4.3 Особливості підготовки бітумів

 

Доставку бітуму на АБЗ здійснюють по залізниці в спеціальних вагонах-бункерах, залізничних цистернах або автобітумовозами. Розвантаження бітуму можливо здійснювати в закрите бітумосховище або відразу в бітумні котли. При зберіганні бітуму повинна бути забезпечена температура, при якій можливо здійснити його перекачування бітумним насосом. З метою уникнення коксування бітуму в котлах, при нагріванні за допомогою електричних тенн або жарових труб, його нагрівання та обезводнення доцільно проводити за допомогою регістрів, по яких циркулює масляний теплоносій.

Заповнення бітумного котла бітумом, з метою його випарювання, здійснюється не більше ніж на 2/3 його об’єму.

При робочих температурах бітуми можуть знаходитись у бітумному котлі не більше однієї зміни, а у противному випадку температура бітуму повинна бути знижена до плюс 80 °С і через добу бітум повинен бути використаний.

Заповнення бітумного котла із залишком бітуму новим бітумом іншої марки забороняється. Якщо це сталося, то необхідно нагріти суміш бітумів до робочої температури, ретельно перемішати шляхом чотирикратної рециркуляції, після чого визначити властивості і марку отриманого бітуму.

 Бітумний цех АБЗ повинен бути обладнаний устаткуванням для зберігання, підготовки та дозування добавок, призначених для приготування бітумів, модифікованих різними адгезійними добавками або полімерами, які вводяться у склад бітумів в малих кількостях (від 0,3 % до 5,0 % за масою).

Вимоги до температури нагрівання в’язких нафтових дорожніх бітумів, призначених для приготування гарячих асфальтобетонних сумішей наведені у таблиці 4.1.

 

Таблиця 4.1 – Температура нагрівання нафтових дорожніх бітумів різних марок  при приготуванні асфальтобетонних сумішей (витяг із ДСТУ Б В.2.7-119)

Марка бітуму	Температура бітуму, що подається у асфальтозмішувач,  ^0С
БНД 40/60	145-160
БНД 60/90	145-155
БНД 90/130	135-145
БНД 130/200	125-135
Примітка. У випадку використання катіонних ПАР температура нагрівання бітуму може бути зменшена на 15 С, якщо це не призводить до погіршення  властивостей асфальтобетонних сумішей та асфальтобетонів.

 

4.4 Приготування гарячих асфальтобетонних сумішей

 

Гарячі асфальтобетонні суміші виготовляють відповідно до вимог                ДСТУ Б В.2.7-119 та за технологічним регламентом, затвердженим в установленому порядку підприємством-виробником.

Технологічний цикл роботи АБЗ включає наступні операції: підготовку заводу до роботи; доставка, розвантаження та складування компонентів мінеральної частини асфальтобетонної суміші і бітуму; внутрішньозаводське транспортування матеріалів до установки; підготовку матеріалів до змішування (висушування, обезводнення, нагрівання до технологічних температур); дозування компонентів в асфальтозмішувач згідно з рецептом суміші; приготування асфальтобетонної суміші в асфальтозмішувачі; вивантаження готової асфальтобетонної суміші в автосамоскиди, накопичувальний термос-бункер або на склад холодної суміші; відправку асфальтобетонних сумішей споживачам.

До початку серійного випуску асфальтобетонних сумішей необхідно виконати роботи з тарування устаткування, які полягають в регулюванні і узгодженні роботи заслонок живильника і швидкості руху стрічкового конвеєра в залежності від заданого рецепту суміші. Вказані роботи виконуються з метою попередження можливого переповнювання окремих відсіків гарячого бункеру. Операційна послідовність робіт з тарування устаткування здійснюється згідно з паспортом асфальтозмішувача, який розробляє фірма – виробник АБЗ.

Подачу щебеню різних фракцій та піску у бункер агрегату живлення, який призначений для попереднього дозування складових, можливо здійснювати фронтальним навантажувачем або стрічковими транспортерами.

Принцип роботи агрегату живлення на АБЗ періодичної та безперервної дії однаковий. На сучасних АБЗ агрегат живлення може складатися з 3-5 бункерів, живильника, збірного конвеєра і завантажувального транспортера. Для попередження можливого попадання негабаритного щебеню і сторонніх включень у бункери агрегата живлення, над ними, або перед завантажувальним транспортером слід встановлювати решето або грохот. Стрічкові живильники в агрегатах живлення встановлюються під бункерами, що дозволяє регулювати подачу мінеральних матеріалів у заданих співвідношеннях шляхом регулювання положенням заслонки дозатора та швидкості руху стрічки живильника, який подає мінеральні матеріали на збірний транспортер. Для запобігання налипання мокрого мінерального матеріалу на стрічку збірного транспортера спочатку на стрічку слід подавати щебінь, а потім пісок.

Із агрегата живлення попередньо віддозовані мінеральні матеріали завантажувальним конвеєром подаються в сушильний барабан, в якому відбувається висушування і нагрівання мінеральних матеріалів.

Вимоги до температури нагрівання мінеральних матеріалів при приготуванні гарячих асфальтобетонних сумішей наведені у таблиці 4.2.

 

Таблиця 4.2 – Температура нагрівання мінеральних матеріалів при приготуванні гарячих асфальтобетонних сумішей (витяг із ДСТУ Б В.2.7-119)

Марка бітуму	Температура мінеральних матеріалів на виході з сушильного барабану, ^0С
БНД 40/60	175-190
БНД 60/90	175-185
БНД 90/130	165-175
БНД 130/200	155-165
Примітка. У випадку використання катіонних ПАР температура нагрівання камяних матеріалів може бути зменшена на 15 С, якщо це не призводить до погіршення  властивостей асфальтобетонних сумішей та асфальтобетонів.

Не допускається нагрівати мінеральні матеріали вище температур, вказаних у таблиці 4.2, оскільки це викликає прискорене технологічне старіння бітуму.

При приготуванні асфальтобетонних сумішей слід враховувати, що підвищення на 1 % вогкості щебеню та піску, що поступають в сушильний барабан, веде до перевитрати пального приблизно на 10 %.

Після нагрівання у сушильному барабані суміш щебеню з піском подаються через гарячий ковшовий елеватор на розгрохочування і розділення за фракціями в гарячі бункери асфальтозмішувача.

На АБЗ закордонного виробництва отвори в ситах віброгрохотів можуть мати квадратну форму, що затрудняє роботу з рецептами, розрахованими на круглі отвори сит. В таблиці 4.3 приведені дані для переходу від сит з квадратними отворами до сит з круглими отворами.

 

Таблиця   4.3 - Співвідношення розмірів сит з квадратними і круглими отворами

 

Розмір сита, мм
Квадратне	Кругле
31,5	40,0
28,0	35,0
24,0	30,0
20,0	25,0
16,0	20,0
12,0	15,0
8,0	10,0
4,0	5,0

 

Регулярні перевірки цілісності сит гарячих грохотів є дуже важливими для підтримки стабільності гранулометричного складу мінеральної частини асфальтобетонної суміші, що виготовляється. При порушенні цілісності сит віброгрохота спостерігається пересипання мінеральних матеріалів більш крупних фракцій в сусідні бункери, порушення заданого зернового складу і співвідношення компонентів у суміші.

Гарячі мінеральні матеріали послідовно по фракціях поступають із відсіків гарячого бункера через вагові дозатори у асфальтозмішувач, туди ж дозують холодний мінеральний порошок (іноді за допомогою окремих, більш точних терезів). Одночасно нафтовий дорожній бітум при робочій температурі подається з витратного бітумного котла через окремий дозатор у асфальтозмішувач. Точність дозування компонентів мінеральної частини асфальтобетонної суміші повинна бути не менше ± 3 %, а бітуму і мінерального порошку не менше ± 1,5 %.

При відпрацюванні у виробничих умовах робочих рецептів асфальтобетонної суміші слід враховувати, що при виході із сушильного барабану мінеральні матеріали частково міняють зерновий склад, порівняно з лабораторним підбором складу, в результаті видування пилоподібних фракцій (від 0,5 % до      1,5 %).

В більшості вітчизняних і зарубіжних АБЗ асфальтозмішувачі по конструкції є двохвальними з протиобертанням, місткість їх коливається від      600 до 3000 кг. Ефективність роботи асфальтозмішувачів забезпечується: точністю дозування мінеральних компонентів і бітуму, послідовністю подачі мінеральних компонентів, оптимальним заповненням мішалки, оптимальним температурним режимом і тривалістю перемішування компонентів суміші.

Послідовність подачі матеріалів у асфальтозмішувач, як правило, така:

- спочатку подають гарячі щебінь і пісок, потім холодний мінеральний порошок і після нього бітум. Зайве завантаження мішалки приводить до "зависання" і недостатнього перемішування матеріалів у верхній частині мішалки, недостатнє завантаження асфальтозмішувача також не забезпечує ефективного перемішування.

- перемішування компонентів суміші у асфальтозмішувачі складається з двох етапів: "сухого" і "мокрого" перемішування. Так зване "сухе" перемішування відбувається після подачі у асфальтозмішувач віддозованих гарячих щебеню і піску та холодного мінерального порошку і необхідне для отримання однорідної суміші та підігріву мінерального порошку до робочої температури мінеральних матеріалів. На другому етапі в мішалку подають бітум і здійснюють остаточне "мокре"перемішування.

- технологічний режим роботи кожного асфальтозмішувача (температуру суміші, тривалість «сухого» і «мокрого» перемішування) слід уточнювати для кожного типу суміші шляхом проведення пробних замісів до початку серійного випуску суміші. Орієнтовна тривалість перемішування суміші в асфальтозмішувачах вітчизняного виробництва складає 60-75 с для піщаних асфальтобетонних сумішей, та 45-60 с для дрібнозернистих. В  установках закордонного виробництва тривалість перемішування в 1,5-2,0 рази менша. При цьому, тривалість "сухого" перемішування складає від 5 до 15 с і залежить від типу і потужності мішалки, а "мокрого" (включаючи подачу бітуму) – 20-30 с.

- загальна тривалість циклу перемішування включає також відкриття і закриття нижніх затворів асфальтозміщувача і вивантаження суміші (приблизно     7 с).

Після закінчення перемішування готова асфальтобетонна суміш вивантажується в кузов автомобіля-самоскида або ж за допомогою скіпового підйомника подається в бункер-накопичувач (бункер-термос), звідки вивантажується в автосамоскиди. Вимоги до температури асфальтобетонної суміші на виході із асфальтозмішувача наведені у таблиці 4.4.

Бункер-накопичувач на АБЗ є тимчасовим складом, що дозволяє підвищити ритмічність роботи заводу і скоротити час завантаження суміші в автомобілі-самоскиди. Бункери-накопичувачі готової асфальтобетонної суміші можуть мати одну, дві або чотири секції, залежно від продуктивності асфальтозмішувача. Тривалість зберігання гарячих асфальтобетонних сумішей в бункерах-накопичувачах не повинна перевищувати 1,5 години.

 

Таблиця 4.4 – Вимоги до температури гарячих асфальтобетонних сумішей на виході із асфальтозмішувача (витяг із ДСТУ Б В.2.7-119)

 

Марка бітуму	Температура асфальтобетонної суміші на виході із змішувача, , ^0С
БНД 40/60	150-165
БНД 60/90	150-165
БНД 90/130	145-155
БНД 130/200	135-145
Примітка. У випадку використання катіонних ПАР температура суміші може бути зменшена на 15 С, якщо це не призводить до погіршення  властивостей асфальтобетонних сумішей та асфальтобетонів.

 

Візуальні ознаки задовільної якості гарячих асфальтобетонних сумышей: при вивантаженні із асфальтозмішувача суміш блискуча, колір чорний, однорідна, не має сухих мінеральних зерен, явних ознак розшарування (згустків бітуму, скупчення зерен щебеню), хороша рухливість суміші (в кузові автосамоскида формується конус правильної форми), виділяє легкий сизий димок. Ознаки незадовільної якості: суміш тьмяна, іноді коричневого кольору, неоднорідна, має мінеральні зерна не покриті бітумом, при вивантаженні із змішувача поволі опливає в кузові автомобіля, спостерігається зернова сегрегація,  виділяє густий сизий дим або безбарвну пару.