比设计、试验、选用）

2）沥青和砂粒的结合能力，这与施工质量和材料质量有关，如热作法沥青炒焦，砂中含水，含有草根等有机物都会使结合力降低。

3）沥青胶结料所形成的薄膜厚度与最大可能的粒结表面。试验证明（施工实际也证明）砂子颗粒间的总表面积决定沥青薄膜的厚度。沥青掺量一定的情况下，砂粒越细，沥青膜愈薄，强度也愈高。但沥青膜薄到不能将砂子颗粒包裹粘结，强度又会急剧降低。因此，细砂和特细砂总表面积大，需沥青胶结料多一些，中砂和粗砂总表面积小，需沥青胶结料少一些。

三、沥青砂垫层的技术性能要求

1）不发生火花不导电

2）有足够的力学强度

3）有良好的温度稳定性

5）不透水性

6）有一定的耐久年限

四、沥青砂浆垫层的操作程序

1、底层砂垫层处理：

油罐基础的沥青砂浆垫层下设有一层50-200厚的砂垫层，它的作用是排除毛细管地下水，并使地基受压均匀并调整荷载，砂垫层一个优良的工程性质是易排水固结。

2、冷底子油的调制及护圈内壁的涂刷：

沥青冷底子油用沥青砂浆同种类沥青，配制方法如下：

取定量的沥青加热熔化至指定温度（石油沥青为160-200℃）进行脱水，然后将火熄灭，待冷至70℃时加入溶剂（一般为汽油），其量每次为3-5公斤，慢慢加入并不停搅拌直到均匀为止，比例一般为：30-40%的沥青，60-70%的有机溶剂（多用汽油）。

配置好的冷底子油应置于密闭的容器中，避免溶剂挥发变稠。

工地上使用有时需随拌阻随用，其经验是：沥青加热130-200℃熔化脱水后，等温度稍降低，先掺入10%的煤油并及时搅拌。因煤油气化温度为150-270℃，故不会冒烟挥损，同时有利于沥青冷却，避免危险。待冷到70℃时再加入汽油搅拌即成为成品使用。

刷涂罐基础护圈内壁时，先将内壁清洗，待干燥后进行涂刷，冷底子油涂刷不宜过厚，但应均匀、全面。

待沥青砂浆施工时，再往内壁上浇一层热沥青。

3、沥青的熬制

先将沥青破碎成8-10厘米的小块，然后按重量称取所需用量放入油锅中加热熔化，加热时温度要求均匀，不得有局部过热现象。

熬制沥青时应经常搅拌，并用抓扒不断打捞悬浮物，清除其杂质。

熬制时应由有经验的、能掌握火候的技工来操作，为不断提供足够的热沥青，熬油锅至少准备2-3口，以便轮流出油。

4、沥青砂浆的配制在钢制炒盘上，先将砂烘干并加热至120-140℃，然后按规定倒入沥青进行干拌，不断翻拌均匀，并继续加热至要求温度为止。配制时应注意必须将砂烘干，试验证明，未经烘干或不彻底的砂拌制的砂浆，其抗水系数几乎降低二分之一，强度也会降低。

在炒盘上拌制沥青砂浆时应注意火候，温度高时会冒黄烟易起火，并且沥青炭化变质，影响粘结力，还因气味呛人亦无法翻拌操作。如温度过低则无法拌合均匀。总之，各种温度都要适当，并仔细翻拌直到砂子被沥青包裹均匀为止。

5、沥青砂浆的摊铺与初压与烫平

油罐沥青砂浆垫层应分层、分段进行施工，其方法是：

A）100厚的垫层分为50厚一层，每层分为若干个扇形，上下层错开500。

B）每个扇形用木枋隔离出边界，木枋厚度为整个砂浆垫层的二分之一。

C）铺摊的沥青砂浆厚度一般是压实厚度的1.30-1.60倍，铺摊好砂浆后，先用木抹初压后，用火夯进行夯实，必要时用加热的铁滚子辗压，直到表面光滑不出压痕为止。

D）火夯压实后，用热烙铁进行反复拖拉烫平，使表面形成一层坚硬的憎水膜层，从而提高沥青砂浆的密实性、防水性、耐磨性。

6、接缝处理由于施工时要用木枋分隔成若干个扇形，以及施工时出现的周期间隔使沥青砂垫层中出现了二种工缝：冷缝和热缝。处理如下：

A）热缝处理：在接缝处浇上一层热沥青，并将铺设的厚度和宽度适当加大，然后用火夯反复夯实，刮去多余的砂浆，最后用烙铁烫平。

B）冷缝处理：先将原砂浆垫层表面有污染的面层刮去，然后用温度较高的火烙铁加热，再在上面浇上一层热沥青，然后铺上新拌合的砂浆夯实。

C）沥青砂浆与护圈处的冷缩缝浇上一层热沥青烫平即可。

五、配合比设计

配合比确定的严格步骤为：根椐使用要求和砂子及石屑粉细度模数，当地气温情况确定几个配合比，做成试件经试验后，确定一个最佳的配全比。

规范推荐的配合比为：沥青在沥青砂浆中的体积配合比为8-12%

重庆地区的砂为特细砂，根据这一具体情况和长期实践经验，推荐250kg沥青配1立方米干砂。（约为12%）

对于粗砂、推荐165kg沥青配1立方米干砂。（约7%）

对石屑粉、中粗砂推荐150~180kg沥青配一立方米干砂或石屑粉。（约6.5%~8%）

石屑粉的质量要求:

a）硬度：以含有石英质的石屑粉为最佳。一般破碎块石，生产浇筑混凝土用碎石而产生的石屑粉就可用。

b）石屑粉的筛余量

实际有中能会超过这一数字，因为沥青除去渣和包装纸等杂物后实际的沥青重量会降低。

六、保证质量的几项措施

1、油罐的护圈是沥青砂垫层参照面，坡度和周边的水平度都由护圈决定，因此，沥青砂浆施工前，一定要用水平仪测量护圈并找平。

2、对沥青的购买、存放、领用都应有严格的制度，以免混用、错用。

七、劳动安全和劳动保护

1、对患有眼病、喉病、皮肤病及有轻伤的人员不要分配从事装卸、搬运、熬制沥青砂浆的配料和摊铺工作。

2、装卸、搬运、熬制沥青砂浆的配料和摊铺人员，不可用手接触油料，应发给工作服、帆布手套、口罩、胶鞋、围裙、布帽。

3、如遇刮风天，不得在下风方向作业。

4、熬制沥青的油锅应制作坚固，防止四周漏缝，以免油火接触发生火灾并应设置烟囱。

5、熬制沥青，投放锅中的沥青数量不应超过全部容积的三分之二，以防溢锅发生火灾。

6、沥青含水过多，则应低温熔化脱水，不然易发生溢锅现象。

7、沥青熬制到熔化温度后，打捞杂质和悬浮物时，应撤除灶内火源，以免锅底油温加速升高引起火灾。

8、当天用不完的沥青油料需用盖子盖严，防止雨水和尘土浸入，避免次日熬油时溢锅。

9、调制冷底子油时，严格控制温度，防止加入汽油时发生火灾。

10、现场应准备必要的机动消防器具和灭火用品。

11、现场准备必要的药品。

参考文献：<<钢制储罐地基基础设计规范>>中华人民共和国住房和城乡建设部发布