고무 아스팔트 생산 공정 및 가공 장비

초록 이 보고서는 고무 아스팔트의 정의와 제조 공정을 소개하고, 고무 아스팔트 생산 공정, 가공 장비 및 핵심 기술을 분석하여 고무 아스팔트 기술이 성숙한 응용 기술임을 보여줍니다.

키워드 고무 아스팔트; 생산 공정; 가공 장비; 핵심 기술

폐타이어를 가공하여 만든 고무 분말은 주요 화학 성분이 천연 고무 및 합성 고무(예: 스타이렌 부타디엔 고무, 부틸 고무, 폴리부타디엔 고무)이며, 이외에도 황, 카본 블랙, 산화규소, 산화철, 산화칼슘 및 기타 첨가제 성분이 포함됩니다. 이러한 성분들은 훌륭한 아스팔트 개질제이며, 아스팔트에 첨가하면 아스팔트의 고온 및 저온 성능, 노화 방지 특성 및 피로 방지 특성을 개선하고 포장 두께를 얇게 하고, 포장 도로의 수명을 연장하며, 균열 반사를 지연시키고, 소음을 줄이는 등의 역할을 합니다. 아스팔트 개질을 위한 폐타이어 고무 칩은 이 개질 아스팔트 혼합물의 생산 공정이 간단하고 비용이 저렴하며, 포장 도로의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 폐고무를 대용량으로 처리할 수 있습니다.

1. 고무 아스팔트의 정의

아스팔트 고무는 미세하게 분쇄된 폐타이어 고무 분말(0~2mm 입도에 따라)과 아스팔트(일부는 특정 비율의 첨가제와 혼합)를 특정 비율로 혼합하고, 고온 혼합 작용으로 만들어진 접착 재료를 총칭합니다. 폐타이어 고무 분말의 양은 15% 이상(내부 혼합) 또는 17.6% 이상(외부 혼합)이어야 합니다.

고무 분말을 아스팔트 혼합물 가공 방법에 첨가하는 방법은 두 가지가 있습니다. 하나는 건식 혼합 방법으로, 폐타이어 고무 분말과 아스팔트, 미네랄을 함께 혼합 건물에 넣어 혼합하여 고무 아스팔트 혼합물을 생산하는 것입니다. 다른 하나는 습식 혼합 방법으로, 폐타이어 고무 분말과 아스팔트를 먼저 고무 아스팔트로 가공한 다음, 미네랄과 혼합하여 고무 아스팔트 혼합물을 만듭니다. 수많은 시험 결과, 고무 아스팔트 혼합물의 이상적인 생산 방법은 습식 혼합 방법, 즉 맥도날드 습식 가공 방법임이 입증되었습니다. 이 방법의 가장 중요한 특징은 건식 혼합 방법보다 고온 반응 공정이 추가된다는 것입니다. 즉, 고무 분말과 일반 아스팔트를 특정 비율로 균일하게 혼합하고, 교반된 아스팔트와 고무 분말 혼합물을 고온 용기에 넣어 고무 분말과 아스팔트가 일정 시간 동안 반응 및 교반되어 최종적으로 적격한 고무 아스팔트 개질 결합제를 만듭니다.

2. 고무 아스팔트 생산 공정

2.1 고무 아스팔트 생산 기술

다음 고무 아스팔트는 습식 가공 방법으로 만든 고무 아스팔트 결합제에 엄격히 따르며, 첨가제, 재료 배합, 생산 공정, 특수 장비 및 건설 방법이 완전한 고무 아스팔트 기술 세트를 구성합니다. 현재 대부분의 국제 국가 및 지역은 자체 고무 아스팔트 기술 지침 및 표준을 가지고 있으며, 미국, 애리조나, 캘리포니아, 텍사스, 플로리다, 그리고 호주, 남아프리카 등 관련 기술 표준이 더 성숙되어 있습니다.

아스팔트 고무는 점도, 침투도, 연화점 및 탄성 회복의 네 가지 주요 기술 지표를 가지며, 이는 지역 기후에 따라 달라져야 하며, 자세한 내용은 문헌 [1]의 기술 표준을 참조해야 합니다.

고무 분말 생산은 일반적으로 폐타이어 상온 분쇄 방법을 사용하며, 분쇄된 고무 분말은 체질 및 비고무 성분 제거 후 입자 크기 비율에 따라 분류됩니다. 사용 성능을 향상시키기 위해 고무 분말에 적절한 외부 도판트를 첨가할 수도 있습니다. 고무 분말이 서로 달라붙는 것을 방지하기 위해 탄산칼슘 또는 탈크 분말을 첨가할 수 있지만, 그 양은 고무 분말 질량의 3%를 초과할 수 없습니다. 고무 분말은 또한 해당 물리화학적 지표를 충족해야 합니다.

완성된 고무 아스팔트 점도 지수는 고무 분말 비율 외에도 반응 시간 및 반응 온도와 밀접한 관련이 있습니다. 시험 곡선에서 볼 수 있듯이 반응 시간의 변화에 따라 아스팔트 고무의 점도는 특정 시점에서 크게 증가한 다음 상대적으로 안정될 때까지 감소합니다. 190℃~210℃ 반응에서 점도는 상대적으로 짧은 시간 내에 최대값에 도달할 수 있습니다.

사용되는 기재 아스팔트는 국가 및 지역의 재량에 따라 아스팔트 등급 선택 규정을 준수해야 합니다. 기재 아스팔트는 또한 다른 건설 지역의 기후 조건에 따라 해당 선택을 해야 합니다. 추운 지역은 일반적으로 110# 또는 90# 기재 아스팔트를 선택하고, 온대 지역은 일반적으로 90# 또는 70# 기재 아스팔트를 선택하며, 더운 지역은 70# 또는 50# 기재 아스팔트를 선택합니다.

고무 아스팔트 결합제는 고온 환경에서 계속 용해, 분해되므로, 원칙적으로 24시간 이내에 완성된 고무 아스팔트를 사용해야 합니다. 임시 보관이 필요한 경우 고무 아스팔트 온도를 145℃~155℃ 범위로 낮춰야 하며, 보관 시간은 일반적으로 3일을 초과하지 않습니다. 온도가 190℃ 이하로 떨어지면 다시 가열해야 하며, 두 번의 재가열 주기(1회 재가열 주기는 임의의 시간으로 정의됨)만 허용되며, 고무 아스팔트 결합제는 다른 용도로 사용되지 않습니다. (고무 아스팔트 결합제는 냉각된 다음 190℃~210℃로 재가열됩니다.) 고무 아스팔트 결합제는 모든 기술 사양을 충족해야 합니다. 지정된 수준으로 점도를 유지하려면 190°C~210°C에서 45-60분 동안 가열 및 반응할 때 혼합물에 일부 고무 분말(총 중량의 10% 이상으로 제한)을 추가해야 합니다.

2.2 고무 아스팔트 생산 공정

고무 아스팔트는 전문 고무 아스팔트 장비로 가공됩니다. 고무 아스팔트 생산 공정은 생산 규모, 공정 조건 및 설계 아이디어에 따라 다르지만, 생산 공정의 기본 원리는 동일합니다. 주요 생산 공정은 그림 2에 나와 있습니다.

(1) 생산 효율성을 향상시키고 아스팔트 노화를 방지하기 위해 17℃ 미만의 기재 아스팔트를 고속 가열 장치를 통해 210℃ 정도로 가열합니다. (2) 아스팔트 유량계 측정을 통해 기재 아스팔트를 혼합 장치에 추가합니다. (3) 고무 분말은 계량 장치를 통해 비율에 맞춰 동시에 혼합 장치로 공급됩니다. (4) 고무 분말과 기재 아스팔트는 혼합 장치에서 고속 혼합, 전단, 혼합됩니다. (5) 혼합된 균일한 혼합물은 특수 고무 아스팔트 펌프를 통해 반응기로 투입됩니다. (6) 반응기에서 혼합물은 약 40~60분 동안 교반, 보온(190℃~210℃) 및 용해됩니다. (7) 적격한 고무 아스팔트 결합제는 완제품 저장 탱크로 들어가거나 직접 아스팔트 혼합 공장으로 운반됩니다.

3. 고무 아스팔트 가공 장비 및 핵심 기술

가공 장비의 분류 및 특성. 고무 아스팔트 가공 장비는 생산 공정에 따라 연속식과 배치식으로 나눌 수 있습니다. 간헐적 공정의 특징은 다음과 같습니다. 고무 분말과 아스팔트를 배치별로 측정하여 고무 아스팔트 혼합 장치에 넣어 혼합하고, 혼합된 혼합물을 용기에 넣은 다음, 다음 배치 재료를 혼합하여 반복 작업을 형성합니다. 연속 고무 아스팔트 가공 공장 공정의 특징은 다음과 같습니다. 고무 분말과 아스팔트를 연속적으로 측정하고 연속적으로 고무 아스팔트 혼합 장치에 넣어 혼합하며, 혼합된 좋은 완제품은 혼합 장치에서 반응 용기로 들어갑니다.

고무 아스팔트 가공 장비는 이동성에 따라 고정식과 이동식으로 나눌 수 있습니다. 고정식의 특징은 다음과 같습니다. 독립적인 장비는 여러 대의 평판 트럭으로 운반할 수 있으며, 현장에 고정된 위치에 따라 소량의 설치 작업만으로 생산에 투입할 수 있지만, 이 방법은 현장 이동이 상대적으로 불편합니다. 이러한 유형의 장비는 일반적으로 모터 구동 방식이며, 현장에는 특정 전원 공급 장치가 필요합니다. 이동식의 특징은 다음과 같습니다. 트랙터 섀시에 장비가 설치되어 트랙터 헤드와 연결되어 현장으로 운반됩니다. 이러한 유형의 장비는 일반적으로 자체 동력을 가지며, 내연 기관으로 구동됩니다.

고무 아스팔트 가공 장비의 구조적 형태는 다르지만, 기본 구성은 다음 부분을 포함해야 합니다: 기재 아스팔트 급속 가열 장치, 고무 분말 공급 장치, 혼합 장치, 반응 용기, 완제품 저장 탱크 및 전자 제어실. 각 장치의 작업은 아스팔트 파이프라인을 통해 서로 연결됩니다.

장비 파이프라인 연결, 생산성을 향상시키기 위해 2~3개의 용기를 병렬로 교대 작업을 사용할 수 있지만, 파이프라인 연결이 다음 기능을 달성할 수 있는지 고려해야 합니다.

(1) 기재 아스팔트 측정 및 혼합 장치로 공급.

2) 반응기로 고무 아스팔트 혼합 장치의 혼합물을 혼합합니다.

3) 반응 용기 반응에서 혼합물이 균일하게 혼합되도록 작은 원형 흐름을 만듭니다.

4) 반응기에서 아스팔트 혼합 공장 또는 고무 아스팔트 저장 탱크로 출력되는 적격 완제품 고무 아스팔트 결합제.

5) 반응기는 혼합 플랜트에 직접 연결되어 과도한 고무 아스팔트 혼합물을 처리합니다.

6) 여러 반응기가 병렬로 교대 작업하며, 각 탱크의 혼합물은 서로 영향을 주지 않고 서로 드나들 수 있습니다.

7) 고무 아스팔트 스프링클러 및 기타 주변 장치에 노화된 고무 아스팔트 혼합물을 추가합니다.

8) 반응기 혼합 점도가 너무 낮아 고무 분말을 추가해야 하는 경우, 반응기 고무 아스팔트 결합제는 혼합 장치 및 계량기로 역류될 수 있습니다.

9) 반응기 혼합물의 점도가 너무 높아 기재 아스팔트를 추가해야 하는 경우, 가열된 기재 아스팔트를 반응기에 투입할 수 있습니다.

10) 건설 후, 아스팔트 혼합 공장 파이프라인 혼합물은 반응기로 다시 펌핑될 수 있습니다.

11) 고무 아스팔트 펌프의 혼합 장치가 제대로 작동하지 않을 때, 반응기 아스팔트 펌프를 통해 혼합 장치의 혼합물을 반응기로 빨아들일 수 있습니다.

12) 모든 반응기 고무 아스팔트 혼합물은 투입될 수 있습니다.

13) 모든 반응기의 고무화된 아스팔트 혼합물은 다른 반응기로 투입, 출력될 수 있습니다.

중국에는 이미 꽤 성숙한 고무 아스팔트 생산 장비가 있습니다. Feiteng Road Construction Equipment Co., Ltd.와 같은 회사는 15년 동안 아스팔트 생산 장비 생산을 전문으로 하며, 포괄적인 R&D 설계 부서와 판매 후 관리를 갖춘 중국 최고의 아스팔트 장비 제조업체입니다. 이 회사가 개발한 고무, 개질 아스팔트 생산 장비는 자가 가열 다기능 아스팔트 배치 생산 장비입니다. 이 장비는 모든 종류의 고무 분말 개질 아스팔트, SBS 개질 아스팔트 준비 생산, 개발, 저장에 적합합니다.

이 장비는 주로 탱크(단열 포함), 가열 시스템, 아스팔트 온도 자동 제어 시스템, 고무 분말 공급 시스템, 기재 아스팔트 주입구, 완제품 펌핑 시스템, 계량 및 측정 시스템, 교반 및 혼합 시스템, 전기 제어 시스템, 제어실 및 기타 구성 요소로 구성됩니다.

이 고무 아스팔트 생산 장비는 강력한 가열 능력과 강력한 혼합 능력을 가지고 있습니다. 고무 분말 스크류 피더는 편리한 고무 분말 공급 첨가제를 제공합니다. 액체 원료가 탱크로 들어가는 기능이 있습니다. 계량 및 측정 기능이 있어 투여 비율을 편리하게 파악할 수 있습니다. 완제품 펌핑 기능이 있습니다. 현장에 열유 보일러가 없는 경우 고무 개질 아스팔트, SBS 개질 아스팔트 및 기타 생산 준비 및 저장 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

4. 고무 아스팔트의 장점

(1) 고온 점도, 높은 연화점, 강한 변형 저항성으로 긴 오르막 구간에서 노면 요철을 효과적으로 방지할 수 있습니다.

(2) 저온 강도 계수가 작고, 인장 응력이 낮아 높은 해발 지역에서 저온 균열을 방지할 수 있습니다.

3) 응력 흡수층은 강한 층간 접착력을 가지고 있어 긴 내리막 구간에서 교량 바닥의 전단 밀림을 방지할 수 있습니다.

(4) 강한 탄성과 응력 흡수 기능을 가지고 있어 교량 바닥 포장 및 수경화 기층의 반사 균열을 방지할 수 있습니다.

5) 뛰어난 피로 강도를 가지고 있어 도로 표면의 두께를 줄이고 동시에 수명을 연장할 수 있습니다.

다수의 성공적인 시공 사례는 고무 아스팔트가 시멘트 도로 오버레이, 신설 도로, 노후 아스팔트 포장 보수, 교량 바닥 포장 및 기타 프로젝트에 널리 사용될 수 있음을 보여줍니다. 비용 효율성은 다른 개질 아스팔트보다 훨씬 우수하며, 건설 투자 및 유지 보수 비용은 다른 개질 아스팔트보다 낮습니다. 동시에 고무 아스팔트 포장 도로의 서비스 수명 성능도 명백한 이점을 가집니다.