一种心墙用水工沥青及其制备方法与流程

本发明涉及水利及石油化工领域，具体涉及一种土石坝心墙工程用水工沥青及其制备方法。

背景技术：

1、水工沥青作为石油沥青的一种特种沥青，其柔性、防渗性能优越，广泛应用于蓄水池、土石坝、运河护堤以及渠道防渗等水利工程建设。

2、与常规的钢筋混凝土相比，水工沥青混凝土是一种粘弹塑性材料，其主要特点是在适应变形能力和抗渗性能方面有优势，另外水工沥青混凝土还具有工程量较小，施工快速等优点。随着中国水电行业的快速发展和沥青混凝土防渗技术的进步，将有越来越多的水利工程采用沥青混凝土防渗技术。由于水工沥青是沥青混凝土防渗重要的原材料，为保证水利工程的安全性和耐久性，对水工沥青提出了非常严格的质量要求，要求具有良好的高温耐老化性能和低温抗脆裂性能等。

3、2008年中国开始实施石油化工行业标准“水工石油沥青”产品标准sh/t0799-2007。其中对不同水工沥青混凝土施工结构，提出不同牌号的水工沥青质量指标要求。其中1号水工沥青主要适用于水工结构面板防渗层、2号水工沥青主要适用于水工结构心墙、3号水工沥青主要适用于水工结构封闭层等。当前生产水工沥青大部分采用sbs改性生产工艺，虽然从水工沥青技术指标角度考虑，技术可行，但聚合物的降解可能会导致水工沥青的使用寿命降低。因此，现有水工沥青开发技术需进一步改进，对水利工程事业发展也具有重要意义。

4、cn100365098c公开了一种水工沥青的制备方法。该方法用轻度氧化工艺，选择适宜稠度(即针入度值)和密度等性质的基础原料及适宜的工艺条件，通过向加热熔融的基础沥青中通入氧气或含氧气体(如空气)进行适度氧化制备成水工沥青产品。该氧化工艺会带来大量废气，对环境造成污染且后续处理较为复杂，目前已经很少采用此工艺生产水工沥青。

5、cn114479494a公开了一种黏附性优异的水工沥青及其制备方法。该改性沥青包括以下重量份的组分：100份70#基质沥青；1.5-3.8份sbs改性剂；0-1.5份sbr改性剂；1.3-3.8份增延剂；0.5-1份抗剥落剂；0.08-0.2份稳定剂。该水工改性沥青存在着聚合物使用寿命、生产施工困难和改性成本较高等诸多问题，限制了此项工艺的大规模使用。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种心墙用水工沥青及其制备方法。该水工沥青各项指标满足“水工石油沥青”产品标准sh/t0799-2007中2号水工沥青的技术要求。

2、本发明第一方面提供了一种心墙用水工沥青，以质量份数计，包括如下组分：

3、

4、进一步地，所述水工沥青中不含有高分子聚合物，比如sbs、sbr等中高分子聚合物中的至少一种。

5、进一步地，所述水工沥青中，基质沥青、软化剂、硬沥青和十二烷基苯磺酸的总质量份数为100份。

6、进一步地，所述的基质沥青为采用单一中间基原油炼制的70号a级沥青，其基本性质满足相应牌号的“道路石油沥青技术”指标要求。

7、进一步地，所述的软化剂为富芳抽出油，优选为糠醛抽出油。富芳抽出油的闪点为230℃～250℃，以质量含量计，蜡含量≤2％，优选为1.0％～1.5％，芳烃含量≥50％，优选为50.0％～65.0％。

8、进一步地，所述的硬沥青为溶剂脱沥青后所得的脱油沥青。所述硬沥青的软化点为100.0℃～115.0℃，针入度(25℃，0.1mm)≤5，溶解度>99％，以质量含量计，灰分含量≤1.0％。所述硬沥青为粒状，优选半球形，如可以是溶剂脱沥青后所得的脱油沥青经冷却固化形成的粒状半球形，粒状硬沥青的大小优选为2～4mm。

9、进一步地，所述的十二烷基苯磺酸可采用c18h30so3含量≥96wt％的工业级十二烷基苯磺酸。

10、本发明第二方面提供了上述心墙用水工沥青的制备方法，包括如下步骤：

11、(1)将基质沥青加热熔化，加入软化剂和硬沥青，混合，得到调合沥青；

12、(2)向步骤(1)得到的调合沥青中加入十二烷基苯磺酸，混合，得到所述的水工沥青。

13、进一步地，步骤(1)中，熔化条件为在140～150℃将基质沥青熔化。

14、进一步地，步骤(1)中，在140～150℃下加入软化剂和脱油硬沥青，混合搅拌。

15、进一步地，步骤(1)中，混合条件为：在转速为600～1000r/min的状态下搅拌0.8～1.5h。

16、进一步地，步骤(2)中，在140～150℃下加入软化剂和脱油硬沥青混合，搅拌。可以采用如下方式进行：对步骤(1)到的调合沥青继续保持在140～150℃下加热的情况下，加入十二烷基苯磺酸，混合搅拌。

17、进一步地，步骤(2)中，混合条件为：在转速为400～800r/min的状态下搅拌0.5～1.2h。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、(1)目前，由于生产水工沥青大部分采用sbs等高分子聚合物改性工艺，存在聚合物降解和施工复杂等问题，本发明方法采用软化剂、硬沥青调合，与十二烷基苯磺酸共同作用，无需借助任何高分子聚合物改性，即可达到“水工石油沥青”产品标准sh/t0799-2007中2号水工沥青的技术要求。

20、(2)本发明通过加入软化剂和硬沥青来调合基质沥青的软硬组分，然后十二烷基苯磺酸通过特定的官能团与调合后的沥青中的沥青质发生反应，这样十二烷基苯磺酸即能够更有效的对沥青进行改性，提高沥青的软化点和低温延度等性能。

21、(3)本发明水工沥青，高低温性能良好，软化点在48℃～50℃，低温4℃延度在40cm左右，抗老化性能优良，各项性能可达到“水工石油沥青”产品标准sh/t0799-2007中2号水工沥青的技术要求。

技术特征：

1.一种心墙用水工沥青，以质量份数计，包括如下组分：

2.按照权利要求1所述的水工沥青，其特征在于，所述的基质沥青为采用单一中间基原油炼制的70号a级沥青。

3.按照权利要求1所述的水工沥青，其特征在于，所述的软化剂为富芳抽出油，优选为糠醛抽出油，进一步优选地，所述软化剂，以质量含量计，蜡含量≤2％，优选为1.0％～1.5％，芳烃含量≥50％，优选为50.0％～65.0％。

4.按照权利要求1所述的水工沥青，其特征在于，所述的硬沥青为溶剂脱沥青后所得的脱油沥青，优选地，所述硬沥青的软化点为100.0℃～115.0℃，针入度(25℃，0.1mm)≤5，溶解度>99％，以质量含量计，灰分含量≤1.0％，进一步优选地，所述硬沥青为粒状，优选半球形。

5.按照权利要求1所述的水工沥青，其特征在于，所述水工沥青中不含有高分子聚合物。

6.按照权利要1～5任一所述的水工沥青的制备方法，包括如下步骤：

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，熔化条件为在140～150℃将基质沥青熔化。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，在140～150℃下加入软化剂和脱油硬沥青，混合搅拌。

9.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，混合的条件为：在转速为600～1000r/min的状态下搅拌0.8～1.5h。

10.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，在140～150℃下加入软化剂和脱油硬沥青混合，搅拌。

11.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，混合的条件为：在转速为400～800r/min的状态下搅拌0.5～1.2h。

技术总结
本发明公开了一种心墙用水工沥青及其制备方法。本发明的水工沥青，以质量份数计，包括如下组分：基质沥青：92.0～94.0份，软化剂：4.5～5.5份，硬沥青：0.5～1.0份，十二烷基苯磺酸：1.0～1.5份。本发明的水工沥青能够在不含有高分子聚合物的情况下，达到“水工石油沥青”产品标准SH/T0799‑2007中2号水工沥青技术指标要求。

技术研发人员：么强,柴志杰,张建峰,董德安,刘成
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11