Processus de production d'asphalte en caoutchouc et équipement de traitement

Résumé Présente la définition et le processus de fabrication de l'asphalte en caoutchouc, analyse le processus de production de l'asphalte en caoutchouc, l'équipement de traitement et les technologies clés, montrant que la technologie de l'asphalte en caoutchouc est une technologie d'application mature.

Mots clés asphalte en caoutchouc ; processus de production ; équipement de traitement ; technologie clé

Les granulés de caoutchouc issus de pneus usagés sont principalement composés de caoutchouc naturel et de caoutchouc synthétique (comme le styrène-butadiène, le butyle et le polybutadiène), auxquels s'ajoutent du soufre, du noir de carbone, de l'oxyde de silicium, de l'oxyde de fer, de l'oxyde de calcium et d'autres additifs. Ces composants sont d'excellents modificateurs d'asphalte. Leur ajout à l'asphalte améliore ses performances à haute et basse température, ses propriétés anti-vieillissement et anti-fatigue. Ils contribuent également à l'amincissement de la chaussée, à sa durée de vie, à son retardement de la fissuration et à la réduction du bruit. Les granulés de caoutchouc issus de pneus usagés sont utilisés pour la modification de l'asphalte. Ce procédé de production d'enrobés modifiés est simple et économique. Il améliore non seulement la qualité de la chaussée, mais permet également de traiter les déchets de caoutchouc à grande échelle.

1. Définition de l'asphalte caoutchouté

Le caoutchouc bitumineux est un mélange de poudre fine de caoutchouc de pneus usagés (granulométrie de 0 à 2 mm) et d'asphalte (avec un pourcentage d'additifs) mélangé selon un rapport précis, et utilisé dans le cadre d'un mélange à haute température de matériaux adhésifs. La quantité de poudre de caoutchouc de pneus usagés ne doit pas être inférieure à 15 % (mélange interne) ou 17,6 % (mélange externe).

Il existe deux méthodes de traitement des granulés de caoutchouc pour les enrobés bitumineux : le mélange à sec, qui consiste à mélanger la poudre de caoutchouc de pneus usagés et l'asphalte, ainsi que les minéraux, dans une cuve de malaxage pour obtenir un enrobé bitumineux caoutchouté ; le mélange humide, qui consiste à transformer la poudre de caoutchouc de pneus usagés et l'asphalte, puis à mélanger les minéraux pour obtenir un enrobé bitumineux caoutchouté. De nombreux essais ont démontré que le mélange bitumineux caoutchouté est la méthode de production idéale pour le mélange bitumineux caoutchouté, selon la méthode de traitement par voie humide McDonald. La principale caractéristique de cette méthode, comparée au mélange à sec, réside dans un processus de réaction à haute température : le mélange de granulés de caoutchouc et d'asphalte ordinaire est mélangé uniformément dans une proportion déterminée. Le mélange est ensuite mélangé dans une cuve à haute température, ce qui permet la réaction du mélange et de l'asphalte pendant un certain temps, pour obtenir un liant bitumineux caoutchouté modifié.

2. processus de production d'asphalte en caoutchouc

2.1 Technologie de production d'asphalte en caoutchouc

L'asphalte caoutchouté suivant est rigoureusement conforme à la méthode de traitement par voie humide du liant. Ses additifs, formulations, procédés de production, équipements spéciaux et méthodes de construction constituent un ensemble complet de technologies d'asphalte caoutchouté. La plupart des pays et régions du monde disposent actuellement de leurs propres directives et normes techniques relatives à l'asphalte caoutchouté. Les normes techniques pertinentes sont plus matures aux États-Unis, en Arizona, en Californie, au Texas, en Floride, ainsi qu'en Australie et en Afrique du Sud.

Le caoutchouc asphaltique possède quatre indicateurs techniques majeurs : la viscosité, la pénétration de l'aiguille, 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 poudrette de caoutchouc est généralement utilisée pour le broyage des pneus usagés à température ambiante. La poudre de caoutchouc est broyée après tamisage et élimination des composants non caoutchoutés selon différents ratios granulométriques. Afin d'améliorer les performances, les poudrettes de caoutchouc peuvent également être additionnées d'un dopant externe approprié ; pour éviter leur agglomération, du carbonate de calcium ou du talc peuvent être ajoutés, mais la dose ne doit pas dépasser 3 % de la masse de poudrette. Les poudrettes de caoutchouc doivent également respecter les caractéristiques physiques et chimiques requises.

L'indice de viscosité du bitume fini est étroitement lié au taux de poudrette, mais aussi au temps et à la température de réaction. La courbe d'essai montre qu'avec la variation du temps de réaction, la viscosité du bitume augmente significativement à un moment donné, puis diminue jusqu'à une stabilité relative. À une température de réaction comprise entre 190 °C et 210 °C, la viscosité peut atteindre sa valeur maximale en un temps relativement court.

L'enrobé matriciel utilisé doit être conforme aux normes nationales et régionales en vigueur pour le choix de la qualité de l'enrobé. Il convient également de tenir compte des conditions climatiques des différentes zones de construction : les zones froides privilégient généralement l'enrobé matriciel 110 # ou 90 #, les zones chaudes l'enrobé matriciel 90 # ou 70 #, et les zones chaudes l'enrobé matriciel 70 # ou 50 #.

Étant donné que le liant bitumineux continue de se dissoudre et de se décomposer dans un environnement à haute température, il doit être utilisé dans les 24 heures après sa fabrication. En cas de stockage temporaire, la température du bitume doit être abaissée entre 145 et 155 °C, et la durée de stockage ne doit généralement pas dépasser 3 jours. Lorsque la température descend en dessous de 190 °C, un réchauffement est nécessaire. Seuls deux cycles de réchauffement sont autorisés (un cycle de réchauffement est défini comme un temps de réchauffement), et le liant bitumineux ne doit être utilisé à aucune autre fin. Le liant bitumineux caoutchouté est refroidi puis réchauffé à 190 à 210 °C. Le liant bitumineux caoutchouté doit respecter toutes les spécifications techniques. Pour maintenir la viscosité au niveau spécifié, il est nécessaire d'ajouter quelques miettes de caoutchouc (limitées à pas moins de 10 % du poids total) au mélange lors du chauffage et de la réaction pendant 45 à 60 minutes à 190 °C ~ 210 °C.

2.2 Procédé de production d'asphalte caoutchouté

L'asphalte caoutchouté est traité par des équipements spécialisés. Son processus de production, avec ses échelles de production, ses conditions de traitement et ses concepts de conception, varie, mais ses principes de base restent les mêmes. Son principal procédé de production est illustré à la figure 2.

(1) afin d'améliorer l'efficacité de la production et de prévenir le vieillissement de l'asphalte, la matrice d'asphalte sera inférieure à 17 ℃ grâce au dispositif de chauffage rapide à 210 ℃ environ. 2) la matrice d'asphalte est ajoutée au dispositif de mélange à travers la mesure du débitmètre d'asphalte. 3) les miettes de caoutchouc après le dispositif de pesage pèsent les proportions de la livraison simultanée au dispositif de mélange. 4) les miettes de caoutchouc et la matrice d'asphalte dans le dispositif de mélange par mélange à grande vitesse, cisaillement, mélange. 5) Mélange du mélange homogène à travers une pompe spéciale d'asphalte en caoutchouc entrée dans le réacteur. 6) Le mélange dans le réacteur est agité, isolé (190 ℃ ~ 210 ℃) et dissous environ 40 ~ 60 min. 7) Le liant d'asphalte en caoutchouc qualifié dans le réservoir de stockage du produit fini ou directement transporté vers l'usine de mélange d'asphalte.

3. Équipements de traitement de l'asphalte en caoutchouc et technologies clés

Classification et caractéristiques des équipements de traitement. Les équipements de traitement de l'asphalte et du caoutchouc peuvent être classés en deux catégories : continu et discontinu, selon le procédé de production. Le procédé intermittent se caractérise par : le dosage des miettes de caoutchouc et de l'asphalte par lots dans le malaxeur, puis le malaxage du mélange dans la cuve, suivi du mélange du lot suivant, formant ainsi un cycle d'opérations. Le procédé continu de l'usine de traitement de l'asphalte et du caoutchouc se caractérise par : le dosage continu des miettes de caoutchouc et de l'asphalte, puis le malaxage continu dans le malaxeur, puis le transfert du produit fini du malaxeur à la cuve de réaction.

Les équipements de traitement d'asphalte et de caoutchouc peuvent être classés en deux catégories : fixes et mobiles. Les équipements fixes se caractérisent par la possibilité de transporter plusieurs camions plateaux. Sur le chantier, seuls quelques travaux d'installation peuvent être effectués, mais ce mode de déplacement est relativement complexe. Ces équipements sont généralement motorisés et nécessitent une alimentation électrique. Les équipements mobiles sont installés sur le châssis du tracteur, la tête du tracteur étant reliée au véhicule de transport. Ces équipements sont généralement autonomes et entraînés par un moteur à combustion interne.

Bien que la structure des équipements de traitement de l'asphalte soit différente, leur composition de base doit comprendre les éléments suivants : un dispositif de chauffage rapide du substrat d'asphalte, un dispositif d'alimentation en poudrettes de caoutchouc, un dispositif de mélange, une cuve de réaction, des réservoirs de stockage du produit fini et une salle de contrôle électronique. Chaque équipement est relié aux autres par une conduite d'asphalte.

Connexion de pipeline d'équipement, afin d'améliorer la productivité peut être utilisé 2 ~ 3 bouilloires en parallèle en fonctionnement alternatif, mais également considérer que la connexion de pipeline peut réaliser les fonctions suivantes.

(1) la mesure de la matrice d'asphalte et sa distribution au dispositif de mélange.

2) le dispositif de mélange dans le mélange d'asphalte et de caoutchouc dans le réacteur.

3) le mélange dans la bouilloire de réaction, de sorte qu'il s'agisse d'un petit flux circulaire, afin de mélanger uniformément.

4) Liant d'asphalte fini qualifié par la sortie du réacteur vers l'usine de mélange d'asphalte ou les réservoirs de stockage d'asphalte.

5) le réacteur est directement relié à l'installation de mélange, l'excès de mélange d'asphalte et de caoutchouc

6) fonctionnement alternatif parallèle de plusieurs réacteurs, les réservoirs du mélange peuvent entrer et sortir les uns des autres, sans s'affecter.

7) pour l'arroseur d'asphalte en caoutchouc et d'autres équipements périphériques pour ajouter un mélange d'asphalte en caoutchouc vieilli.

8) Lorsque la viscosité du mélange du réacteur est trop faible, il faut ajouter davantage de miettes de caoutchouc. Le liant asphalte-caoutchouc du réacteur peut être inversé dans le dispositif de mélange et de dosage.

9) lorsque la bouilloire de réaction Lorsque la viscosité du mélange est trop élevée, il faut ajouter de l'asphalte matriciel, l'asphalte matriciel chauffé peut être introduit dans le réacteur.

10) Après la construction, le mélange du pipeline de l'usine de mélange d'asphalte peut être pompé vers le réacteur.

11) Lorsque le dispositif de mélange de la pompe à asphalte en caoutchouc ne peut pas fonctionner correctement, à travers la pompe à asphalte du réacteur, le mélange sera mélangé dans le dispositif de mélange du mélange aspiré dans le réacteur.

12) N'importe quel mélange de caoutchouc-asphalte de réacteur peut être introduit

13) Le mélange d'asphalte caoutchouté dans n'importe quel réacteur peut être introduit et sorti dans un autre réacteur.

En Chine, des équipements de production d'asphalte modifié sont déjà bien développés. Feiteng Road Construction Equipment Co., Ltd., spécialisée dans la production d'équipements d'asphalte depuis quinze ans, dispose d'un département de recherche et développement complet et d'un service après-vente complet. C'est l'un des principaux fabricants chinois d'équipements d'asphalte. Ses équipements de production d'asphalte modifié sont des équipements de dosage d'asphalte multifonctionnels auto-chauffants. Ces équipements conviennent à tous les types d'asphalte modifié à base de poudre de caoutchouc et à la préparation d'asphalte modifié SBS, ainsi qu'à la production, au développement et au stockage.

L'équipement se compose principalement d'un réservoir (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 matriciel, 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 et de caoutchouc présente une forte capacité de chauffage et de mélange. Il est équipé d'une vis d'alimentation en poudre de caoutchouc, ce qui facilite l'ajout d'additifs. Il permet le remplissage des matières premières liquides dans le réservoir. Ses fonctions de pesage et de mesure facilitent la saisie des proportions. Grâce à sa fonction de pompage du produit fini, il peut être utilisé sur site sans chaudière à huile thermique pour la préparation et le stockage d'asphalte modifié au caoutchouc, d'asphalte modifié au SBS et d'autres produits.

4. Avantages de l'asphalte caoutchouté

(1) viscosité à haute température, point de ramollissement élevé, forte résistance à la déformation, peut empêcher efficacement l'orniérage dans la longue section en montée.

(2) Le module de résistance à basse température est faible, la faible contrainte de traction peut empêcher les fissures à basse température dans les zones de niveau de la mer élevé.

3) La couche absorbant les contraintes présente une forte adhérence intercouche, ce qui peut empêcher le cisaillement du tablier du pont dans les longues sections de descente.

(4) Il a une forte élasticité et une fonction d'absorption des contraintes, ce qui peut empêcher les fissures de réflexion du revêtement du tablier du pont et de la couche de base stabilisée à l'eau.

5) Il a une excellente résistance à la fatigue, ce qui peut réduire l'épaisseur de la surface de la route et en même temps étendre la

De nombreux exemples de construction réussie démontrent que l'asphalte caoutchouté peut être largement utilisé pour les revêtements routiers en ciment, les nouvelles routes, la réparation d'anciennes chaussées en asphalte, le revêtement des tabliers de ponts et d'autres projets. Son rapport coût-efficacité est bien supérieur à celui des autres asphaltes modifiés. En termes d'investissement de construction, de coûts d'entretien et de durée de vie, l'asphalte caoutchouté présente également des avantages évidents.