ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПОДГОТОВКИ БИТУМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧИХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

Полезная модель относится к производству дорожностроительных материалов, а именно к подготовке битума при приготовлении горячих асфальтобетонных смесей.
Производство асфальтобетонных смесей осуществляется на асфальтобетонных заводах (АБЗ).
Известна технологическая линия подготовки битума для приготовления горячих асфальтобетонных смесей, включающая резервные емкости (битумоплавильни), рабочий (расходный, распределительный) котел, контур рециркуляции, битумный дозатор (см. Гезенцвей Л.Б. Технология производства асфальтового бетона. М.: Изд-во Министерства Коммунального Хозяйства РСФСР, 1953, 236 с., стр.73).
Наиболее близким техническим решением является технологическая линия подготовки битума для приготовления горячих асфальтобетонных смесей включающая резервную емкость, емкость интенсивного нагрева, емкость для адгезионной добавки, битумный насос, рабочий котел и битумный дозатор (Патент RU №109147 МПК Е01С 19/08 опубл. 10.10.2011 Бюл. №28).
Однако известная линия имеет недостаток - пребывание битума при высокой (140-160°С) технологической температуре (в емкости интенсивного нагрева и в рабочем котле) приводит к необратимым ухудшениям свойств вяжущего (см. Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М.: транспорт, 1984, 229 с., стр.39).
Задачей полезной модели является снижение негативного влияния высокой технологической температуры на качество битума при его подготовке в процессе приготовления горячих асфальтобетонных смесей, за счет снижения температуры подготовки.
Сущность полезной модели заключается в том, что технологическая линия, включающая резервную емкость, емкость интенсивного нагрева, емкость для адгезионной добавки, битумный насос, рабочий котел и битумный дозатор, имеет дополнительно узел для вспенивания битума и емкость для воды, при этом конечная температура битума в резервной емкости не превышает 80-100°С, в рабочем котле не превышает 120-140°С.
Технический результат.
Снижение температуры битума в резервной емкости, емкости интенсивного нагрева и в рабочем котле позволяет сохранить качество битума и уменьшить затраты энергии на его подготовку.
Узел для вспенивания обеспечивает смешение горячего битума с водой и образование пены с вязкостью ниже вязкости битума, что облегчает смачивание минеральной поверхности компонентов асфальтобетонных смесей и улучшает условия перемешивания.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой линии.
Линия состоит из резервной емкости 1, емкости интенсивного нагрева 2, емкости для добавки 3, битумного насоса 4, рабочего котла 5, битумного дозатора 6, узла для вспенивания битума 7 и емкости для воды 8.
Линия работает следующим образом.
Нагретый до температуры не более 80-100°С битум из резервной емкости 1 поступает в емкость интенсивного нагрева 2. Туда же из емкости для добавки 3 подается необходимое количество добавки (при ее применении). После чего осуществляется нагрев и смешение битума и добавки насосом 4. Разогретый до температуры 120-140°С битум насосом 4 подается в рабочий котел 5, из которого самотеком поступает в битумный дозатор 6. Заданный объем битума поступает в узел для вспенивания 7, где происходит его объединение с водой, поступающей из емкости для воды 8, и пенообразование.
Предлагаемая технологическая линия позволяет снизить высокотемпературное воздействие на битум, за счет изменения температурных режимов работы резервной емкости 1, емкости интенсивного нагрева 2 и рабочего котла 5, а также введения узла для вспенивания битума 7 и емкости для воды 8.
Вспенивание битума, в процессе которого битум переходит в относительно устойчивую тонкодисперсную гетерогенную систему, состоящую из вяжущего, воздуха, воды (пара) и поверхностно-активных веществ, дополнительно вводимых в битум, существенно облегчает процесс перемешивания смеси, происходит более равномерное и полное распределение битума по поверхности минеральных материалов. При этом не происходит химической реакции, а на короткое время изменяется физическое состояние битума, выражающееся в образовании пены.
Подготовка битума БНД 60/90 в предлагаемой технологической линии производилась при различных значениях конечной температуры битума в резервной емкости и в рабочем котле.
Результаты оценки физико-механических свойств битума представлены в таблицах 1 и 2.
При конечной температуре битума в резервной емкости 120°С и более наблюдаются ухудшения физико-механических свойств с выходом за границы установленные ГОСТ 22245-90.
При конечной температуре битума в рабочем котле более 140°С также наблюдаются ухудшения физико-механических свойств с выходом за границы установленные ГОСТ 22245-90.
Таблица 1
Физико-механические свойства битума
Конечная температура нагрева битума в резервной емкости, °С
Физико-механические характеристики битума
Глубина проникания иглыпри +25°С, 0,1 мм
Глубина проникания иглы при 0°С, 0,1 мм
Температура размягчения по кольцу и шару, °С
Температура хрупкости, °С
Исходный битум БНД 60/90
65
23
48
-16
Требования ГОСТ 22245-90 для БНД 60/90
61-90
не менее 20
не ниже 47
не выше -15
Битум БНД 60/90 после подготовки в технологической линии
60
65
23
48
-16
80
65
23
48
-16
100
65
22
48
-16
120
65
19
48
-16
140
62
18
48
-15
Таблица 2
Физико-механические свойства битума
Конечная температура нагрева битума в рабочем котле, °С
Физико-механические характеристики битума
Глубина проникания иглы при +25°С, 0,1 мм
Глубина проникания иглы при 0°С, 0,1 мм
Температура размягчения по кольцу и шару, °С
Температура хрупкости, °С
Исходный битум БНД 60/90
65
23
48
-16
Требования ГОСТ 22245-90 для БНД 60/90
61-90
не менее 20
не ниже 47
не выше -15
Битум БНД 60/90 после подготовки в технологической линии
100
65
23
48
-16
120
65
23
48
-16
140
65
22
48
-16
160
65
19
48
-14