Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Полимерно-битумное вяжущее представляет собой композиционный материал, получаемый модификацией дорожного битума термоэластопластами с целью улучшения эксплуатационных характеристик асфальтобетонных покрытий. ПБВ обеспечивает существенное повышение температуры размягчения вяжущего при одновременном снижении температуры хрупкости, что расширяет диапазон работоспособности материала.
Применение полимерно-битумного вяжущего в составе асфальтобетонных смесей позволяет повысить срок службы дорожных покрытий в 2-3 раза по сравнению с традиционными битумами. Материал характеризуется повышенной эластичностью, трещиностойкостью, сопротивлением пластическим деформациям при высоких температурах и устойчивостью к температурным колебаниям.
Производство ПБВ на асфальтобетонных заводах позволяет обеспечить непрерывность технологического цикла и минимизировать временной промежуток между изготовлением вяжущего и его использованием, что критически важно для сохранения качества материала.
Базовым компонентом полимерно-битумного вяжущего является вязкий дорожный битум марок БНД 60/90 или БНД 90/130 по ГОСТ 33133-2014. Битум составляет от 85 до 97 процентов массы готового вяжущего. Перед модификацией битум подвергается обезвоживанию при температуре 160-180 градусов Цельсия для удаления влаги, которая может негативно влиять на процесс взаимодействия с полимером.
В качестве полимерного модификатора применяются блоксополимеры типа стирол-бутадиен-стирол. Термоэластопласт СБС обладает способностью к высокоэластическим деформациям в широком температурном диапазоне от минус 55 до плюс 70 градусов Цельсия. Содержание полимера в составе ПБВ варьируется от 3 до 8 процентов по массе в зависимости от требуемых характеристик конечного продукта.
Полимер поставляется в виде гранул или крошки размером менее 1,25 миллиметра. В процессе производства частицы полимера набухают в битуме, образуя пространственную структурную сетку, которая обеспечивает улучшенные реологические свойства вяжущего.
Пластификатором служит индустриальное масло марки И-40 или аналогичные нефтяные масла. Пластификатор улучшает растворимость полимера в битуме и ускоряет процесс набухания термоэластопласта. Содержание пластификатора составляет от 5 до 10 процентов массы вяжущего. Температура дозирования пластификатора достигает 120 градусов Цельсия.
ПАВ вводятся в количестве до 1 процента для повышения адгезии битума к минеральным материалам и стабилизации полимерно-битумной системы. Адгезионные добавки предотвращают отслоение пленки вяжущего от каменного материала под воздействием воды и нагрузок.
Стационарные установки циклического действия представляют собой комплекс оборудования, включающий реакторы-смесители объемом от 5 до 20 тонн, систему дозирования компонентов, коллоидную мельницу и емкости хранения готового продукта. Производительность таких установок составляет от 6 до 30 тонн в час. Стационарное оборудование интегрируется в инфраструктуру асфальтобетонного завода и обеспечивает регулярное снабжение производства модифицированным вяжущим.
Мобильные установки размещаются в транспортабельных контейнерах и могут перемещаться между различными площадками. Производительность мобильного оборудования обычно составляет от 3 до 10 тонн в час. Мобильные установки применяются при временных проектах или для обслуживания нескольких асфальтобетонных заводов.
Установки ин-лайн обеспечивают приготовление полимерно-битумного вяжущего непосредственно перед подачей в смеситель асфальтобетонной смеси. Такая схема минимизирует время хранения ПБВ и исключает риск расслоения материала. Установка ин-лайн включает компактный реактор с высокоскоростной мешалкой и коллоидную мельницу, интегрированные в битумопровод.
Асфальтобетонный завод производит 30000 тонн асфальтобетонной смеси с содержанием ПБВ 5 процентов в сезон. Необходимое количество ПБВ: 30000 × 0,05 = 1500 тонн. При продолжительности сезона 150 рабочих дней и 8-часовой смене требуемая производительность установки составит: 1500 / (150 × 8) = 1,25 тонны в час. С учетом коэффициента использования оборудования 0,7 расчетная производительность установки должна быть не менее 1,8 тонны в час.
Коллоидная мельница является ключевым элементом установки производства ПБВ. Оборудование обеспечивает тонкое измельчение частиц полимера и их равномерное диспергирование в битуме. Диспергирование увеличивает удельную поверхность контакта компонентов и ускоряет процессы набухания и растворения полимера в битумной матрице.
Коллоидная мельница состоит из следующих основных элементов: рабочая камера с обогревающей рубашкой, ротор с коническими дисками, статор с коническими дисками, входной патрубок диаметром 100 миллиметров, выходной патрубок, система регулировки зазора между дисками, электропривод мощностью от 15 до 45 киловатт.
Рабочая камера мельницы выполнена из высококачественной инструментальной стали Х12 с термообработкой для обеспечения износостойкости. Обогревающая рубашка прокачивается термальным маслом с температурой от 180 до 190 градусов Цельсия для поддержания оптимальной вязкости перерабатываемой смеси.
При вращении ротора со скоростью от 1500 до 3000 оборотов в минуту материал перемещается к периферии под действием центробежных сил. В рабочем зазоре между ротором и статором величиной от 0,1 до 2 миллиметров создаются высокие сдвиговые напряжения, которые разрушают агломераты полимера и измельчают частицы до размера 5-20 микрометров.
Одновременно с измельчением происходит интенсивное перемешивание компонентов, обеспечивающее гомогенизацию смеси. Величина рабочего зазора регулируется в зависимости от вязкости материала и требуемой степени измельчения. Кратность прохождения смеси через коллоидную мельницу определяется физико-механическими свойствами компонентов и обычно составляет от 3 до 5 циклов.
Дорожный битум из основного битумохранилища асфальтобетонного завода подается в реактор-смеситель установки ПБВ. Битум нагревается до температуры 160-170 градусов Цельсия при постоянном перемешивании лопастной мешалкой со скоростью 40-60 оборотов в минуту. На этом этапе производится обезвоживание битума путем выдержки при заданной температуре в течение 30-60 минут.
Параллельно с подготовкой битума в отдельной емкости готовится раствор полимера в пластификаторе. Гранулированный СБС засыпается в нагретое до 100-120 градусов Цельсия индустриальное масло при постоянном перемешивании. Концентрация полимера в растворе определяется рецептурой конкретной марки ПБВ. Время предварительного набухания полимера в пластификаторе составляет от 20 до 40 минут.
Полимер-пластификаторный раствор дозируется и вводится в обезвоженный битум. Температура смешивания поддерживается на уровне 165-175 градусов Цельсия. Смесь перемешивается высокоскоростной мешалкой в течение 15-30 минут для первичного распределения полимера в битуме.
Смесь циркуляционным насосом подается через коллоидную мельницу. Материал проходит через мельницу многократно до достижения требуемой степени диспергирования полимера. Общее время обработки в коллоидной мельнице составляет от 60 до 120 минут в зависимости от производительности оборудования и рецептуры.
После диспергирования смесь выдерживается в реакторе при температуре 165-175 градусов Цельсия и медленном перемешивании в течение 2-4 часов. В процессе созревания завершается набухание полимера и формирование окончательной структуры вяжущего.
По окончании созревания отбирается проба для лабораторного контроля однородности, глубины проникания иглы, температуры размягчения, растяжимости и эластичности. При соответствии показателей требованиям ГОСТ Р 52056-2003 материал передается в емкости хранения.
Готовое ПБВ хранится в емкостях с системой подогрева при температуре 160 градусов Цельсия и медленным перемешиванием лопастными мешалками. Время хранения без перемешивания не должно превышать 8 часов. При транспортировании в битумовозах на расстояния более 3 часов необходимо останавливаться каждые 2 часа для перемешивания содержимого циркуляцией насоса.
Качество полимерно-битумного вяжущего регламентируется требованиями национального стандарта ГОСТ Р 52056-2003. В зависимости от глубины проникания иглы при 25 градусах Цельсия ПБВ подразделяется на марки: ПБВ 40, ПБВ 60, ПБВ 90, ПБВ 130, ПБВ 200 и ПБВ 300. Числовое обозначение марки соответствует нижнему пределу показателя пенетрации при 25 градусах Цельсия.
Однородность ПБВ определяется визуально методом стеклянной палочки. Пробу массой 0,5 килограмма разогревают до температуры на 10 градусов выше температуры приготовления и перемешивают в течение 5-6 минут. Стеклянную палочку погружают в пробу на 3-4 секунды, извлекают и оценивают характер стекания вяжущего. ПБВ считается однородным, если вяжущее стекает равномерно без сгустков, комков и крупинок.
Пенетрация определяется по ГОСТ 11501-78 при температурах 25 и 0 градусов Цельсия. Метод основан на определении глубины проникания в вяжущее стандартной иглы под действием груза массой 100 грамм в течение 5 секунд. Результат выражается в десятых долях миллиметра. Показатель характеризует твердость материала.
Температура размягчения определяется методом кольцо и шар по ГОСТ 11506-73. ПБВ заливается в латунное кольцо, на поверхность помещается стальной шар. Кольцо с шаром погружается в стакан с водой или глицерином, который нагревается со скоростью 5 градусов в минуту. Температура размягчения соответствует моменту, когда вяжущее размягчается и шар опускается на 25 миллиметров.
Растяжимость определяется на дуктилометре по ГОСТ 11505-75. Образец в виде восьмерки растягивается со скоростью 5 сантиметров в минуту при температуре 25 или 0 градусов Цельсия до разрыва. Результат выражается в сантиметрах. Эластичность определяется как отношение длины сократившихся половинок образца к первоначальной длине и выражается в процентах.
Температура хрупкости определяется методом Фраас по ГОСТ 11507-78. Тонкая пленка вяжущего на металлической пластинке подвергается изгибу при постепенном охлаждении. Температура хрупкости соответствует температуре, при которой на пленке появляются трещины. Показатель характеризует морозостойкость материала.
Помимо приемочного контроля каждой партии по основным показателям, производитель проводит периодические испытания не реже одного раза в квартал. Периодический контроль включает определение изменения массы после прогрева, температуры вспышки, сцепления с мрамором и песком, растворимости в трихлорэтилене.
Настоящая статья носит исключительно информационно-ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов в области дорожного строительства. Представленная информация не является руководством к действию и не может служить заменой технической документации производителей оборудования, проектной документации или требований действующих нормативных документов.
Автор не несет ответственности за последствия применения изложенной информации в практической деятельности. Все технологические процессы должны осуществляться в соответствии с утвержденными технологическими регламентами, требованиями охраны труда и промышленной безопасности. Перед внедрением технологий производства ПБВ необходимо получить консультации специализированных организаций и пройти соответствующее обучение персонала.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.