Процесс приготовления модифицированного битума SBS | FEITENG
GerryJarlПринцип работы оборудования для модификации асфальта
Технология и оборудование для модифицированного асфальта — это технология с широкими перспективами развития, в которой, путём добавления различных полимеров (т. е. модификаторов) в исходный битум без его модификации, после достаточного измельчения и перемешивания в процессе модификации, производится асфальт и асфальтовые смеси, благодаря чему значительно улучшаются эксплуатационные характеристики асфальтобетонных смесей — модифицированный асфальт.
Схема и процесс производства модифицированного асфальта
1. Исходный битум из резервуара или бочек подаётся в бак для нагрева асфальта, нагревается до 170 ℃;
2. Нагретый исходный битум и модификатор в соответствии с проектным соотношением через дозирующий насос и систему подачи модификатора оборудования для модифицированного асфальта, соответственно, добавляются в смесительный бак 1 оборудования для модифицированного асфальта. Одновременно с добавлением материалов осуществляется перемешивание и растворение до достижения заданного количества. Таким образом, в смесительном баке 1 образуется смесь асфальта и модификатора;
3. Откройте и закройте соответствующий переключатель асфальтового клапана на панели управления модифицированного оборудования (в ручном режиме требуется ручная настройка, в автоматическом режиме это не требуется), запустите коллоидную мельницу и насос с регулируемой частотой, асфальтовая смесь из смесительного бака 1 после однократного измельчения в коллоидной мельнице снова поступает в смесительный бак 2, после чего все измельчение останавливается;
4. Затем асфальтовая смесь из смесительного бака 2 после однократного измельчения через насос с регулируемой частотой и коллоидную мельницу ещё раз измельчается и поступает в смесительный бак 1, и так повторяется 3-6 раз, после чего можно получить хорошо обработанный модифицированный асфальт. Количество измельчений определяется на основе результатов испытаний модифицированного асфальта после каждого измельчения до достижения требуемого количества;
5. Переработанный модифицированный асфальт перекачивается в резервуары для хранения модифицированного асфальта с мешалками, где происходит его дальнейшее развитие, то есть он становится квалифицированным модифицированным асфальтом. Обычно дальнейшее развитие занимает около 1-2 часов.
6. В случае модификации на месте резервуары для развития и хранения могут быть объединены. Резервуар для хранения модифицированного асфальта может быть напрямую подключен к асфальтосмесительной установке для использования путём перекачки. В этом случае время хранения модифицированного асфальта обычно не превышает 24 часов, а температура хранения составляет около 150-160 ℃.
Сравнение методов модификации
С 1970-х годов в Европе и США начали изучать модифицированные битумные материалы и процесс модификации. Появились такие методы производства модифицированного битума, как метод прямого ввода, метод растворения, метод простого смешивания, метод маточной смеси, метод высокоскоростного сдвига и метод измельчения и смешивания на специальной коллоидной мельнице. Модификаторы в основном делятся на три категории: каучуки (SBR, CR, EPDM и т. д.), термопластичные каучуки (SBS, SIS, SBD и т. д.), термопластичные смолы (PE, EVA и т. д.). В девяностые годы американская Программа стратегических исследований дорог (SHRP) выдвинула концепцию высокоэффективной асфальтобетонной системы (Superpave), которая исходит из «предельной пригодности для эксплуатации дорог», а не из характеристик самого материала, а также ряд новых концепций и методов для анализа характеристик производства модифицированного асфальта.
Ниже сравниваются различные методы модификации:
Согласно Superpave, модифицированный асфальт, изготовленный методом растворения, методом прямого ввода и методом простого смешивания, просто не соответствует стандартам, изложенным в спецификациях для модифицированного асфальта, и поэтому больше не используется.
Метод маточной смеси заключается в том, что сначала с помощью высокоскоростного сдвигового смешивания или метода растворителя и других процессов готовится и обрабатывается маточная смесь модифицированного полимером асфальта с высокой дозой, а затем на месте маточная смесь модифицированного асфальта и исходный асфальт смешиваются и разбавляются до необходимой дозы модифицированного асфальта для использования. Из-за того, что при использовании основного асфальта и используемого в проекте асфальта сорта не совпадают, возникают проблемы с совместимостью растворимости, а также неравномерность второго смешивания и другие трудности, которые трудно преодолеть, а также из-за остаточных растворителей может произойти повреждение смеси, сильное расслоение модификатора и т. д., и этот метод больше не используется.
При использовании метода высокоскоростного сдвига для производства модифицированного асфальта скорость, время и другие параметры сдвигового аппарата влияют на характеристики модифицированного асфальта, при этом высокоскоростной сдвиг будет вводить большое количество пузырьков воздуха в асфальт, модификатор и асфальт будут расслаиваться, а также существует зона сдвигового застоя, модификатор не равномерно сдвигается, что приводит к невозможности гомогенного смешивания асфальта и модификатора, и, таким образом, этот метод производства модифицированного асфальта имеет проблемы с нестабильным качеством, качество которого трудно соответствовать стандартам спецификации модифицированного асфальта.
Поскольку вышеуказанные методы производства модифицированного асфальта не могут достичь или не могут полностью соответствовать требованиям спецификации, для получения высокоэффективного модифицированного асфальта используется коллоидная мельница. Основной принцип заключается в добавлении модификаторов в матричный асфальт, путём высокотемпературного смешивания и слияния и измельчения в коллоидной мельнице, чтобы частицы модификатора достигали меньшего порядка величины и равномерно диспергировались в матричном асфальте, образуя хороший модифицированный асфальт.
Процесс приготовления
Управление оборудованием для модификации асфальта осуществляется полностью электронно с помощью компьютера, что обеспечивает точный контроль дозировки. Высокая степень автоматизации, измерение асфальта, модификатора с помощью электронного компьютера позволяет преодолеть неблагоприятное влияние изменения веса асфальта и ручного взвешивания модификатора. Интеллектуальное управление компьютером, особенно при добавлении исходного асфальта одновременно с добавлением модификаторов, и эффективное смешивание, позволяет асфальту и модификаторам полностью смешиваться в коллоидной гомогенизирующей мельнице до того, как они поступят в гомогенизатор, а также обеспечивает высокую степень наполнения модификатором и хорошую степень набухания. Это преодолевает недостатки неравномерной подачи, набухания комков и трудностей измельчения вручную, обеспечивает достаточное время набухания модификатора и правильную температуру набухания, а также подавляет нагрев коллоидной мельницы, избегая неблагоприятных ситуаций, таких как деградация модификатора из-за нагрева коллоидной мельницы. Оборудован резервуаром для развития с регулируемой температурой, чтобы смесь продолжала развиваться при наиболее подходящей температуре, полимер равномерно распределяется в битумной среде в состоянии дискретной фазы как полностью непрерывная фаза, чтобы полимерный модификатор образовывал стабильную и эластичную сетчатую структуру, с целью улучшения эффекта модификации и подавления сегрегации.
Количество циклов измельчения может быть выбрано от одного полного измельчения до шести полных измельчений. Полное измельчение позволяет преодолеть вероятность среднего количества циклов измельчения, так что модификатор может быть полностью измельчен и диспергирован, средняя тонкость частиц модификатора составляет менее 3 мкм. После заданного количества циклов измельчения асфальтовый насос P2 перекачивает готовый продукт в резервуар для хранения асфальта T4. Резервуар для готового продукта оснащен устройством для нагрева, поддержания тепла и перемешивания для предотвращения расслоения. Под действием устройства для перемешивания и предотвращения расслоения модифицированный асфальт продолжает развиваться, так что полимерный модификатор образует стабильную и эластичную сетчатую структуру с улучшенными характеристиками.
