Inštalácia in-line spracovania spojiva davial pbv in-line (inštalácia na výrobu polymér-bitúmenového spojiva). Metodické odporúčania pre použitie polymér-bitúmenového spojiva (na báze DST) pri výstavbe cestného, mostného a letištného asfaltu

Polymérno-bitúmenové spojivo (ďalej len PBB) je jednou z hlavných zložiek vrchnej vrstvy asfaltobetónových vozoviek moderné cesty, čím sa výrazne predlžuje ich životnosť z 3-4 rokov (pri použití klasického cestného bitúmenu) na 7-10 rokov. PBB výrazne zvyšuje pevnosť, odolnosť proti praskaniu, tepelnú odolnosť, šmykovú odolnosť, odolnosť voči vode a mrazu povrchu vozovky. Najvýraznejšou charakteristikou asfaltovej vozovky vyrobenej s použitím PMB, ktorá umožňuje odhaliť rozdiel medzi polymérasfaltovým betónom a tradičným asfaltovým betónom, je koeficient teplotnej citlivosti. Asfalt na PMB je oveľa menej citlivý na zmeny teploty. Rast ceny Celkové náklady výstavby motorovej cesty s použitím PMB nie je viac ako 1 %. Náklady sú zároveň plne splatené za niekoľko rokov prevádzky cesty.

Prax používania PMB je rozšírená v USA, Európe a Číne. V posledných rokoch je táto technológia v Rusku čoraz viac žiadaná. Takže napríklad v máji 2013 bol vydaný metodický dokument odbočky ODM 218.3.026-2012 „Odporúčania na použitie vysokohustotného asfaltového betónu na báze polymérno-bitúmenových spojív na povrchy vozoviek v rôznych klimatických podmienkach. Ruská federácia". V súlade s týmito dokumentmi sa odporúča použiť PBB v súlade s GOST R 52056 ako súčasť asfaltového betónu s vysokou hustotou namiesto bitúmenu v súlade s GOST 22245, čo môže výrazne zlepšiť kvalitu povrchu vozovky, berúc do úvahy skutočné klimatické podmienky a dopravné podmienky, za ktorých sú povrchy ciest prevádzkované v ktoromkoľvek regióne Ruska. Výkon vozovky, jej rovnosť, neprítomnosť alebo prítomnosť defektov na nej je najdôležitejšou a v niektorých prípadoch hlavnou charakteristikou spotrebiteľskej kvality vozovky, pretože sa určuje rýchlo a vizuálne.

Ako viete, Rusko sa vyznačuje drsným a ostro kontinentálnym podnebím na jednej strane s nízkymi zápornými teplotami a vysokými kladnými teplotami na strane druhej. Takže napríklad teplota vzduchu v najchladnejších oblastiach v zime môže dosiahnuť mínus 63 ° C a v horúcich letných dňoch sa povrch náteru môže zahriať na vysoké teploty, od 55 ° C do 62 ° C. Teplotný rozsah, v ktorom náter pracuje, teda dosahuje 125 ° C. Okrem toho v prúde automobilov tvoria významnú časť nákladné autá, ktoré určujú zvýšené dynamické účinky na povlaky, zvyšujú amplitúdu vychýlenia, vyvolávajú únavové procesy a urýchľujú akumuláciu plastické deformácie a mikrotrhliny.

Aby sa zohľadnili klimatické podmienky prevádzky náterov, aby sa zabezpečila ich požadovaná odolnosť proti praskaniu a odolnosť proti šmyku, PBB musí spĺňať všetky vysoké požiadavky. Tepelná citlivosť bráni bežnému bitúmenu správať sa dobre pri vysokých aj nízkych teplotách, čo núti nejakým spôsobom „upravovať“ vlastnosti bitúmenu. Prítomnosť asfalténov určuje špecifické vlastnosti bitúmenu, a to viskozitu (plasticitu) a elasticitu, odolnosť voči určitým typom deformácií, priľnavosť a väzbové vlastnosti. Elasticita a plasticita sú spôsobené prítomnosťou živíc a malténov. Analýzou skupinového zloženia bitúmenu a vlastností komponentov je možné posúdiť, ktoré parametre sú najdôležitejšie pri modifikácii bitúmenu polymérmi. Určujúcim faktorom je kompatibilita bitúmenu s polymérmi. Rozpustnosť polymérnych materiálov v bitúmene závisí od mnohých parametrov, z ktorých najdôležitejšie sú: rozdiel v parametroch rozpustnosti polyméru a malténovej fázy polyméru, ako aj množstvo a typy asfalténov obsiahnutých v bitúmene.

Technologický proces výroby PBB možno rozdeliť na dve časti: priamu výrobu, kedy sa bitúmen zmiešava s polymérom v špecializovanej inštalácii a zrenie v skladovacích nádržiach hotového PBB, kde pri kontakte s bitúmenom dochádza k vytvoreniu elastomérových blokov polymér napučiava, absorbuje významný podiel malténovej frakcie bitúmenu. Po zmiešaní s bitúmenom teda polymér napučí a objem obohatenej fázy je 5 až 10-násobok objemu polyméru pridaného do zmesi. Vysoké úžitkové vlastnosti sa dosahujú len za podmienky presnej kontroly dávkovania polyméru a jeho distribúcie v bitúmenovej hmote. Ako ukázali štúdie európskych odborníkov, najlepšie rýchlosti distribúcie (homogenizácie) sa dosahujú pri použití mlyna s vysokým stupňom mletia. Mlynček (homogenizátor) je Hlavná časť závod na výrobu PMB. Na trhu je viacero typov mlynov, väčšina z nich je určená pre iné priemyselné odvetvia (potravinársky, chemický, drevospracujúci), ale využíva sa na výrobu polymérom modifikovaného bitúmenu. MASSENZA vyvinula vlastný mlyn, špeciálne navrhnutý na výrobu modifikovaného bitúmenu, a je najlepší v tomto odvetví. Okrem toho spoločnosť MASSENZA vyvinula špeciálny systém s čerpadlom s premenlivou rýchlosťou napájajúceho mlyn. Takýto systém umožňuje samotnému mlynu neplytvať energiou na čerpanie (ako je tomu u väčšiny iných výrobcov), smerovať všetku na mletie a tiež neustále zabezpečuje maximálnu výťažnosť produktu reguláciou toku surovín. Stojí za zmienku, že špecialisti MASSENZA neustále pokračujú vo výskume interakcie polyméru a bitúmenu, vplyvu procesu mletia v mlyne na kvalitu konečného produktu a v roku 2014 továreň uviedla na trh nový model mlyna - PMB 490-S, ktorého konštrukčné prvky sú navrhnuté tak, aby výsledný produkt mal tie najvyššie vlastnosti. Nový mlyn poskytuje jemnejšiu disperziu, čo zase pomáha skrátiť čas fázy chemického dozrievania a zvýšiť produktivitu. Tento model v porovnaní s predchádzajúcimi obsahuje nasledujúce vylepšenia:

veľký rotor a stator;
materiály odolnejšie voči opotrebovaniu;
vylepšený systém na privádzanie bitúmenu a polyméru do mlyna;
nový dizajn brúsnych prvkov rotora a statora.

Nová konfigurácia homogenizátora umožňuje zvýšiť efektivitu jeho prevádzky o 40 % v porovnaní s predchádzajúcimi modelmi, čo zase zvýšilo produktivitu závodov na výrobu PMB.

Okrem procesu mletia kvalita PMB vo veľkej miere závisí od presného dodržiavania receptúry, a teda od presnosti dávkovania zložiek v závode. Častokrát továrne na výrobu PMB nemajú systém na meranie dávkovania polyméru a obsluha si dávkovanie reguluje meraním množstva vo vrecúškach, prípadne je zavedený systém na objemové meranie dávkovania polyméru do zásobníka, ktorý má tiež veľké chyby. Závody na výrobu PMB firmy MASSENZA sú vybavené kŕmnym zásobníkom s objemom 600 litrov, ktorý má automatický vážiaci systém na dávkovanie polyméru. Násypka je umiestnená na tenzometroch, čo umožňuje presnú kontrolu dávkovania polyméru. Presnosť dávkovania bitúmenu je rovnako dôležitá. Výrobcovia zariadení riešia tento problém dvoma spôsobmi: buď vybavia miešacie nádrže tenzometrami a s ich pomocou riadia dávkovanie bitúmenu aj polyméru. Čo je chybné technologické rozhodnutie, keďže šnek a všetky napojené potrubia tlačia hmotu na dávkovanie polyméru na nádobu, kde sa polymér dávkuje a prenášajú sa aj vibrácie z prevádzky agregátov (čerpadlá, mlyn, miešačky). To všetko vedie k tomu, že tento systém vydáva veľmi veľkú chybu indikácií. Alebo jednotky realizujú objemové dávkovanie bitúmenu v závislosti od presnosti podávania čerpadla, otváranie - zatváranie ventilov. Dávkovanie bitúmenu pri čerpaní do inštalácie MASSENZA prebieha inovatívnejším spôsobom prostredníctvom špeciálneho zariadenia na Coriolisovom princípe (merací systém v plášti meria prietok bez ohľadu na ostatné parametre kvapaliny, ako napr. teplota, tlak, viskozita, elektrická vodivosť atď.). Okrem toho je tento systém vybavený reguláciou teploty vstupujúceho bitúmenu, pretože pre správnu modifikáciu bitúmenu polymérmi veľký význam majú teplotné podmienky a presnosť ich dodržiavania. To znamená, že ak počiatočný bitúmen nezodpovedá požadovanej teplote (pre akúkoľvek možné dôvody), proces sa zastaví a systém to signalizuje operátorovi.

Ako je známe, cestný bitúmen vyrobené v Rusku nespĺňajú vlastnosti požadované na výrobu PMB. Bitúmen nie je dostatočne odolný voči praskaniu, nie je odolný voči teplu, nie je elastický a oxidovaný (chudobný na aromáty). Na zlepšenie znášanlivosti polyméru s bitúmenom a vytvorenie priestorovej štruktúrnej siete sa ako jedna zo zložiek PMB používajú špeciálne aditíva alebo aromatické oleje (s cieľom obohatiť bitúmen chudobný na olej, tj urobiť akúsi prvotnú úpravu bitúmenu s olejmi). Jednotky MASSENZA majú linku na zavádzanie zmäkčovadiel (aromatických olejov) a tento systém s vyhrievacím plášťom je špeciálne navrhnutý pre najpopulárnejšie zmäkčovadlá v Rusku, dávkované pri teplotách do 120 stupňov Celzia.
Okrem presnosti dávkovania všetkých zložiek a efektívnej homogenizácie bitúmenu s polymérom je dôležitým kritériom, od ktorého výrazne závisí kvalita finálneho produktu, teplotný režim výroby. V jednotkách MASSENZA sú všetky čerpadlá, nádrže, ventily a mlyn vykurované tepelným olejom. Tento systém„Nepriame vykurovanie“ poskytuje množstvo výhod oproti parnému, tepelnému a elektrickému vykurovaniu. V prvom rade je vďaka ohrevu oleja možné jedným okruhom olejovej cirkulácie zabezpečiť vykurovanie všetkých potrebných zariadení: vnútorné potrubia a jednotky závodu na výrobu PMB, ako aj celú pomocnú infraštruktúru (potrubia, bitúmenové čerpadlá , nádrže, ventily, ventily). Pri olejovom „mäkkom ohreve“ nedochádza k oxidácii a koksovaniu bitúmenu, a teda k znehodnoteniu už nie ideálneho bitúmenového spojiva z hľadiska jeho výkonnostných charakteristík. Olejové vykurovacie systémy sú tiež spravidla najefektívnejšie z hľadiska prevádzkových nákladov na tepelnú energiu a je veľmi dôležité, aby takýto vykurovací systém umožňoval presne odolávať všetkým teplotným podmienkam vo všetkých technologických štádiách výroby PMB, ktoré kvalitatívne ovplyvňuje vlastnosti konečného produktu.

V dôsledku modifikácie bitúmenu polymérmi s elastickými a plastickými vlastnosťami sa získa polymérne bitúmenové spojivo (PBB). PBV má vysokú kvalitu nový materiál, ktorého použitie umožňuje predĺžiť životnosť vozoviek. Ak porovnáme PBB s obyčajným bitúmenom, možno si všimnúť, že modifikovaný produkt má celý rad nových vlastností: odolnosť proti praskaniu, elasticitu, zvýšenú pevnosť v ťahu a širokú škálu plasticity.

Výroba polymérnych bitúmenových spojív

Doteraz sú metódy modifikácie bitúmenu polymérmi preštudované a zvládnuté v dostatočnej miere. Výrobu PMB je možné organizovať ako v asfaltobetónkach s terminálom, tak aj vo vlastných výrobných prevádzkach.

Získavanie vysokokvalitných polymérno-bitúmenových spojív (PBB) pre následnú výrobu asfaltového betónu nestráca na aktuálnosti už mnoho rokov. Je to spôsobené predovšetkým tým, že na rozdiel od tej istej bitúmenovej emulzie zostáva PBB stále produktom, ktorý si nemôže dlhodobo zachovať svoje vlastnosti, t.j. rýchlo zhoršiť.

PMB majú tendenciu stratifikovať, a preto vyžadujú účinné miešanie. Nemalo by sa zabúdať ani na to, že PBB získaný s použitím polymérov SBS v podmienkach vysokej teploty je pomaly ovplyvňovaný deštruktívnymi procesmi. K strate vlastností materiálu dôjde tým rýchlejšie, čím vyššia je jeho aktuálna teplota.

Toto je hlavná ťažkosť pri práci s PMB, pretože je vždy potrebné zabezpečiť čo najkratší časový interval medzi výrobou a použitím spojiva pri výrobe asfaltobetónovej zmesi.

K dnešnému dňu možno za najefektívnejší spôsob výroby PBB považovať proces využívajúci zariadenie, ako je koloidný mlyn. Stal sa nástupcom konvenčného mixéra, ktorý bol predtým inštalovaný v zásobovacích nádobách. Najprv sa do týchto nádob umiestnil bitúmen a potom sa nalial polymér. Potom sa obsah miešal až do úplného rozpustenia polyméru. V tomto prípade má na dobu varenia podstatný vplyv teplota bitúmenu a účinnosť miešačky.

Hlavná podstata procesu prežila dodnes. Polymér sa rozpúšťa v malténovej frakcii bitúmenu, po ktorej vytvára škrupinu, pod ktorou sa nachádza nerozpustené jadro častice. Hlavnou úlohou koloidného mlyna je odstrániť napučanú škrupinu a odkryť jadro, aby sa vytvorili podmienky na jeho rozpustenie v bitúmene. Pre úplné rozpustenie polyméru je potrebné zabezpečiť cirkuláciu látky cez dispergátor.

Existujú aj technológie, ktoré nezahŕňajú viacnásobné hranie. V tomto prípade polymér vstupuje do mlyna raz spolu s prúdom bitúmenu, ktorý je prakticky pevný. Pri prechode cez medzeru medzi rotorom a statorom sa polymér rozdrví na požadovanú veľkosť. Proces tým nekončí - výsledná látka sa musí miešať, kým sa nedokončia všetky procesy rozpúšťania častíc polyméru.

Ako vidíte, výroba asfaltového betónu a PMB sú dve samostatné výroby s rôznymi cyklami. To znamená, že najprv musíte získať požadované množstvo a až potom môžete začať vyrábať asfalt.

Aplikácia polymérnych bitúmenových spojív

Funkcia poskytovania maximálnej odolnosti voči únavovému zaťaženiu, ako aj odolnosti voči zmenám teplotných podmienok, je priradená povrchom vozovky. Úprava bitúmenu je jednou z najsľubnejších oblastí na zvládnutie týchto úloh.

Modifikovaný bitúmen je drahší ako bežný bitúmen, ale jeho podiel v asfaltobetónovej vozovke je len 6%. Praktické výpočty potvrdzujú, že nárast ceny za položenie kilometra vozovky bude asi 1%. Vzhľadom na skutočnosť, že použitie modifikovaného bitúmenu umožňuje predĺžiť životnosť povrchu vozovky 2-3 krát, potom ekonomická realizovateľnosť použitia tohto materiálu nevyvoláva žiadne pochybnosti.

Neupravený bitúmen má určité nevýhody, medzi ktoré patria:

vysoká tepelná citlivosť. Bitúmen pri vysokých teplotách mäkne a pri nízkych teplotách sa drobí;
zlé mechanické vlastnosti;
nízka elasticita;
sklon k starnutiu.

Práve tieto nedostatky podnietili množstvo štúdií, ktoré to ukázali polymérne materiály sú najlepšie modifikátory na zlepšenie kvality a výkonu bitúmenu.

Modifikovaný bitúmen vzniká spojením bežného bitúmenu a polyméru. Takýto materiál je schopný poskytnúť viac vysoký stupeň kvalita, ktorá sa prejavuje zlepšenými vlastnosťami pri teplotných zmenách, zlepšenými elastoplastickými vlastnosťami, zlepšenou súdržnosťou a priľnavosťou k plnivám, zvýšenou odolnosťou proti únave materiálu, spomalením procesu starnutia.

Stupeň účinnosti každej z uvedených výhod je určený typom bitúmenovej bázy a polyméru, ako aj vlastnosťami aplikovaného technologický postup.

Bitúmen je koloidná látka s asfalténovými micelami obklopenými živicami a dispergovanými vo vysokoviskóznych olejových fázach (maltény). Špecifické vlastnosti bitúmenu sú určené práve prítomnosťou asfalténov. Odolnosť a ťažnosť sú tiež ovplyvnené obsahom živice a malténov.

Kvalitné bitúmenové zmesi by si mali zachovať priľnavosť a priľnavosť za súčasných podmienok po celý rok. Keďže bitúmen je tepelne citlivý materiál, nemôže sa správať rovnako pri vysokých aj nízkych teplotách. Preto si bitúmeny vyžadujú úpravu.

Už viac ako 10 rokov existuje stály trend zvyšovania vládnych objednávok na výstavbu ciest s použitím polymérneho bitúmenového spojiva (PBB). A od 1. novembra 2014 bola zavedená namiesto hlavnej normy pre asfaltový betón - GOST 9128-2009 nový GOST 9128-2013, so zahrnutými zmesami na polymér-bitúmenové spojivá (PBB) na báze styrén-butadién-styrénových (SBS) blokových kopolymérov. Obzvlášť časté zákazky sú na federálnych diaľniciach, spoplatnených diaľniciach a v dvoch hlavných mestách – Moskve a Petrohrade. Cena modifikovaného spojiva vyrábaného výrobcom sa môže značne líšiť od regiónu, ale v priemere sa pohybuje od 24 do 28 rubľov s DPH za kg.

Popis:

V skutočnosti, PBV- nič iné ako strúhaný termoplastický elastomér typu styrén-butadién-styrén (SBS) v bitúmene. Termoplastický elastomér má tú vlastnosť, že sa v horúcom stave natiahne a v studenom stave sa stane elastickým. Zhruba povedané, proces vulkanizácie v termoplastických elastoméroch nastáva v dôsledku poklesu teploty, a preto sa za normálnych podmienok správa ako vulkanizovaná guma a za tepla ako primárna guma. V procese mletia termoplastického elastoméru je dôležité rozdrviť ho čo najmenšie a rozptýliť ho v celom objeme bitúmenu, preto je potrebné venovať osobitnú pozornosť koloidnému mlynu, pri prevádzke ktorého jemnosť polyméru brúsenie v prvom rade závisí.

čísla:

Niektorí veľkí výrobcovia PMB nahrádzajú SBS lacnejšími polymérmi alebo gumovou drvinou, čo pri správnom prístupe výrazne neovplyvní vlastnosti finálneho produktu, no umožňuje výraznú úsporu, porovnajte sami:

Náklady na SBS - od 180 rubľov za kg,

Náklady na gumovú drobku do 1 mm - 20 rubľov za kg,

Náklady na sekundárne plasty sú od 15 rubľov za kg.

Ak 1 tona PBB vyžaduje 40 kg SBS, potom nahradením dokonca 10 kg môžete ušetriť 1,5 tisíc rubľov.

Samozrejme, nikto z výrobcov PMB otvorene nepriznáva nahradenie drahého materiálu druhotnými surovinami, ak však vlastnosti finálneho materiálu spĺňajú požiadavky GOST, prečo nie?

V bežnom laboratóriu nebude možné kontrolovať prítomnosť gumovej drviny a sekundárnych plastov.
To si vyžaduje vzácne vybavenie - schopné rozpúšťať bitúmen, oddeľovať ho od kamenného materiálu a organických nečistôt (ako je gumová drvina).

Ak máte záujem o výrobu PMB, ale aktívne hľadáte prístupy na zníženie výrobných nákladov, tu je niekoľko odporúčaní:

Analyzujte trh SBS. V Rusku sú zastúpené významnými hráčmi ako Croton, LG-Chem, Sibur a málo známi výrobcovia z Ameriky, Kórey, Číny, Japonska, ktorých ceny sa môžu priaznivo porovnávať so známymi.

Pri výmene SBS za lacnejšie komponenty skontrolujte, ako to ovplyvní konečný produkt. Najčastejšie má takýto PBB buď zníženú rozťažnosť, alebo teplota počas CES (prstenec a loptička) klesá. Na stabilizáciu týchto ukazovateľov odporúčame používať nielen lacné náhrady,
ale aj chemické prísady do bitúmenu, ako aj na vykonanie predbežnej prípravy surovín pred ich zavedením do zariadenia.

Ak pracujete v ABZ, potom niektoré zložky môžu byť odoslané na miešanie v suchej forme, napríklad modifikátor môže byť vložený priamo do miešačky, pretože už obsahuje chemické prísady na predúpravu dodávaného materiálu.

Okrem možnosti priamej náhrady SBS lacnejšími komponentmi existujú skúsenosti s používaním chemických prísad na zlepšenie disperzie polymérnych častíc. Jednou z týchto prísad je kyselina polyfosforečná, ktorá ušetrí až 20 % pridaného SBS. S takýmito prísadami však musíte pracovať mimoriadne opatrne, pretože niektoré z nich majú vedľajšie vlastnosti na samotnom bitúmene, ktoré sa nemusia prejaviť v prvom roku, ale v budúcnosti prispievajú k jeho zrýchlenému starnutiu (oxidácii).

POPIS KONTINUÁLNEHO VÝROBNÉHO PROCESU PMB (PMB)

V nedávne časy celosvetovo výrazne rastie používanie polymérom modifikovaného bitúmenu (PMB) alebo polymér-bitúmenového spojiva (PMB). Početné testy potvrdzujú výrazné zvýšenie životnosti vozoviek PMB, najmä v regiónoch s vysokými teplotnými výkyvmi a zvýšeným zaťažením vozoviek.

ENH Engineering je jedným z popredných svetových výrobcov zariadení na výrobu PMB. Nezávisle sme vyvinuli a vyrobili veľké množstvo zariadení kontinuálneho (kontinuálneho) typu, ktoré majú nepopierateľné výhody oproti cyklickým zariadeniam.

Tu Stručný opis kontinuálny výrobný proces PMB.

Východiskové materiály sa zavádzajú do zariadenia samostatne. Hlavným prvkom je bitúmen, ostatné materiály mu zasahujú. Bitúmen sa zahrieva na teplotu 140-180°C konštantným prietokom cez výmenník tepla, ktorý je vyhrievaný termickým olejom na teplotu 240°C a má výkon 400 kW. V niektorých prípadoch možno do bitúmenu pridať jeden alebo viacero aromatických olejov spolu s adhezívnymi činidlami, aby sa zlepšili vlastnosti konečného PMB. Dávkovanie všetkých kvapalín sa vykonáva pomocou prietokomerov. Aktuálna hodnota je zaregistrovaná riadiacim systémom a automaticky upravená podľa receptu.

Polyméry, v tomto prípade SBS, sa zavádzajú pomocou vážiaceho dávkovacieho systému. Pozostáva zo váh umiestnených na snímačoch zaťaženia. Snímače zaťaženia sú pripojené k počítaču, do ktorého je riadené dávkovanie polyméru. Presnosť systému je veľmi vysoká.

Z dávkovacieho systému sa polyméry posielajú do malej nádoby na predbežné zmiešanie s bitúmenom a inými kvapalinami. Z tejto nádoby zmes vstupuje do mlyna. V mlyne sa polymérny granulát rozdrví na malé častice a účinne sa vmieša do bitúmenu.

(zariadenie na výrobu polymérneho bitúmenového spojiva)

Prehľad technológie.

Problematika zabezpečenia výroby kvalitného polymér-bitúmenového spojiva a následnej výroby asfaltového betónu s jeho využitím je už dlhé roky skúmaná veľkým počtom odborníkov. Je to spôsobené okrem iného aj tým, že na rozdiel napríklad od bitúmenovej emulzie je polymér-bitúmenové spojivo stále „skazeným“ produktom:

po prvé, PBB má stabilnú tendenciu k stratifikácii, a preto si vyžaduje účinné miešanie so značným časom skladovania;

po druhé, v polymér-bitúmenovom spojive pripravenom s použitím najpopulárnejších styrén-butadién-styrénových termoplastických elastomérov (SBS), ktoré je v procese prevádzkového skladovania pri dostatočne vysokej teplote, pomaly prebiehajú deštruktívne procesy. Zároveň platí, že čím vyššia je teplota PBB, tým rýchlejšie dochádza k deštrukcii a strate vlastností spojiva.

Tieto okolnosti značne sťažujú prácu s PBB a kladú spotrebiteľovi za úlohu zorganizovať čo najkratší časový interval medzi výrobou PBB a jeho použitím pri príprave asfaltobetónovej zmesi.

Väčšina efektívne metódy príprava PMB, zahŕňajúca použitie dispergačných činidiel (koloidných mlynov), v skutočnosti prešla evolučnou cestou vývoja od jednoduchých miešačiek v nádržiach na spotrebný bitúmen. Koniec koncov, ako viete, polymérno-bitúmenové spojivo možno pripraviť v bežnej zásobovacej nádobe s bitúmenom, naliať tam požadované množstvo polyméru a miešať, kým sa úplne nerozpustí. Tu je čas varenia veľmi závislý od teploty bitúmenu a účinnosti miešačky.

V tomto prípade je podstata procesu rovnaká: polymérna častica, ktorá sa rozpúšťa v malténskej frakcii bitúmenu, "napučia" - to znamená, že sa vytvorí škrupina, pod ktorou sa nachádza ešte nerozpustené jadro častice. Miešadlo, vrátane koloidného mlyna, je navrhnuté tak, aby odstránilo napučanú škrupinu, čím sa obnaží suché jadro, ktoré sa zase začne rozpúšťať v bitúmene. Na realizáciu tohto procesu sa organizuje cirkulácia polymérnej bitúmenovej hmoty cez dispergátor, kým sa polymér úplne nerozpustí.

Malou odchýlkou od tohto procesu je spôsob výroby PMB, ktorý výrobca charakterizuje ako in-line technológiu, podľa ktorej nie je zabezpečená viacnásobná cirkulácia cez dispergátor a polymér prechádza mlynom iba raz. Zároveň do nej vstupuje prúdom bitúmenu prakticky ešte v tuhom stave a prechodom cez medzeru medzi rotorom a statorom sa takpovediac „splošťuje“ na príslušnú veľkosť. Okrem toho sa poskytuje dvojhodinové miešanie, ktoré je nevyhnutné na dokončenie procesov rozpúšťania častíc polyméru.

V každom prípade teda zostáva etapovitosť výrobného procesu, ktorá určuje nesúdržnosť procesov výroby polymérom modifikovaných bitúmenových a asfaltobetónových zmesí. Ide o dve odlišné inscenácie s rôznymi cyklami. V skutočnosti je potrebné najskôr vyrobiť potrebné množstvo modifikovaného bitúmenu a následne ho použiť na výrobu asfaltu. Vzhľadom na to vyvstávajú otázky týkajúce sa skladovania PBB, jeho miešania, zmien jeho vlastností počas skladovania, po zahriatí atď.

Nie také akútne, ale v mnohých ohľadoch rovnaké otázky vyvstávajú pri pridávaní adhéznej prísady do bitúmenu, príprave skvapalneného bitúmenu, spojiva na prípravu takzvaných "teplých" asfaltových zmesí - Warm Mix Asphalt. Pri týchto procesoch je potrebná aj vyrobiteľnosť a súdržnosť výroby spojiva a jeho spotreby umožňuje zabezpečiť najnižšie dávkovanie resp. najlepšia kvalita pri absencii problémov so skladovaním materiálov.

Popis navrhovanej technológie.

Vývojový diagram procesu.

Vývojový diagram nášho procesu je znázornený na nasledujúcom obrázku:

Podstata technologického procesu podľa schémy v súlade s obrázkom sa redukuje na prechod polyméru zo suchého stavu do kvapalného stavu extrúziou a následným zmiešaním viskózneho tečúceho polyméru s bitúmenom zahriatym na prevádzkovú teplotu. V tomto prípade sa v priebehu pohybu materiálov súčasne vykonáva niekoľko procesov:

1) extrúzia polyméru, kombinujúca miešanie a rozpúšťanie výslednej taveniny s určitým množstvom bitúmenu alebo plastifikátora;

2) zmiešanie výslednej abnormálne viskóznej kvapaliny s určitým množstvom bitúmenu a výsledkom je polymér-bitúmenové spojivo s vysokým alebo super vysokým obsahom polyméru;

3) následné zmiešanie polymér-bitúmenového koncentrátu s hlavným prúdom bitúmenu v pomeroch, ktoré poskytujú požadovaný obsah polyméru v hotovom PMB.

Proces prebieha in-line, v čistom in-line režime, to znamená, že na vstupe do jednotky máme bitúmen a suchý polymér, na výstupe - PMB, ihneď pripravené na použitie. V rovnakom in-line režime sa môže k spojivu pridať adhézna prísada alebo akákoľvek iná kvapalná zložka, ako aj napríklad ďalšie množstvo zmäkčovadla alebo riedidla v súlade s formuláciou. Teplota bitúmenu na výstupe zo zariadenia je určená teplotou bitúmenu na vstupe.

Ak je potrebné pripraviť skvapalnený bitúmen, bitúmen s adhezívnou prísadou atď. nie je potrebné zapájať energeticky výkonný proces extrúzie, postačuje bežná obsluha dávkovacích liniek a mixéra.

Inštalácia teda v skutočnosti umožňuje spracovať spojivo v širokej škále úloh - od prípravy základného náteru až po polymér-bitúmenové spojivo.

Technológia prípravy polymérneho bitúmenového spojiva realizovaná inštaláciou je patentovaná.

Premeňte polymér na kvapalný stav.

Prevažná väčšina polymérov v modernej priemyselná produkcia spracované extrúziou alebo odlievaním. Extrúzia polymérov je celá oblasť vedy a technológie. Keď už hovoríme o polyméroch používaných na výrobu PBB, tento okruh len zužujeme, ale stále je dosť rozsiahly. Na použitie sú ponúkané termosetové terpolyméry typu Elvaloy a ataktické polypropylény a styrén-etylén-butadién-styrénové (SEBS) kaučuky a samozrejme styrén-butadién-styrénové SBS termoplastické elastoméry. Štúdie o použiteľnosti určitých polymérov v výroba PBB na stavbu ciest vykonáva mnoho špecialistov, avšak styrén-butadién-styrénový termoplastický elastomér SBS zostáva najobľúbenejším v tejto oblasti použitia.

Treba poznamenať, že napriek tomu, že existujú technologické spôsoby extrúzie SBS v takmer čistej forme, aplikovali sme extrúziu so súčasným dodávaním bitúmenu alebo plastifikátora, čo umožňuje znížiť viskozitu taveniny na výstupe z stroj.

Treba poznamenať, že technológia a vybavenie umožňujú opustiť používanie zmäkčovadiel a pracovať výlučne na bitúmene.

Procesy miešania v závode.

Ak prejdeme k ďalšiemu procesu miešania bitúmenu s taveninou polyméru v technologickej schéme, treba poznamenať, že v skutočnosti v miešačke intenzívne prebiehajú dva procesy súčasne: miešanie abnormálne viskóznej kvapaliny - polymérnej taveniny - s newtonovskou kvapalinou. - zahriaty bitúmen, ako aj proces rozpúšťania polyméru v malténovej časti bitúmenu.

Keď už hovoríme o procese rozpúšťania polyméru, treba poznamenať, že jeho rozpustnosť úzko súvisí nielen so zodpovedajúcou kapacitou bitúmenu, teplotou samotného bitúmenu, ako sa zvyčajne uvádza v štúdiách o PBB, ale aj s teplotou samotného polyméru, ako aj oblasti rozhrania. Čím vyššia je teplota polyméru, tým väčšia je plocha jeho kontaktu s bitúmenom, tým vyššia je rýchlosť rozpúšťania.

V našej technológii vstupuje polymér s maximálnou prípustnou teplotou do mixéra, kde je okrem rovnomerného miešania dvoch objemov kvapalín zabezpečená aj dostatočne vysoká kontaktná plocha bitúmenu a taveniny polyméru. Na výstupe z miešačky získame polymér-bitúmenový koncentrát s vysokým percentom obsahu polyméru, napríklad 15 %.

Ďalším procesom podľa technologickej schémy je tiež proces miešania, ale už kvapalín s nie tak odlišnými viskozitami - polymér-bitúmenový koncentrát a čistý bitúmen. Okrem toho sa v tomto štádiu môže pridať adhezívna prísada a iné kvapalné zložky, ak to formulácia vyžaduje. Miešanie sa vykonáva pomocou účinného dynamického mixéra.

Na základe skutočnosti, že čas prechodu roztaveného polyméru cez in-line systém je až 2 minúty a existujúce spôsoby Príprava PBB, pri ktorej sa nevenuje pozornosť priamemu zahrievaniu polyméru, vyžaduje 2 hodiny na prípravu PBB, potom zistíme, že účinnosť rozpúšťania polyméru v dôsledku jeho zahrievania a skorého prechodu do kvapalného stavu sa zvyšuje o viac ako rádovo. .

Práve také výrazné zintenzívnenie procesov rozpúšťania v dôsledku interakcie tenkých úplne roztavených polymérnych filmov s bitúmenovými filmami umožnilo dať procesu charakter prietokového, in-line procesu.

Výhody technológie.

Aj v porovnaní s najmodernejšími technológiami na výrobu PBB od iných výrobcov má naša technológia veľmi dôležité výhody:

1. Vysoká flexibilita výroby, vyváženosť výroby a spotreby, odpadá potreba skladovania PMB as tým súvisiace otázky vrstvenia a pod., čo umožnila implementácia klasického in-line procesu.

2. Absencia odparovania ľahkých frakcií, keďže proces prebieha v systéme uzavretých potrubí a jednotiek bez prístupu vzduchu.

3. Vysoká energetická efektívnosť výrobného procesu, pri ktorom sa energia nevynakladá na neefektívny obeh a miešanie veľkých hmôt bitúmenu.

4. Možnosť prípravy spojiva s vysokým obsahom polymérov vrátane predzmesi.

Začnite tým, že sa naučíte čo najviac progresívna technológia pri príprave PBB pomocou koloidných mlynov sme sa snažili dotiahnuť prednosti tam implementovaných procesov, napríklad proces odstraňovania napučanej polymérnej škrupiny, do ešte väčšej dokonalosti. Vďaka tomu technológia nadobudla prezentovanú podobu a koloidný mlyn sa v podstate pretransformoval na dva celky - extrudér a miešač, čo umožnilo výrazne zintenzívniť výrobný proces a dodať mu charakter prietokovej technológie. .

Absencia vyparovania ľahkých frakcií a akékoľvek významné ukladanie PMB umožňuje očakávať od takéhoto spojiva väčšiu odolnosť voči procesom starnutia, ktoré sa intenzívne vyskytujú v miešačke v závode na výrobu asfaltového betónu. A to zase poskytuje základ pre dobré výsledky pre asfaltový betón pripravený v podstate v jedinom procese s výrobou PMB.

Stručný popis inštalácie.

Inštalácia je namontovaná v 12-metrovom kontajneri, ktorý je rozdelený na tri časti: polymérový bunker, časť operátora, časť procesora.

Násypka na polymér je vyrobená z nehrdzavejúcej ocele a je tepelne izolovaná, čo zaisťuje pohodlné skladovanie polyméru a absenciu kondenzácie v rôznych poveternostných podmienkach. Polymér sa dodáva do spracovateľskej jednotky pomocou ohybnej skrutky namontovanej pod plášťom nádoby.

Procesorová časť obsahuje technologické vybavenie(dávkovač polymérov, extrudér, miešačky, čerpacie, meracie zariadenia atď.), ako aj potrubia. V operátorskej časti sa nachádzajú ovládacie panely.

Steny a strecha kontajnera sú izolované rohožami z minerálnej vlny, pokryté kovovým profilovaným plechom s ľahko umývateľným polymérovým povlakom. Podlaha je pokrytá vrúbkovaným hliníkovým plechom. Bolo nainštalované umelé osvetlenie a vetranie. Medzi procesorovou a obslužnou sekciou je vnútorné okno, prechod je vedený cez interiérové dvere, ktoré majú aj presklenie.

komunikácie.

Inštalácia nevyžaduje pripojenie externých nosičov tepla. Technologické vykurovanie zariadení je kompletne elektrické.
Štandardné nádoby ABZ možno použiť ako spotrebné nádoby na bitúmen.
Ako kontajner hotové výrobky je zabezpečená tepelne izolovaná vertikálna nádoba s miešaním a ohrevom.