石化沥青

关键词： 胶粉 废旧 轮胎 沥青

石化沥青（精选四篇）

石化沥青 篇1

目前, 随着汽车工业的高速发展, 废旧轮胎带来的环保压力越来越大。据统计, 我国每年废旧轮胎量达到1亿多条。随着汽车数量的逐年增加, 废旧轮胎以每年两位数的速度递增, 由此产生了大量的“黑色污染”。面对废旧汽车轮胎回收与处理这一世界性技术难题, 辽河石化公司研究所迎难而上, 立项研究利用废旧轮胎磨成的胶粉作为改性剂, 生产改性沥青。

据了解, 这种改性沥青不但回收利用了废旧轮胎, 达到环保目的, 而且由于掺进了胶粉, 使得沥青耐高温性能有了进一步改善, 提高了沥青产品质量。同时, 由于胶粉价格较原油价格低廉, 可为公司创造可观的经济效益。

此项课题是从去年年初开始立项研究的。目前, 实验室研究阶段已基本完成, 下一步将把样品送到哈尔滨工业大学进行使用性能评价, 即模拟公路使用情况, 评价沥青的性能, 为下一步铺设实验路作准备。

在研究过程中, 遇到最大的难题就是轮胎粉与沥青的混溶问题。研究人员经过不断摸索研究, 通过改变工艺条件和加添加剂, 让胶粉与沥青充分融合, 形成均相, 提高了产品的稳定性。

中国石化沥青类处理剂标准探析 篇2

沥青类产品是目前现场主要的抑制防塌剂之一,应用范围较广,在深井、大斜度定向井、水平井特殊工艺井等均有应用,且适用于聚磺、饱和盐水聚磺钾盐等不同的钻井液体系, 是目前钻井过程中用量较大的化学剂, 中国石化年用量达4 715余t各油田用量见表1 (中国石化2013年8月统计数据)。

沥青是原油精炼后的残留物, 将沥青进行加工处理后,可制成钻井液用的沥青类抑制防塌剂,产品主要有氧化沥青、高低软化点沥青、磺化沥青、改性沥青、乳化沥青等。其中氧化沥青主要用于油基钻井液中, 目前没有相关标准; 高低软化点沥青用量很少,也没有标准。以下主要对另外3类沥青类产品现有标准进行分析。此外, 还有1类是评价方法类标准。

目前沥青类处理剂的标准共有19项(表2),其中2项石油天然气行业标准[1,2],3项中国石化一级企业标准[3,4,5], 其他为各油田标准或供应商标准 ( 其中西南分公司供应商标准就有9项)。上述标准中项为技术条件或技术要求或验收条件标准,1项评价方法标准,其余为产品标准。产品标准中,磺化沥青标准有7项,改性沥青标准4项,阳离子乳化沥青标准5项。

2 标准分析

2.1 磺化沥青标准

7项磺化沥青标准中对技术指标的规定基本相同,有磺酸钠基含量、水溶物含量、油溶物含量、高温高压滤失量、表观黏度降低率、动切力降低率等,指标项目的设置与Q/SH 1025 0511-2007《钻井液用沥青类通用技术条件》中磺化沥青的基本一致。

表3对7项标准进行了分析对比, 发现不同程度存在一些问题:

有的标准技术指标要求或严格或放宽, 主要表现在烘失量和高温高压滤失量指标。

有的对实验用基浆没有要求, 只规定了加样后的指标,而且对于实验方法的描述均是重复的。

西南分公司的3个供应商标准技术指标、试验方法完全相同,仅规范性引用文件略有差异,也存在基浆性能没有规定的问题, 由于该类标准的技术指标均不高于中国石化一级企业标准, 该类供应商标准存在意义不大。

2.2 改性沥青标准

4项改性沥青标准中均对产品的理化性能和钻井液性能进行了规定,理化性能指标主要有外观、细度、烘失量、p H值等,SY/T 5665-1995《钻井液用页岩抑制剂改性沥青FT341、FT342》要求的是磺酸根含量,其他标准有的要求的是水溶物和油溶物含量;钻井液性能主要是高温高压滤失量, 对于黏度作为次要要求。

表4对4项标准进行了分析对比, 存在的主要问题如下:

SY/T 5665-1995《钻井液用页岩抑制剂改性沥青FT341、FT342》检测指标太少, 无法控制产品质量。

4项标准中存在的最主要问题表现在高温高压滤失量指标,有的对实验用基浆没有要求,只规定了加样后的指标, 有的对加样前后的滤失量要求没有太大区别。

西南分公司的1个供应商标准中没有关键性理化指标,同时存在基浆性能没有规定的问题,技术指标均不高于中石化一级企业标准, 建议该油田可直接采用中石化企业标准, 该类供应商标准存在意义不大。

2.3 阳离子沥青标准

5项标准中有4项标准产品是膏(胶)状乳化沥青,仅1项产品为粉状;1项胜利油田企业标准,4项西南分公司供应商标准。

表5对5项阳离子沥青标准进行了分析,4项膏(胶)状乳化沥青标准对阳离子乳化沥青的钻井液性能均要求不够,都是采用抑制性实验,没有规定最重要的高温高压滤失量指标, 并且有的对钻井液基浆的性能没有规定,造成加样后的指标没有可比性

由于在Q/SHCG 3-2011《钻井液用沥青类处理剂技术要求》中没有对对阳离子沥青进行技术要求建议对其进行修订, 增加该部分内容修改不准确之处,各油田统一执行,不再使用油田标准和供应商标准。

2.4 评价方法及技术要求标准

SY/T 5794-2010《钻井液用沥青类评价方法》适用于所有沥青类产品, 规定了对沥青类产品质量进行评价的方法。磺酸钠基含量、水溶物含量、油溶物含量、高温高压滤失量及技术指标方法基本适用;抑制性中有表观黏度降低率、动切力降低率、岩心膨胀量相对降低率等方法, 由于沥青的作用主要表现在封堵性上,其抑制黏土造浆、膨胀的作用十分有限,这些评价方法还存在值得商榷的地方, 有待研究更加科学合理的产品质量检测评价方法。该标准中“硫酸根含量”的说法不科学,应为“磺酸根含量”。

Q/SHCG 3-2011《钻井液用沥青类处理剂技术要求》适用于磺化沥青和阳离子乳化沥青产品的评价,不适用于阳离子粉状沥青和改性沥青产品。规定了产品的外观、烘失量、水溶物含量、油溶物含量、磺酸钠基含量、分散性、胶体稳定性、蒸发残余物含量及高温高压滤失量,指出“乳化沥青如果产品有软化点标称的, 测试温度按其标称软化点高出10℃进行”, 乳化沥青由于沥青已经全部变成了亲水性成分,具有良好的水分散性,不存在软化点,所以该表述存在概念失误。指标中的分散性和胶体稳定性实验方法不精确,主观性较强;同时高温高压滤失量没有基浆数据。

Q/SH 1025 0511-2007《钻井液用沥青类通用技术条件》中规定了磺化沥青,中、低软化点沥青和阳离子型沥青的检测技术指标, 其中有标志沥青含量及磺化度的指标, 但对于阳离子型沥青进行阳离子度的检测值得商榷, 阳离子沥青生产过程中使用的乳化剂为阳离子型, 但沥青本身并没有接枝上阳离子基团,所以进行阳离子度的测定没有意义,另外表观黏度、动切力和岩心线性膨胀降低率指标也不太合适。烘失量定为15%,对于粉末状产品要求过低且该指标低于Q/SHCG 3-2011《钻井液用沥青类处理剂技术要求》中规定的烘失量10%的要求。

3 结束语

1)改性沥青和阳离子沥青虽然是传统的沥青类产品,但其命名不科学,严格来讲,磺化沥青、乳化沥青等都是改性沥青, 即对原始沥青进行磺化等处理改性而得; 阳离子沥青是通过添加阳离子型表面活性剂对沥青分散进行, 而不是在沥青分子上接枝了阳离子基团,所以,今后应根据处理工艺准确命名从而使处理剂的检测和使用更加科学规范。

2) 评价方法及技术要求类标准涵盖面比较全方法较为适用, 建议修订时仅对个别不规范的描述予以纠正即可。

3)由于沥青类产品种类较多 ,标准也多且比较乱,多个标准存在重复、交叉现象。建议整合沥青标准,进行规范、统一,对Q/SHCG 3-2011《钻井液用沥青类处理剂技术要求》进行修订,将各油田二级企业标准中合理的内容进行整合,全部纳入该标准中包括所有的沥青类处理剂,提升为一项综合性标准所有沥青类产品不再使用油田或供应商标准, 避免出现油田二级企业标准或供应商标准的技术指标低于中石化一级企业标准的现象, 以利于对产品质量的严格控制。

4)提出标准修订的具体建议。目前标准中的油溶物含量指标普遍偏低,应提高该项指标;将油田磺化沥青标准中较高技术指标和增加的有用指标如起泡率、磺酸钠基含量等内容增加进标准中;修订乳化沥青的分散性和胶体稳定性指标; 对改性沥青根据生产工艺准确分类命名,进而执行相关标准。

5)沥青类处理剂标准整合、技术指标规范后,可进一步规范沥青类产品的采购和检测、提高产品质量, 从而在现场施工中有效降低井壁失稳等复杂情况的发生,保证钻井安全、顺利进行。

摘要：沥青类钻井液用处理剂是传统的防塌剂,对钻井过程中的井壁稳定起着重要作用,虽然种类较多,但在钻井液中的作用机理大同小异。针对目前中石化范围内沥青类处理剂的多个标准存在重复、交叉,执行的标准繁多且比较乱的情况,分析了沥青类标准的技术指标优缺点、存在问题,并提出了认识和建议。

石化沥青 篇3

1 多锤头碎石化技术原理

多锤头碎石化的主要机械设备是多锤头破碎机, 轮胎为自行式, 锤头分别置于后部和两侧, 后部的锤头, 单位重量为600 kg, 共6 对; 两侧的边锤, 单位重量为850 kg, 仅1 对。锤头均有液压提升系统独立控制, 在运作时, 每个锤头的提升和下落, 都可单独调节, 锤头可提升的最大高度为1. 3 m, 下落时, 产生的冲击力在1. 38 k J ~ 12. 1 k J之间, 足以破碎宽度3. 96 m的路面, 同时配置了帷幕, 能够避免石块飞溅。多锤头破碎机本身不具备碾压的功能, 因此破碎施工需要同时配备压路机, 考虑到破碎后的水泥混凝土碎块粒径不统一, 推荐Z形压路机。这种类型的压路机, 在碾压后不会往外侧挤出颗粒, 碾压面相对平整。在利用Z形压路机碾压后, 视情况选择钢轮震动压路机进行二次碾压, 以确保路面破碎和表面压实的充分。

工程实践证明: 以多锤头碎石化技术完成破碎的水泥混凝土路面, 在结构破坏程度加大后, 其有效模量反而会反比减少, 即出现反射裂缝的概率会越来越低。碎石化后的混凝土有效模量, 可用图1 表示。基于图1, 以及结合相关施工经验, 我们可衍生出多锤头碎石化技术原理, 是完成冲击、破碎和压实等一系列工序之后, 路面结构的强度和整体性出现局部损失, 此时检验温度变化和荷载作用下的位移状态, 在保证不会出现反射裂缝后, 就可以继续进行加铺沥青工序。

2 工程施工实践

在了解多锤头碎石化技术原理的基础上, 以某路面工程作为案例, 从工程实践角度研究多锤头碎石化技术的应用方法。

2. 1 案例情况

某路面工程位于广州市从化鳌头镇境内, 路线总体走向为南北走向, 起点位于龙潭, 桩号为K2417 + 631, G106 与S355 相交路口, 途经鳌山、西湖、五丰和黄茅等村庄, 终点位于花都与从化的交界处, 终点桩号为K2431 + 785, 路线全长14. 154 km。本次任务为对现状路面进行沥青加铺改造。

项目现状路基宽为14 m, 双向两车道, 其中K2417 + 631 ~K2418 + 770 段为12 m宽水泥混凝土路面车行道, K2418 + 770 ~K2431 + 785 段为9 m宽水泥混凝土路面车行道, 公路设计时速为60 km / h。经现场调查统计, 旧水泥路面已经有一定程度的损坏, 病害类型主要为裂缝同时伴有露骨现象, 局部出现少量的错台及脱空现象。经现场调查, 路面破损评价等级为中。

对该路段的改建, 是利用多锤头破碎机碎石化处理旧水泥混凝土路面, 再分别加铺水泥稳定基层和沥青混凝土面层。

2. 2 施工要点

本工程路面的碎石化施工, 是在做好构造物调查、清理旧路路面、交通管制的基础上, 依次完成破碎施工、Z形压路机碾压、振动光轮压路机碾压和交路面加铺, 具体施工要点如下:

1) 准备工作。a. 调查和标记构造物, 包括桥梁、隧道、地下管线、涵洞和其他地上构造物等, 为避免碎石化施工对这些构造物造成破坏, 需要在施工前进行全方位调查, 并且做好明显标记, 便于施工时安全避让这些构造物。b. 旧路路面清理, 彻底清扫路面, 尤其是曾用沥青修补过的路面板破损位置, 必须清除干净这些用于修复的沥青材料, 否则会影响破碎效果。c. 交通, 由于本项目为旧路大修工程, 可采用半幅施工, 半幅通车的方式进行。

2) 破碎施工。破碎的起始点是在路面的高处, 逐渐往低处挪移。适时必须严格控制路面破碎块的尺寸, 现场专人观察, 凡是7. 5 cm以上粒径的水泥混凝土块, 都要进行破碎, 直至水泥混凝土块的表面尺寸不大于7. 5 cm, 且中间和底部尺寸, 要分别控制在22. 5 cm和37. 5 cm以内。在破碎时, 发现某些超过标准尺寸的水泥混凝土块, 将其清除并以密级配碎石代替。除此之外, 碎石化后, 如存在坑洼现场, 则必须根据坑洼大小选择性处理, 如果直径在5 cm以上, 同样需要回填密级配碎石和碾压。

3) 加铺层铺筑。破碎后的路面不具备抵抗外界水渗透侵蚀的能力, 如果降雨或者受到其他外来水分影响, 极有可能渗入板下基层和土基, 进而影响后期沥青加铺成效。加铺层铺筑, 结构选择是首要前提, 本项目所在地气温高、湿度大、雨量充沛。路面结构方案的选择应根据区域水文地质条件、交通量预测、沿线建筑材料的情况以及当地的成功经验等因素, 综合考虑确定。应本着经济合理、施工方便、行车舒适、使用寿命长、尽量使用当地建筑材料等原则进行路面改造设计。对此, 建议加铺层的结构在破碎后的旧路面面板之上, 提前加铺一层厚度为20 cm的水泥稳定碎石基层, 然后再进行沥青混凝土面层的加铺, 具体可见图2。

图2 的加铺层结构, 综合考虑了双圆垂直均布荷载和路面整体强度, 进而明确加铺层的各项设计指标: 公路等级为二级, 满足12 年正常使用, 路面面层结构利用沥青混凝土, 设计累计轴次将达到2. 01 × 107次/车道。

明确加铺层结构之后, 施工管理重点需置于不同结构的材料组成设计:

1) 基层。基层选用的水泥稳定碎石混合料为骨架密实型, 这些材料在正式投入使用前, 均需进行持续一周的无侧限抗压强度测试, 前者强度必须达到3 MPa ~ 4 MPa, 后者强度必须达到2 MPa以上。根据该标准, 建议基层水泥用量为6% 。

2) 面层。面层材料主要为沥青, 上面层用SBS ( Ⅰ类) 沥青, 级别Ⅰ-D, 其中针入度为52 mm, 指数IP= 0. 6, 5 ℃ 环境下的延度, 可达到57 cm; 下面层用70 号A级石油沥青, 针入度73 mm, 15 ℃ 环境下的延度, 可达到115 cm。至于混合料粗集料的选择, 不仅需要干燥洁净, 而且要具备足够的强度和耐磨性, 较为适合本工程的粗集料, 有10 mm ~ 20 mm, 10 mm ~ 15 mm, 5 cm ~ 10 cm三种规格的碎石。其他材料则要根据表观密度、含水量、粒度范围、外观、亲水系数、塑性指数进行试验选用。

3) 透层和黏层。面层铺筑之前, 将高粘度SBS改性沥青铺洒于基层之上, 改性沥青粘度17 s, 25 ℃ 环境下针入度11 mm, 延度80 cm, 含水量0. 1% 。上面层和下面层之间, 也必须铺洒黏层油, 可选用针入度7. 1 mm、延度63 cm、溶解度98. 2% 的乳化沥青, 铺撒量控制在0. 3 kg/m2~ 0. 6 kg / m2之间。

通过以上的施工材料控制, 作为最后一道工序的加铺施工, 可集中参照《公路路面基层施工技术规范》《公路沥青路面施工技术规范》等, 控制好沥青混合料的拌和、运输、摊铺和压实等工序的施工质量。

3 结语

水泥混凝土路面加铺沥青改造工程, 碎石化是重要的工程工序之一, 通过研究, 基本掌握案例工程碎石化技术的应用方法, 在实际工程中具有一定的理论和实践指导意义。在其他工程中, 灵活参考借鉴以上施工管理方法的同时, 还需要根据工程的实际情况, 归纳和总结出更多的工程施工经验, 以作为本研究的辅助补充内容。

参考文献

[1]刘亚琳, 陈健康.碎石化旧水泥混凝土路面加铺沥青层技术研究[J].交通科技, 2015 (1) :137-139.

[2]刘发水.福州地区水泥混凝土路面破碎技术工艺效果对比研究[J].福建建设科技, 2015 (5) :75-77.

[3]眭封云.对碎石化改造旧水泥混凝土路面的探讨[J].公路工程, 2012 (3) :213-216.

石化沥青 篇4

1碎石化技术概述

在旧水泥路面改造工程中, 比较常见的施工问题是反射裂缝, 其多出现在水泥混凝土板接缝的对应位置, 是由旧水泥路面板移动造成的, 在受到温度或者车辆荷载的作用与影响下, 路面板容易出现位移情况。反射裂缝是一种常见的路面质量缺陷, 其会大大缩短路面的使用寿命, 在处理的过程中, 施工单位可以采用碎石化技术, 应用的原理是:采用专业的碎石设备将水泥混凝土板彻底破碎, 形成极小的石块, 这项工序将旧水泥板转化为碎石基层, 有效防止了旧水泥板移动, 所以, 解决了反射裂缝对就水泥路面造成了影响。

破碎工艺有三种类型, 分别是破碎压稳、打裂压稳和碎石化, 本文主要是对碎石化工艺进行了技术, 虽然这三种破碎工艺都可以缩小旧水泥板的尺寸, 但是破坏的尺寸有着一定差异。有研究显示, 前两种破碎工艺在应用的过程中, 旧水泥混凝土路面上的沥青混凝土加铺层还是会产生反射裂缝, 与没有采用破碎工艺前, 反射裂缝出现的时间延缓了, 但是还是存在质量隐患。采用碎石化技术, 旧水泥板破碎的尺寸更小, 而且水泥混凝土路面的结构性破碎更加彻底。

随着路面改造工程的增多, 施工单位采用的技术越来越先进, 工作效率也大大提高了。在应用碎石化技术时, 还需要应用专业的碎石设备, 常用的有多锤头 (MHB) 型破碎机、共振 (RM) 型破碎机两种类型。MHB型破碎机采用的是橡胶轮胎, 锤头的质量为454-544.8kg, 锤头一般分两排成对的装配在设备尾部, 在应用的过程中, 重锤下落可产生1.38-11.1KJ的冲击力, 工作效率为1.6-2km。破碎后旧水泥板的尺寸不超过37.5cm, 在控制破碎尺寸时, 可以调节重锤下落的高度。采用MHB破碎机时, 还需要配套使用Z型钢轮压路机, 这种设备的钢轮具有凸出的斜向条纹, 可以对碎石颗粒进行进一步的碾压。RM型破碎机是通过高频低幅的振动对旧水泥板进行破碎的, 在运行的过程中, 凸轮转动会产生偏心力, 对机械与水泥路面接触的位置产生振动力, 破坏的能力全部被水泥混凝土板块吸收, 这种设备破坏后板的尺寸更小, 而且使用过程中产生的影响也更小。

2碎石化技术在旧水泥路面改造加铺沥青路面中的应用

2.1适用条件。碎石化技术在旧路面改造工程中有着广泛的应用, 其可以将旧水泥混凝土板破碎成小碎块, 对路面结构的整体性进行彻底的破坏, 而且也降低了路面的承载能力。在对旧水泥混凝土路面进行改造时, 施工单位多采用的是局部修复的方式, 这项工艺技术较为经济, 而且也比较灵活, 根据旧水泥混凝土路面损坏的类型以及程度, 可以制定出适合的修复方式。水泥混凝土路面出现损坏问题与路基支撑能力有着较大的关系, 采用碎石化技术后, 破坏了混凝土板承担荷载的能力, 这会导致沥青罩面层出现早期病害。所以, 在应用碎石化技术时, 应考虑到其适用的范围以及条件。碎石化技术会导致土基的强度大大降低, 会影响混凝土板承担与分散荷载的能力, 施工单位应了解应用碎石化技术需要注意的问题。采用碎石化技术, 需要确定就水泥路面已经出现了严重的损坏;对于路基材料损坏严重, 并且混凝土板无法承受路面负荷的工程, 不能采用碎石化技术。

2.2应用碎石化技术须注意的问题

2.2.1板体破碎程度问题。碎石化设备的锤头落距是根据路面的强度和模量随机而定的, 实际施工时, 落距由技术人员根据已破碎路面的破碎程度随机人为调整。20余公里的水泥混凝土路面, 实际上各段的强度、厚度和模量离散性还是相当大的, 这样势必造成整个路面在人为的操控下进行破碎, 肯定影响破碎的整体效果, 最终导致破碎板的尺寸大小不很均匀, 结构破坏的程度很难把握到最佳区域。相关研究表明:破碎后水泥砼路面的有效模量随着结构破坏程度的增大而减小, 而反射裂缝出现的可能性随着结构破坏程度的减小而增大。

2.2.2破碎后表面处治问题。碎石化后, 为了消除表面薄层的混凝土片, 并对旧混凝土路面进行进一步压实, 通常采用“Z”型压路机进行碾压。碾压过后, 表面层存在一层厚2cm左右的粒径小于0.5cm的薄层, 在碾压完成后, 有必要对碎石化层进行表面处治, 通常采用喷洒乳化沥青粘层油进行表层处治, 乳化沥青喷洒量根据实际工程通过现场洒布试验来确定。

2.2.3破碎后平整度问题。碎石化后的表层平整度也是比较难保证的, 这给上覆沥青层的平整度带来了一定的隐患, 尤其是作为柔性基层的碎石层并没有很合适的平整度验收标准, 无疑厚度不均匀的上覆层又会带来沥青路面的受力不均衡, 再加上覆沥青层的追密现象, 使路面的整体使用效果较差。

2.2.4路面结构层排水问题。碎石化后的路面结构层排水通路无法确定, 由于碎石化后的老路基层受到一定的破坏, 实际新建路面结构层的水下渗后没有比较理想的排水通路。由于碎石化后的表面并不平整, 透层沥青也无法起到封层的作用, 所以路面结构层间水有可能对新旧路基层和碎石化后的石屑层产生不良的影响, 有可能产生唧浆等病害, 进而造成新老路之间的联结强度和老路基层受到破坏。

结束语

碎石化技术是路面改造工程中常用的技术, 其可以解决路面反射裂缝问题, 但是也有着一定适用条件, 在应用的过程中, 需要保证旧路改造工程符合碎石化技术应用的要求。有的道路工程在使用一段时间后, 就会出现裂缝、位移等质量问题, 这影响了道路功能的发挥, 也增加了交通安全事故出现的概率, 所以, 施工单位需要对路面质量问题进行修复。在发现反射裂缝后, 施工单位可以采用碎石化技术对旧水泥板进行破碎处理, 其对周围环境的影响比较小, 而且具有环保的意义。

参考文献

[1]林晓川.浅析碎石化技术在水泥混凝土路面施工的应用[J].科学之友, 2011 (2) .

[2]戚乐方, 张孟伟.碎石化技术在巢湖合马路的应用[J].科学之友, 2011 (13) .

[3]周正.浅述碎石化技术在白改黑工程中的应用[J].交通科技, 2012 (S1) .