Асфальтобетон с отходами промышленности

Как правило,  для заполнения бетонирования при строительстве используют: 
1)Щебень из природных каменных материалов,

2) Гравий и гравиевый  щебень,

3) Щебень из доменного  шлака.

Гравий, применяемый для  строительных работ, бывает овражным, речным и морским.

Щебень из природного камня  для строительных работ - это  смесь, получаемая после раздробления больших и средних кусков горных пород или искусственных камней.

В щебне практически отсутствуют  различные органические примеси  или пылевидные частицы, поэтому   он является великолепным заполнителем для бетона.

Щебень имеет остроугольную  форму или шероховатую поверхность, благодаря чему его сцепление   с вяжущими более прочное, чем у гравия.

Контроль качества.

Зерновой состав гравия, щебня  и песка, прочность, насыпную плотность, влажность, морозостойкость, потери массы  гравия и щебня при кипячении, прокаливании, силикатном распаде, содержание водорастворимых сернистых и  сернокислых соединений, количество слабообожженных зерен в песке, гравии и щебне, теплопроводность гравия и щебня определяют по ГОСТ 9758, удельную активность естественных радионуклидов-гамма-спектрометрическим  методом по ГОСТ 30108.

   При изготовлении асфальтобетонной массы используют щебень, гравий, песок, минеральный порошок и битум.

      Щебень применяют из изверженных и метаморфических горных пород с пределом прочности при сжатии не менее 100,0... 120,0 МПа или пород осадочного происхождения с пределом прочности не менее 60,0... 80,0 МПа (в водонасыщенном состоянии); для дробления горных пород на щебень чаще всего используют граниты, габбро, диабазы, базальты, известняки и доломиты, а также прочные доменные шлаки.

     Щебень или гравий  должны быть чистыми, разделенными  по фракциям 20...40, 10... 20 и 5... 10 мм  с морозостойкостью не менее  Мрз25; в мягких климатических  условиях — не менее Мрз15.

     Песок природного происхождения или полученный в результате дробления горных пород с прочностью не ниже прочности щебня. Природные пески должны быть разнозернистые, чистые с модулем крупности более 2,0 и содержанием пылевато-глинистых частиц не более 3% (по массе).

     Минеральный порошок изготовляют путем измельчения известняков и доломитов с пределом прочности при сжатии не менее 20,0 МПа, а также основных доменных шлаков или асфальтовых пород. По степени измельчения необходимо, чтобы порошок полностью проходил (при мокром рассеве) через сито с отверстиями 1,25 мм, содержание же частиц мельче 0,071 мм было не менее 70% по массе, а частиц мельче 0,315 мм — не менее 90%.

      Битум обычно применяют нефтяной дорожный вязкий разных марок или жидкие битумы. Выбор марки жидкого битума обусловливается рядом факторов: разновидностью асфальтобетона, районом строительства, продолжительностью сезона производства работ.

Кроме указанных компонентов в  процессе приготовления асфальтобетонной массы иногда добавляют поверхностно-активные вещества, улучшающие качество готового асфальтобетона. Эти вещества позволяют  удлинить сроки строительного сезона, облегчить технологические операции и увеличить долговечность материала.

 

 Традиционная технология приготовления асфальтобетона

Заводы по производству асфальтобетонной массы относятся к высокомеханизированным предприятиям. В состав завода входят: смесительный цех, машины и оборудование которого предназначены для приготовления асфальтобетонной массы, дробильно-сортировочный цех для изготовления щебня, помольный цех для изготовления минерального порошка, цех битумного хозяйства, энергосиловое и паросиловое отделения, складское хозяйство, ремонтно-механические мастерские и лаборатория при отделе технического контроля качества.

Основная операция технологии приготовления асфальтобетонной смеси  — смешение исходных и подготовленных материалов, принимаемых в определенных количествах по проектному составу. Температура выпускаемой из смесительного  аппарата массы 150—180°С или ниже у теплых и холодных масс.

- битум из битумохранилища по битумопроводу поступает в смеситель;

- песок и щебень из  бункеров по ленточному конвейеру  поступают в сушильный барабан,  просушенные материалы поступают  в смеситель;

- минеральный порошок  дозируется и подается  в смеситель;

- поступая в смеситель,  где материалы предварительно  перемешаны (песок, щебень, минеральный  порошок);

- производится выгрузка готовой продукции в автотранспорт или накопительный бункер.

Технологический процесс  должен обеспечить получение асфальтобетонных смесей постоянного состава и  высокого качества. Основными условиями  получения качественной асфальтобетонной смеси являются:

-использование для приготовления  асфальтобетонных смесей исходных  материалов стабильного качества  и состава; 

-предварительное дозирование  песка и щебня до поступления  в сушильный барабан;

-тщательная рассортировка  песка и щебня после сушильного  барабана строго по фракциям, исключающая наличие одной фракции  в другой;

-точное дозирование каждой  фракции минеральных составляющих  асфальтобетонной смеси - щебня,  песка, минерального порошка,  циклонной пыли;

-обеспечение заданного  температурного режима исходных  компонентов и асфальтобетонной  смеси; 

-интенсивное перемешивание,  обеспечивающее получение однородной  смеси; 

-автоматизация технологического  процесса приготовления асфальтобетонных  смесей.

Главным условием обеспечения  требуемого качества асфальтобетонных смесей является использование кондиционных исходных материалов. Качество материалов зависит как от условий их изготовления, например, щебня в карьере, битума на нефтеперерабатывающем заводе, так  и от технологических операций на асфальтобетонном заводе. Например, при  несоблюдении температурного режима приготовления  битума могут ухудшиться его эксплуатационные качества. При недостаточном требовании к качеству рассортировки материала  по фракциям трудно обеспечить постоянство  гранулометрического состава минеральной  части смеси.

К одному из условий обеспечения постоянства гранулометрического состава минеральной части асфальтобетонной смеси относится предварительное дозирование песка и щебня разных фракций до подачи их в сушильный барабан. Такое дозирование обеспечивает поступление в сушильный барабан этих материалов в заранее заданных соотношениях. Это исключает впоследствии образование излишков или недостачи того или иного вида материалов при дозировании, а также обеспечивает постоянство гранулометрического состава и температуры минеральной части.

Песок и щебень со склада поступают в соответствующие  расходные бункера. Эти бункера  могут входить в состав агрегата питания или располагаться непосредственно  над сушильным барабаном. Под  расходным бункером расположен дозатор, обеспечивающий объемное дозирование  песка и фракционированного щебня  в определенных соотношениях, исходя из рецептуры смеси. Материалы после  непрерывного дозирования поступают  непосредственно в сушильный  барабан, если расходные бункера  расположены над барабаном, или  на ленточный транспортер, с помощью  которого направляются в сушильный  барабан. В противоточных сушильных  барабанах за счет сгорания топлива  происходит сушка и нагрев минеральных материалов при температуре 180-200 ˚С. Температурный режим нагрева в сушильном барабане оказывает большое влияние на качество асфальтобетонных смесей и сохранение исходных свойств битума. Максимальная температура нагрева песка и щебня должна быть такой, чтобы температура битума, поступившая в асфальтобетоносмеситель, была равна или выше температуры каменного материала, включая и минеральный порошок, введение которого снижает температуру минеральной части смеси.

Несоблюдение этого требования приводит к тому, что битум в  тонкой пленке вступает в контакт  с более горячей поверхностью каменного материала, и в результате ухудшаются свойства битума за счет улетучивания легких фракций.

В табл. приведены значения оптимальных температур нагрева  битума и минеральных составляющих асфальтобетонной смеси, необходимые  для получения смеси, отвечающей требованиям ГОСТ 9128--67.

 

 

Материал	БНД-40/60	БНД-60/90	БНД-490/130
Битум	150-170	150-170	140-160
Песок и щебень	180-200	1700-190	160-180
Мин. порошок	20-30	20-30	20-30
Асфальтобетонная смесь	150-160	140-160	130-150

 

В последние годы в практике асфальтобетонного производства осуществляют предварительное просушивание и  нагрев минерального порошка в специальных  сушильных барабанах. Использование  нагретого минерального порошка  позволяет снизить температуру  нагрева песка и щебня и  улучшить условия формирования асфальтобетонной смеси при ее перемешивании в  смесителе. Снижение температуры нагрева  песка и щебня улучшает условия  работы сушильного барабана, снижает  напряженность в нем и соответственно уменьшает количество выделяемой пыли. В специальный бункер смесительной установки поступает со склада минеральный  порошок.

В связи с оборудованием  смесительных установок высокоэффективными обеспыливающими установками в  последние годы стала затруднена вывозка циклонной пыли, в больших количествах собираемой пыле очистными сооружениями. Ориентировочное количество пыли составляет 1,52% от массы песка и щебня. Исследовательские работы показали возможность применения циклонной пыли при изготовлении асфальтобетонных смесей для частичной замены минерального порошка (до 10% к массе минерального порошка).

Циклонная пыль утилизируется  в специальном накопительном  бункере, а затем пневмотранспортом  подается к весовому дозатору смесительной установки и добавляется· к минеральному порошку в количестве 10% от массы.

Песок и щебень из бункеров горячих материалов, а минеральный  порошок и циклонная пыль из накопительных  бункеров поступают на весы, с помощью  которых отвешиваются порции материалов в соответствии с рецептурой смеси.

Отвешенный материал подается в смеситель. Битум из битумохранилища поступает в смеситель. Материалы в смеситель загружают в следующем порядке: щебень, песок, минеральный порошок; битум.

Существует и другая последовательность загрузки материалов в смеситель, когда  в последнюю очередь вводят минеральный  порошок. Так как он обладает высокой  адсорбционной способностью и связывает  значительную часть битума, затрудняя  качественное обволакивание каменных материалов.

Точность дозирования  минеральных материалов и битума составляет: для битума ±1,5% от его  веса; для минеральных материалов- ±3% от веса каждого компонента.

Смешивание всех от дозированных компонентов является завершающей  операцией и в то же время одной  из основных в технологическом процессе приготовления асфальтобетонных смесей.

Во всех типах смесительных устройств перемешивание осуществляется в смесителях. Циклические смесители  с принудительным смешиванием материалов применяют с крупностью заполнителя  не более 70 мм. Они обеспечивают быстрое  и равномерное распределение  составляющих смесь компонентов  и качественное обволакивание вяжущим  веществом поверхности всех минеральных  частиц. В настоящее время большое  распространение получили смесители  роторного типа, работающие с повышенными  скоростями движения рабочих органов. Особенно эффективны роторные смесители  при приготовлении жестких бетонных и асфальтобетонных смесей, которые  позволяют изменять рецептуру смеси  от замеса к замесу и задавать любую  требуемую продолжительность цикла  перемешивания. Цикл работы смесителей принудительного действия состоит  из нескольких последовательных операций: загрузки материалов, их перемешивания, выгрузки готовой смеси.

В настоящее время стали  применять лопастные смесители  с небольшим повышением режима вращения лопаток, снабженные специальными агрегатами для введения вяжущего вещества в  распыленном состоянии под давлением 1,5-2,0 МПа (15-20 кг/см²).

Далее осуществляется выгрузка готовой продукции в транспорт  или в накопительный бункер. Время  нахождения асфальтобетонной смеси  в  накопительном бункере для смесей нижнего слоя и верхнего слоя должно быть не более 1,5 часов.

Технологическая схема:

1. расходный склад щебня и песка;
2. склад минерального порошка;
3. холодный элеватор;
4. сушильный барабан;
5. горячий элеватор;
6. битумохранилище;
7. цилиндрический грохот;
8. горячий бункер;
9. бункер весовойдозировки;
10. смеситель;
11. элеватор для подачи минерального порошка;
12. пульт управления;
13. питатель;
14. лоток для сброса щебня