Procédé de production et équipement de traitement d'asphalte modifié aux polymères
GerryJarlRésumé Présente la définition et le processus de fabrication de l'asphalte caoutchouc, analyse le processus de production, les équipements de traitement et les technologies clés de l'asphalte caoutchouc, montrant que la technologie de l'asphalte caoutchouc est une technologie d'application mature.
Mots clés asphalte caoutchouc; processus de production; équipement de traitement; technologie clé
La poudre de caoutchouc traitée à partir de pneus usagés, dont la composition chimique principale est le caoutchouc naturel et le caoutchouc synthétique (tel que le caoutchouc styrène-butadiène, le caoutchouc butyle, le caoutchouc polybutadiène), en plus du soufre, du noir de carbone, de l'oxyde de silicium, de l'oxyde de fer, de l'oxyde de calcium et d'autres composants additifs. Ces composants sont de bons modificateurs d'asphalte, ajoutés à l'asphalte, ils peuvent améliorer les performances de l'asphalte à haute et basse température, les propriétés anti-âge et anti-fatigue, et jouer un rôle dans l'amincissement de la chaussée, l'extension de la durée de vie de la chaussée, le retardement de la réflexion des fissures, la réduction du bruit, etc. Les granulés de caoutchouc de pneus usagés pour la modification de l'asphalte, ce processus de production de mélange d'asphalte modifié est simple, peu coûteux, non seulement pour améliorer la qualité de la chaussée, mais aussi pour le caoutchouc usagé peut être de grande capacité.
1. Définition de l'asphalte caoutchouc
L'asphalte caoutchouc désigne le mélange de poudre de caoutchouc de pneus usagés broyée finement (selon une granulométrie de 0 à 2 mm) et d'asphalte (parfois mélangé à un certain pourcentage d'additifs) dans une certaine proportion, et fabriqué sous l'effet d'un mélange à haute température pour former des matériaux adhésifs. La quantité de poudre de caoutchouc de pneus usagés n'est pas inférieure à 15 % (mélange interne) ou 17,6 % (mélange externe).
Il existe deux méthodes de traitement pour incorporer la poudre de caoutchouc dans le mélange d'asphalte : la méthode de mélange à sec, c'est-à-dire que la poudre de caoutchouc de pneus usagés, l'asphalte et les minéraux sont mélangés ensemble dans une usine de mélange pour produire un mélange d'asphalte caoutchouté ; l'autre est la méthode de mélange humide, c'est-à-dire que la poudre de caoutchouc de pneus usagés et l'asphalte sont d'abord transformés en asphalte caoutchouté, puis mélangés avec les minéraux et mélangés, le mélange d'asphalte caoutchouté. Un grand nombre d'essais ont prouvé que la méthode de production idéale pour le mélange d'asphalte caoutchouté est la méthode de mélange humide, c'est-à-dire la méthode de traitement humide de McDonald. La caractéristique la plus importante de cette méthode est qu'elle comprend un processus de réaction à haute température, en plus de la méthode de mélange à sec, c'est-à-dire que la poudre de caoutchouc et l'asphalte ordinaire sont mélangés uniformément selon une certaine proportion, et le mélange d'asphalte et de poudre de caoutchouc est introduit dans une bouilloire à haute température, de sorte que la poudre de caoutchouc et l'asphalte réagissent et soient agités pendant un certain temps, pour finalement produire un liant modifié à base d'asphalte caoutchouté qualifié.
2. Processus de production de l'asphalte caoutchouc
2.1 Technologie de production d'asphalte caoutchouc
L'asphalte caoutchouc qui suit est strictement conforme à la méthode de traitement humide du liant asphalte caoutchouc, ses additifs, ses formulations de matériaux, ses processus de production, ses équipements spéciaux et ses méthodes de construction constituent un ensemble complet de technologies d'asphalte caoutchouc. La plupart des pays et régions internationaux actuels ont leurs propres directives et normes techniques pour l'asphalte caoutchouté, qui sont plus matures aux États-Unis, en Arizona, en Californie, au Texas, en Floride, ainsi qu'en Australie, en Afrique du Sud, les normes techniques pertinentes.
L'asphalte caoutchouc possède quatre indicateurs techniques majeurs : la viscosité, la pénétration, le point de ramollissement et la récupération élastique, qui doivent varier en fonction du climat régional, et les normes techniques de la littérature [1] doivent être consultées pour plus de détails.
La production de granulats de caoutchouc utilise généralement la méthode de broyage de pneus usagés à température ambiante. La poudre de caoutchouc broyée est ensuite tamisée et les composants non-caoutchouc sont retirés en fonction des différentes granulométries. Afin d'améliorer les performances d'utilisation, des dopants externes appropriés peuvent également être ajoutés aux granulats de caoutchouc ; pour éviter que les granulats de caoutchouc ne collent, du carbonate de calcium ou du talc peuvent être ajoutés, mais le dosage ne doit pas dépasser 3 % de la masse des granulats de caoutchouc. Les granulats de caoutchouc doivent également satisfaire aux indicateurs physiques et chimiques correspondants.
L'indice de viscosité de l'asphalte caoutchouc fini, en plus du rapport de granulés de caoutchouc, est également fortement lié au temps et à la température de réaction. La courbe d'essai montre qu'avec la variation du temps de réaction, la viscosité de l'asphalte caoutchouc à un certain moment augmente de manière significative, puis diminue jusqu'à se stabiliser. À une température de réaction de 190 ℃ à 210 ℃, la viscosité peut atteindre sa valeur maximale en un laps de temps relativement court.
L'asphalte matriciel utilisé doit être conforme aux dispositions de la sélection de la qualité de l'asphalte selon la discrétion nationale et régionale. L'asphalte matriciel doit également être choisi en fonction des conditions climatiques des différentes zones de construction ; les zones froides choisissent généralement de l'asphalte matriciel 110 # ou 90 #, les zones tempérées choisissent généralement de l'asphalte matriciel 90 # ou 70 #, et les zones chaudes choisissent de l'asphalte matriciel 70 # ou 50 #.
Étant donné que le liant d'asphalte caoutchouté se dissoudra et se décomposera continuellement dans un environnement à haute température, il doit en principe être utilisé dans les 24 heures suivant sa production. Si un stockage temporaire est nécessaire, la température de l'asphalte caoutchouté doit être abaissée à une plage de 145 ℃ à 155 ℃, la durée de stockage ne dépassant généralement pas 3 jours. Lorsque la température descend en dessous de 190 ℃, un réchauffage est nécessaire, et seulement deux cycles de réchauffage sont autorisés (1 cycle de réchauffage est défini comme le refroidissement puis le réchauffage du liant d'asphalte caoutchouté à 190 ℃ à 210 ℃). Le liant d'asphalte caoutchouté doit satisfaire à toutes les spécifications techniques. Pour maintenir la viscosité au niveau spécifié, il est nécessaire d'ajouter des granulés de caoutchouc (limité à au moins 10 % du poids total) au mélange lors du chauffage et de la réaction pendant 45 à 60 minutes à 190 °C à 210 °C.
2.2 Processus de production de l'asphalte caoutchouc
L'asphalte caoutchouc est traité par des équipements spécialisés. Le processus de production de l'asphalte caoutchouc varie en fonction de l'échelle de production, des conditions de processus et des idées de conception, mais les principes de base du processus de production sont les mêmes. Son processus de production principal est présenté à la figure 2.
(1) afin d'améliorer l'efficacité de la production et de prévenir le vieillissement de l'asphalte, l'asphalte de base à une température inférieure à 17 ℃ sera porté à environ 210 ℃ au moyen d'un dispositif de chauffage rapide. 2) l'asphalte de base est mesuré par un débitmètre d'asphalte et ajouté au dispositif de mélange. 3) la poudre de caoutchouc est pesée par un dispositif de pesage et livrée simultanément au dispositif de mélange. 4) la poudre de caoutchouc et l'asphalte de base sont mélangés, cisaillés et mélangés à grande vitesse dans le dispositif de mélange. 5) le mélange homogène est introduit dans le réacteur par une pompe spéciale pour asphalte caoutchouc. 6) le mélange dans le réacteur est agité, maintenu à température (190 ℃ ~ 210 ℃) et dissous pendant environ 40 à 60 minutes. 7) le liant d'asphalte caoutchouc qualifié est versé dans le réservoir de stockage du produit fini ou directement transporté vers l'usine d'enrobage.
3. Équipement de traitement et technologies clés de l'asphalte caoutchouc
Classification et caractéristiques des équipements de traitement. L'équipement de traitement de l'asphalte caoutchouc peut être divisé en types continus et par lots selon le processus de production. Le processus intermittent se caractérise par : la poudre de caoutchouc et l'asphalte sont mesurés par lots et introduits dans le dispositif de mélange d'asphalte caoutchouc pour le mélange, et le mélange ainsi obtenu est introduit dans la cuve, suivi du mélange du lot de matériaux suivant, formant un cycle d'opérations. Le processus d'une usine de traitement d'asphalte caoutchouc continue se caractérise par : la poudre de caoutchouc et l'asphalte sont mesurés en continu et introduits en continu dans le dispositif de mélange d'asphalte caoutchouc pour le mélange, et le produit fini mélangé est introduit dans le réacteur.
L'équipement de traitement de l'asphalte caoutchouc peut être divisé en fixe et mobile selon la mobilité. La version fixe se caractérise par : les équipements de l'unité indépendante peuvent être divisés en plusieurs camions plateformes pour le transport, sur le site selon une position fixe, seule une petite quantité de travaux d'installation peut être mise en production, mais cette façon de déplacer le site est relativement peu pratique. Ce type d'équipement est généralement motorisé, le site doit disposer d'une certaine alimentation électrique. La version mobile se caractérise par : l'équipement installé sur le châssis du tracteur, avec la tête de tracteur attelée au site de transfert de transport. Ce type d'équipement est généralement autonome, entraîné par un moteur à combustion interne.
Bien que la forme structurelle des équipements de traitement de l'asphalte caoutchouc soit différente, la composition de base doit inclure les parties suivantes : un dispositif de réchauffement rapide de l'asphalte de base, un dispositif d'alimentation en granulés de caoutchouc, un dispositif de mélange, un réacteur, des réservoirs de stockage du produit fini et une salle de contrôle électronique. Le fonctionnement de chaque dispositif est relié les uns aux autres par des conduites d'asphalte.
Connexion des pipelines d'équipement, afin d'améliorer la productivité, on peut utiliser 2 à 3 bouilloires en parallèle en alternance, mais il faut aussi considérer que la connexion des pipelines peut remplir les fonctions suivantes.
(1) la mesure et l'acheminement de l'asphalte de base vers le dispositif de mélange.
2) le dispositif de mélange dans le mélange d'asphalte caoutchouc dans le réacteur.
3) le mélange dans la bouilloire à réaction, de sorte qu'il s'agisse d'un petit flux circulaire, afin de mélanger uniformément.
4) Le liant d'asphalte caoutchouc fini qualifié est acheminé par le réacteur vers l'usine d'enrobage ou les réservoirs de stockage d'asphalte caoutchouc.
5) le réacteur est directement relié à l'usine de mélange, l'excédent de mélange d'asphalte caoutchouc
6) plusieurs réacteurs travaillent en alternance en parallèle, les mélanges des réservoirs peuvent entrer et sortir les uns des autres, sans s'affecter.
7) pour l'épandeur d'asphalte caoutchouc et autres équipements périphériques pour ajouter du mélange d'asphalte caoutchouc vieilli.
8) lorsque la viscosité du mélange du réacteur est trop faible et qu'il est nécessaire d'ajouter davantage de granulats de caoutchouc, le liant d'asphalte caoutchouc du réacteur peut être inversé dans le dispositif de mélange et dosé.
9) lorsque la viscosité du mélange du réacteur est trop élevée, il est nécessaire d'ajouter de l'asphalte de base, l'asphalte de base chauffé peut être introduit dans le réacteur.
10) Après la construction, le mélange de pipeline de l'usine d'enrobage peut être pompé vers le réacteur.
11) Lorsque la pompe à asphalte caoutchouc du dispositif de mélange ne peut pas fonctionner correctement, la pompe à asphalte du réacteur aspire le mélange du dispositif de mélange dans le réacteur.
12) Tout mélange d'asphalte caoutchouc de réacteur peut être introduit
13) Le mélange d'asphalte caoutchouté de tout réacteur peut être introduit et transféré vers un autre réacteur.
En Chine, il existe des équipements de production d'asphalte caoutchouc tout à fait matures, comme Feiteng Road Construction Equipment Co., Ltd., spécialisée dans la production d'équipements de production d'asphalte depuis quinze ans, avec un département de R&D et de conception complet, et une gestion après-vente, est l'un des principaux fabricants d'équipements d'asphalte en Chine, son développement d'équipements de production d'asphalte modifié au caoutchouc , équipement de production d'asphalte modifié est un équipement de production d'asphalte à dosage multifonctionnel auto-chauffant. Cet équipement convient à tous les types d'asphalte modifié en poudre de caoutchouc, à la préparation et à la production, au développement et au stockage de l'asphalte modifié SBS.
L'équipement se compose principalement d'une citerne (y compris l'isolation), d'un système de chauffage, d'un système de contrôle automatique de la température de l'asphalte, d'un système d'alimentation en poudre de caoutchouc, d'un port d'injection d'asphalte de base, d'un système de pompage du produit fini, d'un système de pesage et de mesure, d'un système d'agitation et de mélange, d'un système de contrôle électrique, d'une salle de contrôle et d'autres composants.
Cet équipement de production d'asphalte caoutchouc possède une forte capacité de chauffage et une forte capacité de mélange ; un alimentateur à vis pour la poudre de caoutchouc, facilitant l'ajout d'additifs en poudre de caoutchouc ; avec une fonction d'introduction de matières premières liquides dans le réservoir ; avec une fonction de pesage et de mesure, permettant de maîtriser facilement la proportion de dosage. Avec une fonction de pompage du produit fini ; il peut répondre aux besoins du site sans chaudière à huile thermique dans le cas de l'asphalte modifié au caoutchouc, de l'asphalte modifié au SBS et d'autres besoins de préparation et de stockage de la production.
4. Avantages de l'asphalte caoutchouc
(1) viscosité élevée à haute température, point de ramollissement élevé, forte résistance à la déformation, peut prévenir efficacement l'orniérage dans les longues sections en montée.
(2) un module de résistance faible à basse température, une faible contrainte de traction, peut prévenir les fissures à basse température dans les zones de haute altitude.
3) La couche d'absorption des contraintes présente une forte adhérence intercouche, ce qui peut empêcher le cisaillement du tablier de pont dans les longues sections en descente.
4) Il possède une excellente élasticité et une fonction d'absorption des contraintes, ce qui peut empêcher les fissures de réflexion du revêtement du tablier de pont et de la couche de base stabilisée à l'eau.
5) Il possède une excellente résistance à la fatigue, ce qui permet d'amincir l'épaisseur de la chaussée et en même temps de prolonger la durée de vie.
De nombreux cas de construction réussis montrent que l'asphalte caoutchouté peut être largement utilisé dans le recouvrement de routes en ciment, les nouvelles routes, la réparation de vieux revêtements bitumineux, les revêtements de tablier de pont et d'autres projets. Son rapport coût-efficacité est bien supérieur à celui des autres asphaltes modifiés, en termes d'investissement de construction, les coûts d'entretien sont inférieurs à ceux des autres asphaltes modifiés, le revêtement en asphalte caoutchouté a en même temps une durée de vie et des performances routières qui présentent également des avantages évidents.
