Quy trình sản xuất nhựa đường cao su và thiết bị chế biến

Tóm tắt Giới thiệu định nghĩa và quy trình sản xuất nhựa đường cao su, phân tích quy trình sản xuất nhựa đường cao su, thiết bị chế biến và công nghệ chính, cho thấy công nghệ nhựa đường cao su là một công nghệ ứng dụng trưởng thành.

Từ khóa nhựa đường cao su; quy trình sản xuất; thiết bị chế biến; công nghệ chính

Mảnh cao su được xử lý từ lốp xe thải, thành phần hóa học chính của nó là cao su tự nhiên và cao su tổng hợp (như cao su styrene butadiene, cao su butyl, cao su polybutadiene), ngoài ra còn có lưu huỳnh, than đen, oxit silicon, oxit sắt, oxit canxi và các thành phần phụ gia khác. Những thành phần này là các chất điều chỉnh nhựa đường tốt, khi được thêm vào nhựa đường có thể cải thiện hiệu suất nhựa đường ở nhiệt độ cao và thấp, tính chống lão hóa và tính chống mệt mỏi, đồng thời đóng vai trò trong việc làm mỏng mặt đường, kéo dài tuổi thọ của mặt đường, trì hoãn sự phản chiếu của các vết nứt, giảm tiếng ồn và nhiều hơn nữa. Mảnh cao su lốp xe thải dùng để điều chỉnh nhựa đường, quy trình sản xuất hỗn hợp nhựa đường đã được điều chỉnh này đơn giản, chi phí thấp, không chỉ cải thiện chất lượng mặt đường mà còn có thể xử lý một lượng lớn cao su thải.

1. Định nghĩa về nhựa đường cao su

Cao su nhựa đường đề cập đến việc nghiền bột cao su lốp xe thải mịn (theo phân loại 0 ~ 2mm) và nhựa đường (một số được trộn với một tỷ lệ nhất định của phụ gia) trộn theo một tỷ lệ nhất định, và dưới tác động của nhiệt độ cao được trộn thành các vật liệu kết dính tổng hợp. Lượng bột cao su lốp xe thải không ít hơn 15% (trộn nội bộ) hoặc 17,6% (trộn bên ngoài).

Phương pháp xử lý hỗn hợp nhựa đường với cao su vụn có hai loại: một là phương pháp trộn khô, tức là bột cao su từ lốp xe thải và nhựa đường, khoáng sản được đưa vào nhà máy trộn để sản xuất hỗn hợp nhựa đường cao su; loại còn lại là phương pháp trộn ướt, tức là bột cao su từ lốp xe thải và nhựa đường được xử lý trước thành nhựa đường cao su, sau đó trộn với khoáng sản để tạo thành hỗn hợp nhựa đường cao su. Một số lượng lớn các thử nghiệm đã chứng minh rằng phương pháp sản xuất hỗn hợp nhựa đường cao su lý tưởng là phương pháp trộn ướt, tức là phương pháp xử lý ướt McDonald. Đặc điểm quan trọng nhất của phương pháp này là có một quá trình phản ứng nhiệt độ cao hơn so với phương pháp trộn khô, tức là bột cao su và nhựa đường thông thường được trộn đều theo một tỷ lệ nhất định, và sẽ được khuấy trộn hỗn hợp nhựa đường, bột cao su vào nồi nhiệt độ cao, để bột cao su và nhựa đường phản ứng và khuấy trộn trong một khoảng thời gian nhất định, và cuối cùng được chế biến thành chất kết dính nhựa đường cao su sửa đổi đạt tiêu chuẩn.

2.quy trình sản xuất nhựa đường cao su

2.1 Công nghệ sản xuất nhựa đường cao su

Nhựa đường cao su sau đây hoàn toàn tuân theo phương pháp xử lý ướt của chất kết dính nhựa đường cao su, các phụ gia, công thức vật liệu, quy trình sản xuất, thiết bị đặc biệt và phương pháp thi công tạo thành một bộ công nghệ nhựa đường cao su hoàn chỉnh. Hầu hết các quốc gia và khu vực quốc tế hiện nay đều có hướng dẫn và tiêu chuẩn kỹ thuật nhựa đường cao su riêng, trong đó các tiêu chuẩn này đã phát triển hơn ở Hoa Kỳ, Arizona, California, Texas, Florida, cũng như Úc, Nam Phi, các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan.

Nhựa đường cao su có bốn chỉ số kỹ thuật chính: độ nhớt, độ thâm nhập kim, điểm mềm và khả năng phục hồi đàn hồi, những chỉ số này nên thay đổi theo khí hậu khu vực, và các tiêu chuẩn kỹ thuật trong tài liệu [1] nên được tham khảo để biết chi tiết.

Sản xuất hạt cao su thường được sử dụng trong phương pháp nghiền lốp xe thải ở nhiệt độ phòng, bột cao su nghiền nát sau khi sàng lọc và loại bỏ các thành phần không phải cao su theo các tỷ lệ kích thước hạt khác nhau. Để cải thiện hiệu suất sử dụng, hạt cao su cũng có thể được thêm vào các chất phụ gia bên ngoài phù hợp; để ngăn hạt cao su dính vào nhau, có thể thêm canxi cacbonat hoặc bột talc, nhưng liều lượng không được vượt quá 3% khối lượng hạt cao su. Hạt cao su cũng nên đáp ứng các chỉ tiêu vật lý và hóa học tương ứng.

Chỉ số độ nhớt của nhựa đường cao su đã hoàn thành không chỉ phụ thuộc vào tỷ lệ cao su vụn, mà còn có mối quan hệ lớn với thời gian phản ứng và nhiệt độ phản ứng. Từ đường cong thử nghiệm có thể thấy, với sự thay đổi của thời gian phản ứng, độ nhớt của nhựa đường cao su tại một thời điểm nhất định tăng đáng kể, sau đó giảm cho đến khi tương đối ổn định. Tại nhiệt độ phản ứng 190 ℃ ~ 210 ℃, độ nhớt trong một khoảng thời gian tương đối ngắn có thể đạt giá trị tối đa.

Nhựa đường ma trận được sử dụng phải tuân thủ các quy định về việc lựa chọn cấp độ nhựa đường theo sự phân định quốc gia và khu vực. Nhựa đường ma trận cũng nên được sử dụng theo các khu vực xây dựng khác nhau của điều kiện khí hậu cho sự lựa chọn tương ứng, các khu vực lạnh thường chọn nhựa đường ma trận 110 # hoặc 90 #, các khu vực có nhiệt độ thường chọn nhựa đường ma trận 90 # hoặc 70 #, các khu vực nóng chọn nhựa đường ma trận 70 # hoặc 50 #.

Do nhựa đường cao su trong môi trường nhiệt độ cao sẽ tiếp tục hòa tan, phân hủy, về nguyên tắc, nên sử dụng nhựa đường cao su đã hoàn thành trong vòng 24h, nếu cần lưu trữ tạm thời, nhiệt độ nhựa đường cao su nên được hạ xuống trong khoảng 145 ℃ ~ 155 ℃, thời gian lưu trữ thường không quá 3 ngày. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới 190 ℃ cần phải được gia nhiệt lại, chỉ cho phép hai chu kỳ gia nhiệt lại (1 chu kỳ gia nhiệt lại được định nghĩa là bất kỳ thời gian nào), và nhựa đường cao su sẽ không được sử dụng cho bất kỳ mục đích nào khác. , nhựa đường cao su được làm nguội và sau đó được gia nhiệt lại đến 190℃~210℃). Nhựa đường cao su phải đáp ứng tất cả các thông số kỹ thuật kỹ thuật. Để duy trì độ nhớt ở mức quy định, cần phải thêm một số vụn cao su (giới hạn không dưới 10% tổng trọng lượng) vào hỗn hợp khi gia nhiệt và phản ứng trong 45-60 phút ở 190°C~210°C.

2.2 Quy trình sản xuất nhựa đường cao su

Bê tông nhựa cao su được xử lý bằng thiết bị chuyên dụng cho bê tông nhựa cao su, quy trình sản xuất bê tông nhựa cao su với quy mô sản xuất, điều kiện quy trình và ý tưởng thiết kế khác nhau, nhưng các nguyên tắc cơ bản của quy trình sản xuất là giống nhau. Quy trình sản xuất chính của nó được thể hiện trong Hình 2.

(1) Để cải thiện hiệu quả sản xuất và ngăn ngừa sự lão hóa của nhựa đường, nhựa đường nền sẽ được làm nóng nhanh chóng lên khoảng 210 ℃ khi nhiệt độ thấp hơn 17 ℃. 2) Nhựa đường nền được đo bằng đồng hồ đo lưu lượng nhựa đường và được đưa vào thiết bị trộn. 3) Bột cao su sau khi được cân bằng thiết bị sẽ được giao đồng thời đến thiết bị trộn theo tỷ lệ. 4) Bột cao su và nhựa đường nền được trộn bằng thiết bị trộn tốc độ cao, cắt, trộn. 5) Hỗn hợp đồng nhất được đưa vào reactor thông qua một máy bơm nhựa đường cao su đặc biệt. 6) Hỗn hợp trong reactor được khuấy, cách nhiệt (190 ℃ ~ 210 ℃) và hòa tan khoảng 40 ~ 60 phút. 7) Nhựa đường cao su đạt tiêu chuẩn được đưa vào bể chứa sản phẩm hoàn thiện hoặc được vận chuyển trực tiếp đến nhà máy trộn nhựa đường.

3.Thiết bị chế biến nhựa đường cao su và các công nghệ then chốt

Phân loại và đặc điểm của thiết bị chế biến. Thiết bị chế biến nhựa đường cao su có thể được chia thành loại liên tục và loại theo mẻ dựa trên quy trình sản xuất. Quy trình gián đoạn có đặc điểm là: vụn cao su và nhựa đường được đo theo từng mẻ vào thiết bị trộn nhựa đường cao su để trộn, trộn và trộn hỗn hợp vào nồi, sau đó là mẻ vật liệu tiếp theo được trộn, hình thành chu trình của chu trình hoạt động. Quy trình của nhà máy chế biến nhựa đường cao su liên tục có đặc điểm là: vụn cao su và nhựa đường được đo liên tục và liên tục vào thiết bị trộn nhựa đường cao su để trộn, trộn và sản phẩm hoàn thiện tốt từ thiết bị trộn vào nồi phản ứng.

Thiết bị xử lý nhựa đường cao su có thể được chia thành cố định và di động theo tính di động. Cố định có đặc điểm là: thiết bị của thiết bị độc lập có thể được chia thành nhiều xe tải phẳng để vận chuyển, tại chỗ theo một vị trí cố định, chỉ cần một lượng nhỏ công việc lắp đặt có thể đưa vào sản xuất, nhưng cách này để di chuyển tại chỗ thì tương đối bất tiện. Loại thiết bị này thường được điều khiển bằng động cơ, tại chỗ cần có một nguồn điện nhất định. Di động có đặc điểm là: thiết bị được lắp đặt trên khung gầm máy kéo, với đầu máy kéo được nối với việc vận chuyển đến địa điểm chuyển giao. Loại thiết bị này thường tự cung cấp năng lượng, được điều khiển bởi động cơ đốt trong.

Mặc dù hình thức cấu trúc của thiết bị chế biến nhựa đường cao su khác nhau, nhưng thành phần cơ bản nên bao gồm các bộ phận sau: thiết bị làm nóng nhanh nhựa đường nền, thiết bị cấp hạt cao su, thiết bị trộn, nồi phản ứng, bể chứa sản phẩm hoàn thiện và phòng điều khiển điện tử. Công việc của mỗi thiết bị được kết nối với nhau thông qua đường ống nhựa đường.

Kết nối ống thiết bị, nhằm cải thiện năng suất có thể sử dụng 2 ~ 3 ấm song song làm việc luân phiên, nhưng cũng cần xem xét kết nối ống có thể đạt được các chức năng sau.

(1) đo lường và giao hàng nhựa đường đến thiết bị trộn.

2) thiết bị trộn trong hỗn hợp nhựa đường cao su vào lò phản ứng.

3) hỗn hợp trong nồi phản ứng phản ứng, để tạo thành một dòng chảy tròn nhỏ, nhằm trộn đều.

4) Chất kết dính cao su asphalt hoàn thiện đủ tiêu chuẩn từ đầu ra của lò phản ứng đến nhà máy trộn asphalt hoặc bể chứa cao su asphalt.

5) lò phản ứng được kết nối trực tiếp với nhà máy trộn, hỗn hợp nhựa đường cao su thừa

6) nhiều lò phản ứng làm việc song song luân phiên, các bể chứa hỗn hợp có thể vào và ra lẫn nhau, mà không bị ảnh hưởng.

7) cho máy phun nhựa đường cao su và các thiết bị ngoại vi khác để thêm hỗn hợp nhựa đường cao su đã lão hóa.

8) khi độ nhớt của hỗn hợp phản ứng quá thấp cần thêm cao su vụn, chất kết dính nhựa đường cao su trong phản ứng có thể được đảo ngược vào thiết bị trộn và đo lường.

9) Khi nồi phản ứng Khi độ nhớt của hỗn hợp quá cao cần thêm nhựa đường ma trận, nhựa đường ma trận được làm nóng có thể được đưa vào phản ứng.

10) Sau khi xây dựng, hỗn hợp ống của nhà máy trộn nhựa đường có thể được bơm trở lại lò phản ứng.

11) Khi thiết bị trộn của bơm nhựa đường cao su không hoạt động đúng cách, thông qua bơm nhựa đường trong phản ứng, nhựa đường sẽ được trộn trong thiết bị trộn của hỗn hợp được hút vào phản ứng.

12) Bất kỳ hỗn hợp nhựa đường cao su nào cũng có thể được đưa vào

13) Hỗn hợp nhựa đường cao su trong bất kỳ lò phản ứng nào có thể được đưa vào, xuất ra lò phản ứng khác.

Tại Trung Quốc, đã có thiết bị sản xuất nhựa đường cao su khá phát triển, như Feiteng Road Construction Equipment Co., Ltd. chuyên sản xuất thiết bị sản xuất nhựa đường trong mười lăm năm, với một bộ phận thiết kế R & D toàn diện, và quản lý dịch vụ sau bán hàng, là một trong những nhà sản xuất thiết bị nhựa đường hàng đầu của Trung Quốc, sự phát triển của nó cao su, thiết bị sản xuất nhựa đường biến tính là một thiết bị sản xuất trộn nhựa đường đa chức năng tự làm nóng. Thiết bị này phù hợp cho tất cả các loại nhựa đường biến đổi bằng bột cao su, sản xuất, phát triển, lưu trữ nhựa đường biến đổi SBS.

Thiết bị chủ yếu bao gồm bồn (bao gồm cách nhiệt), hệ thống sưởi, hệ thống điều khiển nhiệt độ nhựa đường tự động, hệ thống cấp bột cao su, cổng tiêm nhựa đường ma trận, hệ thống bơm sản phẩm hoàn thiện, hệ thống cân và đo, hệ thống khuấy và trộn, hệ thống điều khiển điện, phòng điều khiển và các thành phần khác.

Thiết bị sản xuất nhựa đường cao su này có khả năng gia nhiệt mạnh mẽ và khả năng trộn mạnh mẽ; máy cấp liệu vít bột cao su, tiện lợi cho việc cấp bột cao su; có chức năng đưa nguyên liệu lỏng vào bể; có chức năng cân và đo, có thể tiện lợi nắm bắt tỷ lệ liều lượng. Có chức năng bơm sản phẩm hoàn thiện ra ngoài; có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất, chuẩn bị và lưu trữ nhựa đường biến đổi cao su, nhựa đường biến đổi SBS và các nhu cầu khác mà không cần lò hơi dầu nhiệt tại chỗ.

4. Lợi ích của nhựa đường cao su

(1) độ nhớt nhiệt độ cao, điểm mềm hóa cao, khả năng chống biến dạng mạnh, có thể hiệu quả ngăn chặn hiện tượng lún trong đoạn đường dốc dài.

(2) mô đun sức mạnh ở nhiệt độ thấp nhỏ, ứng suất kéo thấp, có thể ngăn ngừa nứt ở nhiệt độ thấp trong các khu vực có độ cao biển lớn.

3）Lớp hấp thụ căng thẳng có độ bám dính giữa các lớp mạnh, điều này có thể ngăn chặn sự trượt cắt của mặt cầu trong đoạn dốc dài.

(4) Nó có độ đàn hồi mạnh mẽ và chức năng hấp thụ căng thẳng, có thể ngăn chặn các vết nứt phản xạ của mặt cầu và lớp nền ổn định nước.

5）Nó có độ bền mỏi xuất sắc, có thể làm mỏng độ dày của bề mặt đường và đồng thời kéo dài

Một số lượng lớn các trường hợp xây dựng thành công cho thấy nhựa đường cao su có thể được sử dụng rộng rãi trong việc phủ lớp đường xi măng, đường mới, sửa chữa mặt đường nhựa cũ, mặt đường cầu và các dự án khác. Chi phí hiệu quả của nó tốt hơn nhiều so với các loại nhựa đường biến tính khác, trong đầu tư xây dựng, chi phí bảo trì thấp hơn so với các loại nhựa đường biến tính khác, mặt đường nhựa đường cao su đồng thời, tuổi thọ của hiệu suất đường cũng có những lợi thế rõ ràng.