Получите бесплатную консультацию. У нас самые лучшие цены.

Горячая линия: 8(846)300-444-0

Часы работы: 9am-6pm пн.- пт.

Корзина

МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ БИТУМА НА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ЗАВОДАХ

Вопросами повышения качества горячих асфальтобетонных смесей уже долгие годы занимаются научные и производственные предприятия отечественной и зарубежной дорожных отраслей. Увеличения сроков службы асфальтобетонных покрытий добиваются путем совершенствования машин и механизмов для производства, транспортирования и укладки смесей, повышения требований к качеству исходных материалов, разработки новых составов смесей, добавок в органическое вяжущее и в асфальтобетон. Однако, на фоне этого, весьма скудным является внимание науки (особенно российской) к обеспечению стабильности битумов при их подготовке к смешению с каменными материалами. Технология подготовки битума, в зависимости от имеющегося оборудования, условий поставки и хранения вяжущего, может включать различные операции и разнится от одного предприятия к другому. Этап же подготовки битума в расходной емкости (рабочем котле) ни хранением в наземных металлических резервуарах, ни безупречной логистикой, ни современными нагревательными системами, не устранить. Поэтому все проблемы данного технологического цикла остаются актуальными и, пока что, нерешенными.

Расходная емкость располагается в непосредственной близости к асфальтосмесительной установке (АСУ), она предназначена для хранения битума с рабочей температурой (от 140 до 160 оС в зависимости от марки битума) и подачи его в дозатор АСУ.

В расходную емкость битум поступает с рабочей температурой, минуя, как правило, этапы хранения и обезвоживания. Доведение битумного вяжущего до требуемой температуры осуществляется в резервных (битумоплавильных) котлах. И даже при «работе с колес» резервная емкость не исключается из схемы подготовки битума, демпфируя возможную неравномерность поставок.

Подача битума из рабочего котла в дозатор осуществляется шестеренчатым битумным насосом. Битум забирается из нижней части емкости и по прямой ветви битумного провода подается в дозатор АСУ, излишки вяжущего по возвратной ветви сливаются обратно в емкость (характерно для заводов отечественного и украинского производства). Процесс повторяется многократно в течение всей рабочей смены.

Слив битума из возвратной ветви битумопровода является причиной активного взаимодействия битума с кислородом воздуха и его деградации. В сочетании с высокой технологической температурой интенсивность старения увеличивается в разы.

Наблюдения за состоянием битума в расходной емкости, проводились неоднократно на заводах ФГУ ДЭП-34 (г. Каменск-Шахтинский), Аксайское ДРСУ (г. Аксай), Азовское ДРСУ (г. Азов) со смесительными установками производства ОАО «Кредмаш» (номинальная производительность не выше 50 т/час), работающих с битумами БНД 60/90 Саратовского и Волгоградского НПЗ.

В процессе наблюдений отмечены значительные изменения основных физико-механических характеристик битума (рис.1). Безусловно, это результат совместного воздействия высокой рабочей температуры и кислорода воздуха, активное взаимодействие с которым происходит во время циркуляции битума и слива на поверхность вяжущего в рабочем котле.

Непрерывные наблюдения за состоянием битума в расходной емкости в течение трех суток подтверждают определяющую роль окисления в ухудшении качественных показателей битума – наибольшие изменения отмечены именно в период приготовления асфальтобетонных смесей (период циркуляции).

Об изменениях, происходящих на молекулярном уровне, свидетельствуют данные, полученные в ходе изучения проб битума методом электронного парамагнитного резонанса. За 8 часов (рабочая смена) количество свободных радикалов относительно исходного битума увеличилось в 1,2 раза. Растет и процентное содержание асфальтенов. По полученным данным их число увеличивается на 10-12%.

Рис. 1. Изменения глубины проникания иглы пенетрометра и температуры размягчения битума в рабочем котле АБЗ в течение одной смены:
Исследований свойств битума в расходных емкостях с асфальтосмесительными установками зарубежного производства не проводилось. Однако можно предположить, что стабильность свойств битума они также не могут гарантировать, так как, хоть и исключается взаимодействие битума с кислородом при сливе, но длительное высокотемпературное воздействие на вяжущее зарубежным производителям пока не удалось устранить.

Для обеспечения стабильности свойств битума в расходной емкости при приготовлении асфальтобетонных смесей необходимо уменьшить температурное воздействие на вяжущее или время его воздействия и устранить непрерывную циркуляцию в расходной емкости.

Для этого предлагается уменьшить расходную емкость до объема, не превышающего часовой потребности в битуме. При этом ее следует разместить непосредственно на АСУ над битумным дозатором, что обеспечит поступление вяжущего в дозатор даже самотеком.

Такая компоновочная схема исключает циркуляцию битума в расходной емкости.

Для уменьшения температурного воздействия на вяжущее следует снизить температуру подготовки битума в битумоплавильных агрегатах (резервных емкостях) до температуры не более 110-120 оС (даже в случае обводнения битума при хранении, данной температуры достаточно для обезвоживания). Нагрев же вяжущего до температуры, требуемой для смешения с каменными материалами, должен осуществляться в емкости интенсивного нагрева (рис. 2), которая факультативно может служить местом смешения с поверхностно-активными (или иными) добавками. Для обеспечения этих функций емкость должна быть снабжена нагревательными элементами с развитой теплоотдающей поверхностью и устройствами, обеспечивающими перемещение нагреваемой массы (мешалка либо циркуляционный насос). Емкость интенсивного нагрева размещается между резервной емкостью и рабочим котлом, ее полезный объем не должен превышать часовой потребности смесительной установки в битуме (т.е. ее объем должен быть равен объему расходной емкости). Таким образом, за время пока используется битум расходной емкости (не более часа), подготавливается новая порция вяжущего в емкости интенсивного нагрева.

По предлагаемой схеме время подготовки битума не превышает двух часов, кроме того исключаются негативные последствия циркуляции битума (перемешивание в емкости интенсивного нагрева при помощи насоса осуществляется без слива битума на поверхность, в случае использования мешалки циркуляция полностью исключается). Следует также ожидать, что с внедрением предложенной технологии затраты энергии на нагрев вяжущего будут снижаться, так как за счет перемещения нагреваемой массы мешалкой (насосом) передача тепла от нагревателей будет осуществляться путем вынужденной конвекции. При этом снизятся затраты на компенсацию тепловых потерь от поверхности резервного и рабочего котлов, вследствие уменьшения температурного градиента между поверхностью резервного котла и окружающей средой (за счет снижения конечной температуры нагрева в котле) и уменьшения теплоотдающей поверхности рабочего котла (за счет уменьшения его габаритных размеров).

Рис. 2. Схема подготовки битума

1 – резервная емкость, 2 – емкость для добавки, 3 – емкость интенсивного нагрева, 4 – расходная емкость, 5 – дозатор битума

 

Если битум поступает на асфальтобетонный завод с рабочей температурой (140-160 оС), то в емкости интенсивного нагрева происходит лишь смешение с адгезионными добавками (при необходимости).

Организация работ по предлагаемой схеме обеспечит стабильность свойств битумного вяжущего и позволит продлить сроки службы покрытий вследствие замедления процессов старения битума на технологическом этапе.

Комментариев еще нет.

Оставить комментарий

*

Политика конфиденциальности

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять