Proceso de producción de asfalto de caucho y equipos de procesamiento.
GerryJarlResumen Presenta la definición y el proceso de fabricación del asfalto de caucho, analiza el proceso de producción del asfalto de caucho, los equipos de procesamiento y las tecnologías clave, mostrando que la tecnología del asfalto de caucho es una tecnología de aplicación madura.
Palabras clave: asfalto de caucho; proceso de producción; equipos de procesamiento; tecnología clave
La granza de caucho procesada a partir de neumáticos de desecho se compone principalmente de caucho natural y caucho sintético (como caucho de estireno butadieno, caucho de butilo, caucho de polibutadieno), además de azufre, negro de humo, óxido de silicio, óxido de hierro, óxido de calcio y otros aditivos. Estos componentes son buenos modificadores de asfalto y, al añadirlos, pueden mejorar su rendimiento a altas y bajas temperaturas, sus propiedades antienvejecimiento y antifatiga. Además, contribuyen al adelgazamiento del pavimento, prolongando su vida útil, retrasando la reflexión de grietas y reduciendo el ruido, entre otros. Este proceso de producción de mezcla asfáltica modificada a partir de neumáticos de desecho es simple y económico, y no solo mejora la calidad del pavimento, sino que también permite una gran capacidad de producción de caucho de desecho.
1. Definición de asfalto de caucho
El caucho asfáltico se refiere a la molienda de polvo fino de caucho de neumáticos de desecho (con una granulometría de 0 a 2 mm) y asfalto (algunos mezclados con un cierto porcentaje de aditivos), mezclados en una proporción determinada, y mediante la mezcla a alta temperatura de materiales adhesivos. La cantidad de polvo de caucho de neumáticos de desecho no debe ser inferior al 15 % (mezcla interna) ni al 17,6 % (mezcla externa).
Existen dos tipos de procesamiento de mezcla asfáltica con caucho granulado: el método de mezcla en seco, en el que el polvo de caucho de neumáticos de desecho, el asfalto y los minerales se mezclan en una mezcladora para producir una mezcla asfáltica cauchutada; el método de mezcla en húmedo, en el que el polvo de caucho de neumáticos de desecho y el asfalto se procesan primero para formar asfalto cauchutado y, posteriormente, se mezclan con los minerales. Numerosas pruebas han demostrado que el método de mezcla asfáltica cauchutada, conocido como método de procesamiento húmedo McDonald, es el método ideal para la producción de mezclas asfálticas cauchutadas. Su principal característica es que, en comparación con el método de mezcla en seco, este proceso de reacción a alta temperatura consiste en mezclar uniformemente el caucho granulado y el asfalto común en una proporción determinada, y mezclarlo en un recipiente de alta temperatura para que la mezcla reaccione y se agite durante un tiempo determinado y, finalmente, se convierta en un ligante modificado de asfalto cauchutado cualificado.
2. Proceso de producción de asfalto de caucho
2.1 Tecnología de producción de asfalto de caucho
El asfalto caucho que se presenta a continuación cumple estrictamente con el método de procesamiento húmedo del ligante asfáltico caucho. Sus aditivos, formulaciones de materiales, procesos de producción, equipos especiales y métodos de construcción constituyen un conjunto completo de tecnologías de asfalto caucho. La mayoría de los países y regiones internacionales cuentan con sus propias directrices y normas técnicas para el asfalto caucho, que son más consolidadas en Estados Unidos, Arizona, California, Texas, Florida, Australia y Sudáfrica.
El caucho asfáltico tiene cuatro indicadores técnicos principales: viscosidad, penetración de la aguja, punto de ablandamiento y recuperación elástica, que deben variar según el clima regional, y se deben consultar las normas técnicas en la literatura [1] para obtener detalles específicos.
La producción de caucho granulado se realiza generalmente mediante el método de trituración de neumáticos de desecho a temperatura ambiente, obteniendo polvo de caucho triturado tras el tamizado y la eliminación de componentes no relacionados con el caucho según diferentes proporciones de tamaño de partícula. Para optimizar su rendimiento, se puede añadir al caucho granulado el dopante externo adecuado. Para evitar la adherencia, se puede añadir carbonato de calcio o talco, pero la dosis no debe superar el 3% de la masa del caucho granulado. El caucho granulado debe cumplir con los indicadores físicos y químicos correspondientes.
El índice de viscosidad del asfalto de caucho terminado, además de la proporción de caucho granulado, también guarda una estrecha relación con el tiempo y la temperatura de reacción. La curva de prueba muestra que, al variar el tiempo de reacción, la viscosidad del asfalto aumenta significativamente en un momento determinado y luego disminuye hasta alcanzar una estabilidad relativa. A una temperatura de reacción de 190 °C a 210 °C, la viscosidad alcanza su valor máximo en un período relativamente corto.
El asfalto matriz utilizado debe cumplir con las disposiciones de selección de grado de asfalto, según la normativa nacional y regional. El asfalto matriz también debe utilizarse según las diferentes zonas de construcción y las condiciones climáticas para la elección correspondiente. En zonas frías, generalmente se elige un asfalto matriz de 110 o 90 grados; en zonas templadas, generalmente se elige un asfalto matriz de 90 o 70 grados; y en zonas cálidas, uno de 70 o 50 grados.
Debido a que el ligante asfáltico de caucho se disuelve continuamente en entornos de alta temperatura, la descomposición del ligante asfáltico de caucho debe utilizarse en un plazo de 24 horas. Si se requiere almacenamiento temporal, la temperatura del ligante debe reducirse a un rango de 145 °C a 155 °C. El tiempo de almacenamiento generalmente no supera los 3 días. Cuando la temperatura desciende por debajo de 190 °C, es necesario recalentarlo. Solo se permiten dos ciclos de recalentamiento (un ciclo de recalentamiento se define como cualquier momento). El ligante asfáltico de caucho no se utilizará para ningún otro propósito. El ligante asfáltico de caucho se enfría y luego se recalienta a 190 °C a 210 °C. El ligante asfáltico de caucho debe cumplir con todas las especificaciones técnicas. Para mantener la viscosidad en el nivel especificado, es necesario agregar algunas migas de caucho (limitadas a no menos del 10% del peso total) a la mezcla cuando se calienta y reacciona durante 45-60 minutos a 190 ° C ~ 210 ° C.
2.2 Proceso de producción de asfalto de caucho
El asfalto de caucho se procesa con equipos especializados. El proceso de producción de asfalto de caucho varía en escala, condiciones y diseño, pero los principios básicos son los mismos. El proceso principal se muestra en la Figura 2.
(1) con el fin de mejorar la eficiencia de producción y evitar el envejecimiento del asfalto, será inferior a 17 ℃ asfalto matriz a través del dispositivo de calentamiento rápido a 210 ℃ o así. 2) asfalto matriz a través de la medición del medidor de flujo de asfalto añadido al dispositivo de mezcla. 3) miga de caucho después del dispositivo de pesaje que pesa las proporciones de la entrega simultánea al dispositivo de mezcla. 4) miga de caucho y asfalto matriz en el dispositivo de mezcla por mezcla de alta velocidad, cizallamiento, mezcla. 5) Mezcla La mezcla homogénea a través de una bomba especial de asfalto de caucho de entrada al reactor. 6) La mezcla en el reactor de agitación, aislamiento (190 ℃ ~ 210 ℃) y disuelto alrededor de 40 ~ 60min. 7) El aglutinante de asfalto de caucho calificado en el tanque de almacenamiento del producto terminado o transportado directamente a la planta de mezcla de asfalto.
3. Equipos de procesamiento de asfalto de caucho y tecnologías clave
Clasificación y características de los equipos de procesamiento. Los equipos de procesamiento de asfalto-caucho se dividen en continuos y discontinuos según el proceso de producción. El proceso intermitente se caracteriza por la dosificación del caucho granulado y el asfalto en lotes en la mezcladora de asfalto-caucho para su mezcla, su posterior mezclado en la caldera, y el siguiente lote de mezcla del material, lo que forma el ciclo de operaciones. El proceso continuo en una planta de procesamiento de asfalto-caucho se caracteriza por la dosificación continua del caucho granulado y el asfalto en la mezcladora de asfalto-caucho para su mezcla, su posterior mezclado y el producto final desde la mezcladora hasta la caldera de reacción.
Los equipos de procesamiento de asfalto-caucho se dividen en fijos y móviles según su movilidad. Los fijos se caracterizan por: el equipo independiente puede dividirse en varios camiones de plataforma para su transporte. En la obra, según una posición fija, solo se pueden realizar pequeñas obras de instalación, pero este método de desplazamiento resulta relativamente incómodo. Este tipo de equipo generalmente está motorizado y la obra requiere una fuente de alimentación específica. Los móviles se caracterizan por: el equipo se instala en el chasis del tractor, con la cabeza tractora acoplada al transporte de la obra. Este tipo de equipo generalmente es autopropulsado por un motor de combustión interna.
Aunque la estructura del equipo de procesamiento de asfalto-caucho es diferente, su composición básica incluye las siguientes partes: dispositivo de calentamiento rápido del sustrato asfáltico, dispositivo de alimentación de caucho granulado, dispositivo de mezcla, caldera de reacción, tanques de almacenamiento de producto terminado y sala de control electrónico. El funcionamiento de cada dispositivo está conectado a través de la tubería de asfalto.
Conexión de tuberías del equipo, con el fin de mejorar la productividad se pueden utilizar 2 ~ 3 calderas de trabajo alterno paralelo, pero también considere la conexión de tuberías puede lograr las siguientes funciones.
(1) La medición y entrega de la matriz asfáltica al dispositivo de mezcla.
2) el dispositivo de mezcla en la mezcla de asfalto y caucho en el reactor.
3) la mezcla en el recipiente de reacción reacciona, de modo que sea un flujo circular pequeño, con el fin de mezclar uniformemente.
4) El ligante asfáltico de caucho terminado calificado sale del reactor hacia la planta mezcladora de asfalto o hacia los tanques de almacenamiento de asfalto de caucho.
5) El reactor está conectado directamente a la planta mezcladora, el exceso de mezcla de asfalto y caucho
6) Trabajo alterno en paralelo de reactores múltiples, los tanques de la mezcla pueden estar dentro y fuera uno del otro, sin afectarse.
7) Para rociadores de asfalto de caucho y otros equipos periféricos para agregar mezcla de asfalto de caucho envejecido.
8) cuando la viscosidad de la mezcla del reactor es demasiado baja, es necesario agregar más caucho molido; el aglutinante de asfalto y caucho del reactor se puede revertir al dispositivo de mezcla y dosificación.
9) Cuando la viscosidad de la mezcla es demasiado alta y se necesita agregar asfalto matriz, el asfalto matriz calentado se puede ingresar al reactor.
10) Después de la construcción, la mezcla de la tubería de la planta mezcladora de asfalto se puede bombear de regreso al reactor.
11) Cuando el dispositivo de mezcla de la bomba de asfalto de caucho no puede funcionar correctamente, a través de la bomba de asfalto del reactor se mezclará en el dispositivo de mezcla de la mezcla succionada hacia el reactor.
12) Se puede introducir cualquier mezcla de asfalto y caucho de reactor.
13) La mezcla asfáltica cauchutada en cualquier reactor puede ser introducida y salida a otro reactor.
En China, existen equipos de producción de asfalto de caucho con una larga trayectoria . Feiteng Road Construction Equipment Co., Ltd., especializada en la producción de equipos de asfalto desde hace quince años, cuenta con un completo departamento de diseño de I+D y gestión posventa. Es uno de los principales fabricantes de equipos para asfalto en China. Su equipo de producción de asfalto modificado de caucho es un equipo multifuncional de dosificación de asfalto con autocalentamiento. Este equipo es adecuado para la producción, desarrollo y almacenamiento de todo tipo de asfalto modificado de caucho en polvo y asfalto modificado SBS.
El equipo consta principalmente de tanque (incluido el aislamiento), sistema de calefacción, sistema de control automático de temperatura del asfalto, sistema de alimentación de polvo de caucho, puerto de inyección de asfalto matriz, sistema de bombeo de producto terminado, sistema de pesaje y medición, sistema de agitación y mezcla, sistema de control eléctrico, sala de control y otros componentes.
Este equipo de producción de asfalto-caucho cuenta con una alta capacidad de calentamiento y mezcla; cuenta con un alimentador de tornillo sin fin para polvo de caucho, que facilita la dosificación de aditivos; incorpora la función de introducción de materias primas líquidas en el tanque; y cuenta con funciones de pesaje y medición para un fácil control de la proporción de dosificación. Además, cuenta con función de bombeo del producto terminado; es compatible con instalaciones sin caldera de aceite térmico para el asfalto modificado con caucho, asfalto modificado con SBS y otras necesidades de preparación y almacenamiento de la producción.
4. Ventajas del asfalto de caucho
(1) Viscosidad de alta temperatura, alto punto de ablandamiento, fuerte resistencia a la deformación, pueden prevenir eficazmente la formación de surcos en la sección cuesta arriba larga.
(2) El módulo de resistencia a baja temperatura es pequeño y la tensión de tracción es baja, lo que puede prevenir grietas a baja temperatura en áreas con niveles altos del mar.
3）La capa de absorción de tensión tiene una fuerte adhesión entre capas, lo que puede evitar el corte por empuje de la plataforma del puente en una sección de descenso larga.
(4) Tiene una fuerte elasticidad y función de absorción de tensión, lo que puede prevenir las grietas por reflexión del pavimento del tablero del puente y la capa base estabilizada al agua.
5）Tiene una excelente resistencia a la fatiga, lo que puede reducir el espesor de la superficie de la carretera y al mismo tiempo extender la
Numerosos casos de construcción exitosos demuestran que el asfalto cauchutado se utiliza ampliamente en la superposición de carreteras de cemento, la construcción de nuevas carreteras, la reparación de pavimentos asfálticos antiguos, el pavimento de tableros de puentes y otros proyectos. Su rentabilidad es mucho mayor que la de otros asfaltos modificados, y sus costos de inversión en construcción y mantenimiento son menores. Además, el asfalto cauchutado ofrece ventajas significativas en su vida útil.
