Herstellungsverfahren und Verarbeitungsanlagen für Gummiasphalt

Zusammenfassung: Stellt die Definition und den Herstellungsprozess von Gummiasphalt vor, analysiert den Produktionsprozess, die Verarbeitungsgeräte und die Schlüsseltechnologien von Gummiasphalt und zeigt, dass die Gummiasphalttechnologie eine ausgereifte Anwendungstechnologie ist.

Schlüsselwörter Gummiasphalt; Produktionsprozess; Verarbeitungsgeräte; Schlüsseltechnologie

Gummigranulat aus Altreifen besteht hauptsächlich aus Naturkautschuk und synthetischem Kautschuk (wie Styrol-Butadien-Kautschuk, Butylkautschuk, Polybutadien-Kautschuk) sowie Schwefel, Ruß, Siliziumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid und anderen Zusatzstoffen. Diese Bestandteile sind gute Asphaltmodifizierer. Wenn sie dem Asphalt zugesetzt werden, können sie seine Eigenschaften bei hohen und niedrigen Temperaturen sowie seine Alterungs- und Ermüdungsbeständigkeit verbessern und dazu beitragen, die Straßendecke dünner zu machen, ihre Lebensdauer zu verlängern, die Entstehung von Rissen zu verzögern, Lärm zu reduzieren usw. Gummigranulat aus Altreifen wird zur Asphaltmodifizierung verwendet. Der Herstellungsprozess dieser modifizierten Asphaltmischung ist einfach und kostengünstig. Sie verbessert nicht nur die Qualität der Straßendecke, sondern kann auch viel Altgummi produzieren.

1.Definition von Gummiasphalt

Asphaltgummi bezieht sich auf das Mahlen von feinem Altreifengummipulver (mit einer Körnung von 0 bis 2 mm) und Asphalt (einige mit einem bestimmten Prozentsatz an Zusatzstoffen vermischt), die in einem bestimmten Verhältnis gemischt werden, und in der Rolle einer Hochtemperaturmischung, die aus Klebstoffen besteht. Die Menge an Altreifengummipulver beträgt nicht weniger als 15 % (interne Mischung) oder 17,6 % (externe Mischung).

Gummigranulat kann in zwei Verfahren zur Asphaltmischung gemischt werden: ein Trockenmischverfahren, bei dem Altreifengummipulver und Asphalt sowie Mineralien in eine Mischkammer gegeben werden, um eine Gummiasphaltmischung herzustellen; ein Nassmischverfahren, bei dem Altreifengummipulver und Asphalt zunächst zu Gummiasphalt verarbeitet werden und dann mit den Mineralien vermischt werden, um eine Gummiasphaltmischung herzustellen. Zahlreiche Tests haben gezeigt, dass die ideale Herstellungsmethode für Gummiasphalt die Nassmischmethode ist, also das McDonald-Nassverarbeitungsverfahren. Das wichtigste Merkmal dieses Verfahrens ist der im Vergleich zum Trockenmischverfahren auftretende Hochtemperaturreaktionsprozess, bei dem Gummigranulat und normaler Asphalt in einem bestimmten Verhältnis gleichmäßig vermischt werden und die Mischung aus Asphalt und Gummigranulat in einem Hochtemperaturkessel verrührt wird, sodass Gummigranulat und Asphalt eine bestimmte Zeit lang reagieren und verrührt werden und schließlich ein geeignetes modifiziertes Gummiasphaltbindemittel entsteht.

2. Herstellungsprozess von Gummiasphalt

2.1 Technologie zur Herstellung von Gummiasphalt

Der folgende Gummiasphalt entspricht streng der Nassverarbeitungsmethode des Gummiasphaltbindemittels. Seine Zusatzstoffe, Materialformulierungen, Produktionsprozesse, Spezialgeräte und Konstruktionsmethoden bilden einen vollständigen Satz der Gummiasphalttechnologie. Die meisten aktuellen internationalen Länder und Regionen haben ihre eigenen technischen Richtlinien und Standards für Gummiasphalt, die in den USA, Arizona, Kalifornien, Texas, Florida sowie Australien und Südafrika ausgereifter sind und über die entsprechenden technischen Standards verfügen.

Asphaltkautschuk weist vier wichtige technische Indikatoren auf: Viskosität, Nadelpenetration, Erweichungspunkt und elastische Rückgewinnung, die je nach regionalem Klima variieren können. Für Einzelheiten sollten die technischen Standards in der Literatur [1] herangezogen werden.

Bei der Herstellung von Gummigranulat werden Altreifen im Allgemeinen bei Raumtemperatur zerkleinert. Das Gummipulver wird dann gesiebt und von nicht-gummiartigen Bestandteilen entsprechend unterschiedlicher Partikelgrößenverhältnisse befreit. Um die Leistung zu verbessern, können Gummigranulaten auch geeignete externe Dotierstoffe zugesetzt werden. Um zu verhindern, dass Gummigranulat zusammenklebt, können Calciumcarbonat oder Talkumpulver zugesetzt werden. Die Dosierung darf jedoch 3 % der Masse des Gummigranulats nicht überschreiten. Gummigranulat sollte außerdem die entsprechenden physikalischen und chemischen Eigenschaften aufweisen.

Der Viskositätsindex von fertigem Gummiasphalt hat neben dem Gummikrümelverhältnis auch eine große Beziehung zur Reaktionszeit und Reaktionstemperatur. Aus der Testkurve ist ersichtlich, dass mit der Änderung der Reaktionszeit die Viskosität von Asphaltgummi zu einem bestimmten Zeitpunkt deutlich ansteigt und dann abnimmt, bis sie relativ stabil ist. Bei einer Reaktion von 190 °C bis 210 °C kann die Viskosität in relativ kurzer Zeit den Maximalwert erreichen.

Der verwendete Matrixasphalt muss den Bestimmungen zur Auswahl der Asphaltqualität nach nationalem und regionalem Ermessen entsprechen. Matrixasphalt sollte auch entsprechend den unterschiedlichen klimatischen Bedingungen der verschiedenen Baugebiete für die entsprechende Auswahl verwendet werden. In kalten Gebieten wird im Allgemeinen 110 # oder 90 # Matrixasphalt gewählt, in warmen Gebieten im Allgemeinen 90 # oder 70 # Matrixasphalt, in heißen Gebieten 70 # oder 50 # Matrixasphalt.

Da sich Gummiasphaltbindemittel in Umgebungen mit hohen Temperaturen weiter auflöst und zersetzt, sollte fertiger Gummiasphalt grundsätzlich innerhalb von 24 Stunden verwendet werden. Wenn eine Zwischenlagerung erforderlich ist, sollte die Temperatur des Gummiasphalts auf einen Bereich von 145 °C bis 155 °C gesenkt werden. Die Lagerzeit beträgt im Allgemeinen nicht mehr als 3 Tage. Wenn die Temperatur unter 190 °C fällt, muss der Asphalt wieder aufgeheizt werden. Es sind nur zwei Aufheizzyklen zulässig (1 Aufheizzyklus wird als beliebig definiert) und der Gummiasphaltbindemittel darf nicht für andere Zwecke verwendet werden. Der Gummiasphaltbindemittel wird abgekühlt und dann auf 190 °C bis 210 °C wieder aufgeheizt. Der Gummiasphaltbindemittel muss alle technischen Spezifikationen erfüllen. Um die Viskosität auf dem angegebenen Niveau zu halten, müssen der Mischung beim Erhitzen und Reagieren für 45–60 Minuten bei 190 °C bis 210 °C einige Gummikrümel (begrenzt auf mindestens 10 % des Gesamtgewichts) hinzugefügt werden.

2.2 Herstellungsprozess von Gummiasphalt

Gummiasphalt wird mit speziellen Gummiasphaltgeräten verarbeitet. Der Produktionsprozess von Gummiasphalt mit unterschiedlichem Produktionsumfang, unterschiedlichen Prozessbedingungen und unterschiedlichen Designideen ist jedoch das Grundprinzip des Produktionsprozesses gleich. Der Hauptproduktionsprozess ist in Abbildung 2 dargestellt.

(1) Um die Produktionseffizienz zu verbessern und eine Alterung des Asphalts zu verhindern, wird der Matrixasphalt von unter 17 °C durch eine Schnellheizvorrichtung auf etwa 210 °C erhitzt. 2) Der Matrixasphalt wird durch einen Asphaltdurchflussmesser in die Mischvorrichtung gegeben. 3) Die Gummikrümel werden nach dem Wiegen der Anteile gleichzeitig in die Mischvorrichtung gegeben. 4) Gummikrümel und Matrixasphalt werden in der Mischvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit gemischt, geschert und vermengt. 5) Die homogene Mischung wird durch eine spezielle Gummiasphaltpumpe in den Reaktor gegeben. 6) Die Mischung wird im Reaktor gerührt, isoliert (190 °C – 210 °C) und etwa 40 – 60 Minuten lang gelöst. 7) Das qualifizierte Gummiasphaltbindemittel wird in den Lagertank für das fertige Produkt gegeben oder direkt zur Asphaltmischanlage transportiert.

3.Ausrüstung zur Verarbeitung von Gummiasphalt und Schlüsseltechnologien

Klassifizierung und Eigenschaften von Verarbeitungsgeräten. Gummiasphaltverarbeitungsgeräte können je nach Produktionsprozess in kontinuierliche und diskontinuierliche Geräte unterteilt werden. Der intermittierende Prozess ist dadurch gekennzeichnet, dass Gummikrümel und Asphalt in Chargen in die Gummiasphaltmischvorrichtung zum Mischen gegeben werden, die Mischung gemischt und in den Kessel gegeben wird, gefolgt vom Mischen der nächsten Materialcharge, wodurch der Zyklus des Betriebszyklus gebildet wird. Der kontinuierliche Prozess der Gummiasphaltverarbeitungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass Gummikrümel und Asphalt kontinuierlich gemessen und kontinuierlich in die Gummiasphaltmischvorrichtung zum Mischen gegeben werden, die Mischung gemischt und das fertige Produkt aus der Mischvorrichtung in den Reaktionskessel gegeben wird.

Gummiasphaltverarbeitungsgeräte können je nach Mobilität in stationäre und mobile unterteilt werden. Stationäre Geräte zeichnen sich dadurch aus, dass sie unabhängig voneinander auf mehrere Pritschenwagen verteilt werden können, um sie an einem festen Standort auf der Baustelle zu transportieren. Es sind nur wenige Installationsarbeiten erforderlich, aber diese Art der Verlagerung ist relativ umständlich. Diese Art von Geräten wird im Allgemeinen motorgetrieben und muss an der Baustelle über eine bestimmte Stromversorgung verfügen. Mobile Geräte zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Traktorfahrgestell installiert sind und der Traktorkopf an den Transportort angeschlossen wird. Diese Art von Geräten wird im Allgemeinen von einem Verbrennungsmotor angetrieben und verfügt über einen eigenen Antrieb.

Obwohl die Strukturform der Gummiasphaltverarbeitungsgeräte unterschiedlich ist, sollte die Grundzusammensetzung die folgenden Teile umfassen: Schnellerwärmungsgerät für Asphaltsubstrat, Zuführgerät für Gummikrümel, Mischgerät, Reaktionskessel, Lagertanks für fertige Produkte und elektronischer Kontrollraum. Die einzelnen Geräte sind über die Asphaltpipeline miteinander verbunden.

Zur Verbesserung der Produktivität können 2 bis 3 Kessel parallel und abwechselnd betrieben werden. Durch die Rohrleitungsverbindung können jedoch auch die folgenden Funktionen erreicht werden.

(1) die Messung der Asphaltmatrix und deren Förderung an die Mischeinrichtung.

2) Die Mischvorrichtung gibt die Gummi-Asphalt-Mischung in den Reaktor ein.

3) Lassen Sie die Mischung im Reaktionskessel reagieren, sodass ein kleiner Kreisstrom entsteht, um eine gleichmäßige Vermischung zu gewährleisten.

4) Qualifiziertes fertiges Gummiasphaltbindemittel durch den Reaktorausgang zur Asphaltmischanlage oder zu Gummiasphaltlagertanks.

5) Der Reaktor ist direkt mit der Mischanlage verbunden, die überschüssige Gummi-Asphalt-Mischung

6) Mehrere Reaktoren arbeiten parallel und abwechselnd. Die Gemischbehälter können ohne gegenseitige Beeinflussung in- und ausgefahren werden.

7) für Gummiasphaltsprinkler und andere Peripheriegeräte zum Hinzufügen einer gealterten Gummiasphaltmischung.

8) Wenn die Viskosität der Reaktormischung zu niedrig ist und weiteres Gummigranulat zugegeben werden muss, kann das Gummiasphaltbindemittel des Reaktors in die Mischvorrichtung zurückgeführt und dosiert werden.

9) Wenn im Reaktionskessel die Viskosität der Mischung zu hoch ist und Matrixasphalt hinzugefügt werden muss, kann erhitzter Matrixasphalt in den Reaktor eingegeben werden.

10) Nach dem Bau der Asphaltmischanlage kann die Rohrleitungsmischung zurück zum Reaktor gepumpt werden.

11) Wenn die Mischvorrichtung der Gummiasphaltpumpe nicht ordnungsgemäß funktioniert, wird die über die Reaktorpumpe in der Mischvorrichtung in den Reaktor gesaugte Mischung gemischt.

12) Jede beliebige Reaktor-Gummi-Asphalt-Mischung kann eingegeben werden

13) Die gummierte Asphaltmischung kann in jeden Reaktor ein- oder aus einem anderen Reaktor ausgegeben werden.

In China gibt es bereits recht ausgereifte Produktionsanlagen für Gummiasphalt. Feiteng Road Construction Equipment Co., Ltd. ist beispielsweise seit 15 Jahren auf die Herstellung von Asphaltproduktionsanlagen spezialisiert und verfügt über eine umfassende Forschungs- und Entwicklungsabteilung sowie ein After-Sales-Management. Das Unternehmen ist Chinas führender Hersteller von Asphaltausrüstung . Die Produktionsanlagen für Gummi- und modifizierten Asphalt sind selbsterhitzende, multifunktionale Asphaltmischanlagen. Die Anlagen sind für alle Arten von modifiziertem Gummipulverasphalt und SBS-modifiziertem Asphalt geeignet, für die Herstellung, Entwicklung und Lagerung.

Die Ausrüstung besteht hauptsächlich aus einem Tank (einschließlich Isolierung), einem Heizsystem, einem automatischen Asphalttemperaturkontrollsystem, einem Gummipulverzufuhrsystem, einer Asphaltmatrix-Einspritzöffnung, einem Fertigproduktpumpsystem, einem Wiege- und Messsystem, einem Rühr- und Mischsystem, einem elektrischen Kontrollsystem, einem Kontrollraum und anderen Komponenten.

Diese Gummiasphalt-Produktionsanlage selbst hat eine starke Heizleistung und eine starke Mischleistung; Gummipulver-Schneckenförderer, praktischer Gummipulver-Zusatzstoff; mit Funktion zum Einfüllen flüssiger Rohstoffe in den Tank; mit Wiege- und Messfunktion kann die Dosierungsrate bequem erfasst werden. Mit einer Funktion zum Abpumpen des fertigen Produkts; kann die Baustelle ohne Thermoölkessel im Fall von Gummimodifiziertem Asphalt, SBS-modifiziertem Asphalt und anderen Produktionsvorbereitungs- und Lagerungsanforderungen erfüllen.

4. Vorteile von Gummiasphalt

(1) Hohe Temperaturviskosität, hoher Erweichungspunkt, starke Verformungsbeständigkeit, kann die Bildung von Spurrillen auf langen Bergaufstrecken wirksam verhindern.

(2) Der Festigkeitsmodul bei niedrigen Temperaturen ist gering, die Zugspannung niedrig, so dass in Gebieten mit hohem Meeresspiegel Risse durch niedrige Temperaturen verhindert werden können.

3) Die spannungsabsorbierende Schicht verfügt über eine starke Zwischenschichthaftung, die ein Scheren des Brückendecks auf langen Abwärtsstrecken verhindern kann.

(4) Es verfügt über eine starke Elastizität und Spannungsabsorptionsfunktion, wodurch Reflexionsrisse im Brückenbelag und in der wasserstabilisierten Basisschicht verhindert werden können.

5）Es verfügt über eine ausgezeichnete Dauerfestigkeit, die die Dicke der Straßenoberfläche verringern und gleichzeitig die

Zahlreiche erfolgreiche Bauprojekte zeigen, dass Gummiasphalt in großem Umfang für Betonstraßenbeläge, neue Straßen, Reparaturen alter Asphaltbeläge, Brückenbeläge und andere Projekte eingesetzt werden kann. Seine Kosteneffizienz ist weitaus besser als bei anderen modifizierten Asphaltbelägen. Die Bauinvestitionen und Wartungskosten sind niedriger als bei anderen modifizierten Asphaltbelägen. Gleichzeitig bietet Gummiasphalt auch deutliche Vorteile hinsichtlich der Lebensdauer und der Straßenleistung.