Производство резиноасфальта и технологическое оборудование
GerryJarlАннотация Представлено определение и производственный процесс резинобитумного вяжущего, проанализирован производственный процесс, технологическое оборудование и ключевые технологии производства резинобитумного вяжущего, показано, что технология резинобитумного вяжущего является зрелой прикладной технологией.
Ключевые слова резинобитум; производственный процесс; технологическое оборудование; ключевые технологии
Резиновая крошка, получаемая из отработанных шин, основным химическим составом которой являются натуральный каучук и синтетический каучук (например, бутадиен-стирольный каучук, бутилкаучук, полибутадиеновый каучук), а также сера, технический углерод, оксид кремния, оксид железа, оксид кальция и другие компоненты-добавки. Эти компоненты являются хорошими модификаторами асфальта, добавление их в асфальт может улучшить высоко- и низкотемпературные характеристики асфальта, антивозрастные свойства и усталостную прочность, а также сыграть роль в уменьшении толщины дорожного покрытия, продлении срока службы дорожного покрытия, замедлении отражения трещин, снижении шума и так далее. Использование резиновой крошки из отработанных шин для модификации асфальта, этот процесс производства модифицированной асфальтобетонной смеси прост, имеет низкую стоимость, не только улучшает качество дорожного покрытия, но и позволяет использовать большое количество отработанной резины.
1.Определение резинобитумного вяжущего
Резинобитумное вяжущее — это тонкоизмельченный резиновый порошок из отработанных шин (согласно градации 0 ~ 2 мм) и асфальт (иногда смешанный с определенным процентом добавок), смешанные в определенном соотношении, и полученные при высокотемпературном перемешивании вяжущие материалы в совокупности. Количество резинового порошка из отработанных шин составляет не менее 15% (внутреннее смешивание) или 17,6% (внешнее смешивание).
Существует два способа добавления резиновой крошки в асфальтобетонную смесь: первый — это метод сухого смешивания, то есть резиновый порошок из отработанных шин, асфальт и минералы смешиваются вместе в смесительной установке для производства резинобитумной асфальтобетонной смеси; второй — это метод мокрого смешивания, то есть резиновый порошок из отработанных шин и асфальт сначала перерабатываются в резинобитумное вяжущее, а затем смешиваются с минералами для получения резинобитумной асфальтобетонной смеси. Многочисленные испытания показали, что идеальным методом производства резинобитумной асфальтобетонной смеси является метод мокрого смешивания, то есть метод Макдональда. Наиболее важной особенностью этого метода является наличие дополнительного высокотемпературного процесса реакции по сравнению с методом сухого смешивания, то есть резиновая крошка и обычный асфальт равномерно смешиваются в определенной пропорции, и перемешанная смесь асфальта и резиновой крошки подается в высокотемпературный котел, где резиновая крошка и асфальт вступают в реакцию и перемешиваются в течение определенного периода времени, в конечном итоге образуя квалифицированное резинобитумное модифицированное вяжущее.
2.Производственный процесс резинобитумного вяжущего
2.1 Технология производства резинобитумного вяжущего
Следующее резинобитумное вяжущее строго соответствует методу мокрой переработки резинобитумного вяжущего, его добавки, составы материалов, производственные процессы, специальное оборудование и методы строительства составляют полный комплекс технологий резинобитумного вяжущего. В настоящее время большинство стран и регионов мира имеют свои собственные технические руководства и стандарты по резинобитумному вяжущему, наиболее зрелые из которых находятся в США (Аризона, Калифорния, Техас, Флорида), а также в Австралии и Южной Африке.
Резинобитумное вяжущее имеет четыре основных технических показателя: вязкость, пенетрация, температура размягчения и эластическое восстановление, которые должны варьироваться в зависимости от регионального климата, и для получения конкретных значений следует обратиться к техническим стандартам, указанным в литературе [1].
Производство резиновой крошки обычно осуществляется методом измельчения отработанных шин при комнатной температуре. Измельченный резиновый порошок после просеивания и удаления нерезиновых компонентов распределяется по различным соотношениям размеров частиц. Для улучшения эксплуатационных характеристик в резиновую крошку можно добавлять соответствующие внешние примеси; для предотвращения слипания резиновой крошки можно добавлять карбонат кальция или тальк, но дозировка не должна превышать 3% от массы резиновой крошки. Резиновая крошка также должна соответствовать соответствующим физико-химическим показателям.
Показатель вязкости готового резинобитумного вяжущего, помимо соотношения резиновой крошки, также сильно зависит от времени и температуры реакции. Из кривой испытаний видно, что с изменением времени реакции вязкость резинобитумного вяжущего в определенный момент значительно увеличивается, а затем снижается до относительно стабильного уровня. При реакции при 190 ℃ ~ 210 ℃ вязкость может достичь максимального значения за относительно короткий период времени.
Используемый матричный асфальт должен соответствовать положениям по выбору марки асфальта в соответствии с национальными и региональными нормативами. Матричный асфальт также должен выбираться в соответствии с климатическими условиями различных строительных площадок: для холодных регионов обычно выбирают матричный асфальт марок 110 # или 90 #, для умеренных регионов обычно выбирают матричный асфальт марок 90 # или 70 #, для жарких регионов выбирают матричный асфальт марок 70 # или 50 #.
В связи с тем, что резинобитумное вяжущее в высокотемпературной среде будет продолжать растворяться и разлагаться, в принципе, готовое резинобитумное вяжущее следует использовать в течение 24 часов. Если требуется временное хранение, температура резинобитумного вяжущего должна быть снижена до диапазона 145 ℃ ~ 155 ℃, а время хранения обычно не превышает 3 дней. При падении температуры ниже 190 ℃ необходимо повторное нагревание, допускается только два цикла повторного нагревания (1 цикл повторного нагревания определяется как любое время), и резинобитумное вяжущее не будет использоваться для каких-либо других целей. , резинобитумное вяжущее охлаждается, а затем повторно нагревается до 190℃~210℃). Резинобитумное вяжущее должно соответствовать всем техническим характеристикам. Для поддержания вязкости на заданном уровне необходимо добавить некоторое количество резиновой крошки (не менее 10% от общей массы) в смесь при нагревании и реакции в течение 45-60 минут при 190°C~210°C.
2.2 Процесс производства резинобитумного вяжущего
Резинобитум производится на специализированном оборудовании. Процесс производства резинобитумного вяжущего варьируется в зависимости от масштаба производства, условий процесса и проектных решений, но основные принципы производственного процесса одинаковы. Его основной производственный процесс показан на рисунке 2.
(1) Для повышения эффективности производства и предотвращения старения асфальта, матричный асфальт температурой ниже 17 ℃ будет нагреваться до 210 ℃ с помощью быстрого нагревательного устройства. 2) Матричный асфальт измеряется асфальтовым расходомером и добавляется в смесительное устройство. 3) Резиновая крошка после взвешивания подается в смесительное устройство в соответствии с пропорциями. 4) Резиновая крошка и матричный асфальт смешиваются, измельчаются и перемешиваются в смесительном устройстве на высокой скорости. 5) Смешанная однородная смесь с помощью специального насоса для резинобитумного вяжущего подается в реактор. 6) Смесь в реакторе перемешивается, изолируется (190 ℃ ~ 210 ℃) и растворяется в течение примерно 40 ~ 60 минут. 7) Квалифицированное резинобитумное вяжущее подается в резервуар для хранения готовой продукции или непосредственно транспортируется на асфальтобетонный завод.
3.Оборудование для производства резинобитумного вяжущего и ключевые технологии
Классификация и характеристики технологического оборудования. Оборудование для переработки резинобитумного вяжущего можно разделить на непрерывное и периодическое в зависимости от производственного процесса. Для периодического процесса характерно: резиновая крошка и асфальт измеряются партиями и подаются в смесительное устройство для резинобитумного вяжущего для смешивания, а смесь после смешивания подается в реактор, за которым следует смешивание следующей партии материала, образуя циклический процесс. Непрерывный процесс на заводе по переработке резинобитумного вяжущего характеризуется: резиновая крошка и асфальт непрерывно измеряются и непрерывно подаются в смесительное устройство для резинобитумного вяжущего для смешивания, а готовый продукт из смесительного устройства подается в реактор.
Оборудование для переработки резинобитума можно разделить на стационарное и мобильное в зависимости от мобильности. Стационарное оборудование характеризуется тем, что независимое устройство можно разделить на несколько платформ для транспортировки, на площадке оно устанавливается в фиксированном положении, и для запуска в производство требуется лишь небольшой объем монтажных работ, но перемещение такого оборудования относительно неудобно. Этот тип оборудования обычно имеет электродвигатель, и на площадке требуется определенное электроснабжение. Мобильное оборудование характеризуется тем, что оно устанавливается на шасси тягача, и с помощью тягача его можно перемещать между объектами. Этот тип оборудования обычно имеет собственное питание, приводимое в действие двигателем внутреннего сгорания.
Хотя структурная форма оборудования для производства резинобитумного вяжущего различна, но основная его часть должна включать следующие компоненты: устройство быстрого нагрева основного битума, устройство подачи резиновой крошки, смесительное устройство, реактор, резервуары для хранения готовой продукции и электронную операционную комнату. Работа каждого устройства взаимосвязана через асфальтопровод.
Соединение оборудования трубопроводом, для повышения производительности можно использовать 2 ~ 3 реактора параллельной попеременной работы, но также следует учитывать, что соединение трубопроводов может обеспечивать следующие функции.
(1) измерение основного битума и подача его в смесительное устройство.
2) подача смеси резинобитумного вяжущего из смесительного устройства в реактор.
3) реакция смеси в реакторе, так чтобы она представляла собой небольшой циркуляционный поток, для равномерного смешивания.
4) Квалифицированное готовое резинобитумное вяжущее из реактора подается на асфальтобетонный завод или в резервуары для хранения резинобитумного вяжущего.
5) реактор напрямую соединен с смесительной установкой, избыток резинобитумной смеси
6) несколько реакторов параллельной попеременной работы, смеси в резервуарах могут входить и выходить друг из друга, не влияя друг на друга.
7) для резинобитумного распределителя и другого периферийного оборудования для добавления состаренной резинобитумной смеси.
8) когда вязкость смеси в реакторе слишком низка, необходимо добавить дополнительную резиновую крошку, резинобитумное вяжущее из реактора может быть подано обратно в смесительное устройство и дозировано.
9) когда вязкость смеси в реакционном котле слишком высока, необходимо добавить матричный асфальт, нагретый матричный асфальт может быть введен в реактор.
10) После строительства смесь из трубопровода асфальтобетонного завода может быть перекачана обратно в реактор.
11) Когда насос для резинобитумного вяжущего смесительного устройства не может работать должным образом, насос для асфальта реактора втягивает смесь из смесительного устройства в реактор.
12) Любая резинобитумная смесь реактора может быть подана
13) Резинобитумная смесь в любом реакторе может быть подана, выведена в другой реактор.
В Китае уже существует достаточно зрелое оборудование для производства резинобитумного вяжущего, такое как Feiteng Road Construction Equipment Co., Ltd., специализирующаяся на производстве асфальтобетонного оборудования в течение пятнадцати лет, с комплексным отделом исследований и разработок и послепродажным обслуживанием, является ведущим китайским производителем асфальтобетонного оборудования, ее разработанное оборудование для производства резинового, модифицированного асфальта представляет собой самонагревающееся многофункциональное оборудование для производства асфальтобетонных смесей. Оборудование подходит для производства, разработки и хранения всех видов резиновой крошки, модифицированного асфальта, модифицированного асфальта SBS.
Оборудование в основном состоит из резервуара (включая изоляцию), системы нагрева, системы автоматического контроля температуры асфальта, системы подачи резинового порошка, порта для впрыска основного битума, системы перекачки готовой продукции, системы взвешивания и измерения, системы перемешивания, электрической системы управления, комнаты управления и других компонентов.
Это оборудование для производства резинобитумного вяжущего обладает мощной способностью к нагреву и сильной способностью к смешиванию; шнековый питатель для резинового порошка, удобная подача добавок из резинового порошка; функция подачи жидкого сырья в резервуар; функция взвешивания и измерения, позволяющая удобно контролировать пропорции дозировки. С функцией выкачивания готовой продукции; может удовлетворить потребности в производстве, подготовке и хранении модифицированного резинобитумного вяжущего, модифицированного асфальта SBS и других без использования котла с термомаслом на месте.
4. Преимущества резинобитумного вяжущего
(1) Высокая вязкость при высоких температурах, высокая температура размягчения, высокая устойчивость к деформации, что эффективно предотвращает образование колейности на длинных участках подъемов.
(2) Низкий модуль прочности при низких температурах, низкое растягивающее напряжение, что позволяет предотвратить образование низкотемпературных трещин в высокогорных районах.
3) Амортизирующий слой обладает сильным межслойным сцеплением, что предотвращает сдвиговое выдавливание дорожного покрытия моста на длинных участках спусков.
(4) Он обладает высокой эластичностью и функцией поглощения напряжений, что может предотвратить отраженные трещины дорожного покрытия моста и водостабилизированного базового слоя.
5) Обладает отличной усталостной прочностью, что позволяет уменьшить толщину дорожного покрытия и одновременно продлить срок его службы.
Большое количество успешных строительных проектов показывает, что резинобитумное вяжущее может широко использоваться при покрытии цементных дорог, строительстве новых дорог, ремонте старых асфальтобетонных покрытий, устройстве дорожных покрытий мостов и других проектах. Его экономическая эффективность значительно превосходит другие модифицированные асфальты, при строительных инвестициях и затратах на обслуживание он ниже других модифицированных асфальтов, а срок службы дорожного покрытия с резинобитумным вяжущим также имеет очевидные преимущества.
