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; Verarbeitungsanlagen; Schlüsseltechnologie

Gummigranulat aus Altreifen besteht hauptsächlich aus Naturkautschuk und Synthesekautschuk (z. B. Styrol-Butadien-Kautschuk, Butylkautschuk, Polybutadien-Kautschuk) sowie Zusatzstoffen wie Schwefel, Ruß, Siliziumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid und anderen. Diese Komponenten eignen sich gut als Asphaltmodifizierer. Sie verbessern die Leistung des Asphalts bei hohen und niedrigen Temperaturen sowie seine Alterungs- und Ermüdungsbeständigkeit und tragen zur Verdünnung des Belags bei, verlängern dessen Lebensdauer, verzögern die Rissbildung, reduzieren Lärm usw. Die Verwendung von Gummigranulat aus Altreifen zur Asphaltmodifizierung ist einfach und kostengünstig. Der Herstellungsprozess dieser modifizierten Asphaltmischung ist nicht nur einfach, sondern verbessert auch die Qualität des Belags, sondern ermöglicht auch eine hohe Kapazität des Altgummis.

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 Additiven gemischt), gemischt in einem bestimmten Verhältnis und in der Rolle der Hochtemperaturmischung aus Klebstoffen. Die Menge an Altreifengummipulver beträgt nicht weniger als 15 % (interne Mischung) bzw. 17,6 % (externe Mischung).

Es gibt zwei Arten von Gummigranulat, die in Asphaltmischungen verarbeitet werden: das Trockenmischverfahren, bei dem Altreifengummipulver, Asphalt und Mineralien zusammen in eine Mischkammer gegeben werden, um eine Gummiasphaltmischung herzustellen; und das Nassmischverfahren, bei dem Altreifengummipulver und Asphalt zunächst zu Gummiasphalt verarbeitet werden und dann mit den Mineralien vermischt werden. Zahlreiche Tests haben gezeigt, dass das Nassmischverfahren, d. h. das McDonald-Nassverarbeitungsverfahren, die ideale Herstellungsmethode für Gummiasphaltmischungen ist. Das wichtigste Merkmal dieses Verfahrens ist der im Vergleich zum Trockenmischverfahren auftretende Hochtemperaturreaktionsprozess, d. h., Gummigranulat und normaler Asphalt werden in einem bestimmten Verhältnis gleichmäßig vermischt und die Asphalt-Gummigranulat-Mischung in einem Hochtemperaturkessel verrührt, sodass Gummigranulat und Asphalt eine gewisse Zeit lang reagieren und gerührt werden, bis ein qualifiziertes modifiziertes Gummiasphaltbindemittel entsteht.

2. Herstellungsprozess von Gummiasphalt

2.1 Technologie zur Herstellung von Gummiasphalt

Der folgende Gummiasphalt entspricht strikt der Nassverarbeitungsmethode des Gummiasphaltbindemittels. Seine Zusatzstoffe, Materialformulierungen, Produktionsprozesse, Spezialgeräte und Konstruktionsmethoden stellen einen vollständigen Satz der Gummiasphalttechnologie dar. Die meisten aktuellen internationalen Länder und Regionen haben ihre eigenen technischen Richtlinien und Standards für Gummiasphalt, die in den Vereinigten Staaten, 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 Rückstellkraft, die je nach regionalem Klima variieren können. Für Einzelheiten sollten die technischen Normen in der Literatur [1] herangezogen werden.

Die Herstellung von Gummigranulat erfolgt in der Regel durch Zerkleinern von Altreifen bei Raumtemperatur. Das Gummipulver wird nach dem Sieben und Entfernen von Nichtgummibestandteilen in verschiedenen Partikelgrößenverhältnissen zerkleinert. Um die Leistung zu verbessern, können Gummigranulate auch mit geeigneten externen Dotiermitteln versetzt werden. Um ein Verkleben der Gummigranulate zu verhindern, kann Calciumcarbonat oder Talkumpulver zugesetzt werden. Die Dosierung darf jedoch 3 % der Masse der Gummigranulate nicht überschreiten. Gummigranulat sollte außerdem die entsprechenden physikalischen und chemischen Eigenschaften aufweisen.

Der Viskositätsindex von fertigem Gummiasphalt steht neben dem Gummikrümelverhältnis auch in engem Zusammenhang mit der Reaktionszeit und der Reaktionstemperatur. Aus der Testkurve ist ersichtlich, dass sich die Viskosität von Asphaltgummi mit der Änderung der Reaktionszeit zu einem bestimmten Zeitpunkt deutlich erhöht und dann wieder abnimmt, bis sie relativ stabil bleibt. Bei einer Reaktionstemperatur von 190 °C bis 210 °C kann die Viskosität in relativ kurzer Zeit ihren Maximalwert erreichen.

Der verwendete Matrixasphalt muss den Bestimmungen zur Auswahl der Asphaltsorte 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 Gummiasphaltbinder in Umgebungen mit hohen Temperaturen weiter auflöst und zersetzt, sollte fertiger Gummiasphalt grundsätzlich innerhalb von 24 Stunden verwendet werden. Bei Bedarf kann er zwischengelagert werden. Die Temperatur des Gummiasphalts sollte auf 145 bis 155 Grad Celsius gesenkt werden. Die Lagerzeit beträgt in der Regel nicht mehr als drei Tage. Wenn die Temperatur unter 190 Grad Celsius fällt, muss er erneut erhitzt werden. Es sind nur zwei Wiedererhitzungszyklen zulässig (ein Wiedererhitzungszyklus wird als beliebig definiert). Der Gummiasphaltbinder darf nicht für andere Zwecke verwendet werden. Der Gummiasphaltbinder wird abgekühlt und dann auf 190 bis 210 Grad Celsius erneut erhitzt. Der Gummiasphaltbinder 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 nicht weniger als 10 % des Gesamtgewichts) hinzugefügt werden.

2.2 Herstellungsprozess von Gummiasphalt

Gummiasphalt wird mit speziellen Gummiasphaltanlagen verarbeitet. Der Produktionsprozess von Gummiasphalt variiert hinsichtlich Produktionsumfang, Prozessbedingungen und Designideen, die Grundprinzipien des Produktionsprozesses sind jedoch dieselben. 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 in ihren Anteilen gleichzeitig in die Mischvorrichtung gegeben. 4) Gummikrümel und Matrixasphalt werden in der Mischvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit gemischt, geschert und verrührt. 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 40 – 60 Minuten lang aufgelöst. 7) Das qualifizierte Gummiasphaltbindemittel wird in den Lagertank des fertigen Produkts gegeben oder direkt zur Asphaltmischanlage transportiert.

3.Ausrüstung und Schlüsseltechnologien zur Verarbeitung von Gummiasphalt

Klassifizierung und Eigenschaften von Verarbeitungsgeräten. Gummiasphalt-Verarbeitungsgeräte lassen sich je nach Produktionsprozess in kontinuierliche und diskontinuierliche Geräte unterteilen. Der diskontinuierliche Prozess ist dadurch gekennzeichnet, dass Gummikrümel und Asphalt chargenweise in die Gummiasphalt-Mischvorrichtung gegeben werden, um gemischt zu werden. Anschließend wird die Mischung in den Kessel gegeben, gefolgt vom Mischen der nächsten Materialcharge, wodurch ein Betriebszyklus entsteht. Der kontinuierliche Prozess einer Gummiasphalt-Verarbeitungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass Gummikrümel und Asphalt kontinuierlich gemessen und in die Gummiasphalt-Mischvorrichtung gegeben werden, um gemischt zu werden. Anschließend wird das fertige Produkt aus der Mischvorrichtung in den Reaktionskessel gegeben.

Gummiasphalt-Verarbeitungsanlagen lassen sich je nach Mobilität in stationäre und mobile Anlagen unterteilen. Stationäre Anlagen zeichnen sich dadurch aus, dass sie unabhängig voneinander auf mehrere Pritschenwagen aufgeteilt und an einem festen Standort auf der Baustelle transportiert werden können. Dadurch sind nur geringe Installationsarbeiten erforderlich, der Standortwechsel ist jedoch relativ umständlich. Diese Anlagen werden in der Regel motorbetrieben und benötigen eine Stromversorgung. Mobile Anlagen zeichnen sich dadurch aus, dass die Anlagen auf dem Fahrgestell einer Zugmaschine montiert sind und deren Kopf an den Transporter angehängt wird. Diese Anlagen verfügen in der Regel über einen Verbrennungsmotor und sind selbstangetrieben.

Obwohl die Bauform der Gummiasphaltverarbeitungsanlage unterschiedlich ist, sollte die Grundzusammensetzung die folgenden Teile umfassen: Schnellerwärmungsvorrichtung für den Asphaltuntergrund, Zuführvorrichtung für Gummikrümel, Mischvorrichtung, Reaktionskessel, Lagertanks für das fertige Produkt und Betriebsraum für die elektronische Steuerung. Die einzelnen Geräte sind über die Asphaltleitung miteinander verbunden.

Um die Produktivität zu steigern, können 2 bis 3 Kessel parallel und abwechselnd betrieben werden. Bedenken Sie jedoch auch, dass die Rohrleitungsverbindung die folgenden Funktionen erfüllen kann.

(1) die Dosierung und Zufuhr der Asphaltmatrix zur Mischvorrichtung.

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

3) Lassen Sie die Mischung im Reaktionskessel reagieren, sodass ein kleiner Kreisstrom entsteht, um eine gleichmäßige Mischung 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 Beeinträchtigung ein- 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 hinzugefügt 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 kann die Rohrleitungsmischung der Asphaltmischanlage zurück zum Reaktor gepumpt werden.

11) Wenn die Mischvorrichtung der Gummiasphaltpumpe nicht richtig funktioniert, wird die Mischung durch die Reaktorasphaltpumpe in die Mischvorrichtung eingemischt und in den Reaktor gesaugt.

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

13) Die gummierte Asphaltmischung kann in jeden Reaktor eingegeben oder in einen anderen Reaktor ausgegeben werden.

In China gibt es bereits ausgereifte Anlagen zur Herstellung von 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 Asphaltanlagen. Die von ihm entwickelte Anlage zur Herstellung von Gummi- und modifiziertem Asphalt ist eine selbsterhitzende, multifunktionale Asphaltmischanlage. Die Anlage eignet sich für die Herstellung, Entwicklung und Lagerung aller Arten von modifiziertem Gummipulverasphalt und SBS-modifiziertem Asphalt.

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 Anlage zur Herstellung von Gummiasphalt verfügt über eine hohe Heiz- und Mischleistung. Sie verfügt über eine Schneckenförderanlage für Gummipulver und einen praktischen Gummipulver-Zusatzstoff. Sie kann flüssige Rohstoffe in den Tank einfüllen und verfügt über eine Wiege- und Messfunktion, mit der sich die Dosierung bequem dosieren lässt. Dank der Funktion zum Abpumpen des fertigen Produkts kann die Anlage bei gummimodifiziertem Asphalt, SBS-modifiziertem Asphalt und anderen Produktionsvorbereitungs- und Lageranforderungen ohne Thermoölkessel betrieben werden.

4. Vorteile von Gummiasphalt

(1) Hohe Temperaturviskosität, hoher Erweichungspunkt, starke Verformungsbeständigkeit können Spurrillenbildung auf langen Steigungsabschnitten wirksam verhindern.

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

3) Die spannungsabsorbierende Schicht verfügt über eine starke Zwischenschichthaftung, die das Scheren des Brückendecks in langen Gefälleabschnitten 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 verdünnen und gleichzeitig die

Zahlreiche erfolgreiche Bauprojekte zeigen, dass Gummiasphalt vielseitig für zementierte Straßenbeläge, den Neubau von Straßen, die Reparatur alter Asphaltbeläge, Brückenbeläge und andere Projekte eingesetzt werden kann. Er ist deutlich kostengünstiger als andere modifizierte Asphaltbeläge. Die Bauinvestitionen und Wartungskosten sind niedriger als bei anderen modifizierten Asphaltbelägen. Gleichzeitig bietet Gummiasphalt auch deutliche Vorteile hinsichtlich der Lebensdauer und der Straßeneigenschaften.