Кто поможет сделать установку для производства пбв. Установка для производства пбв

(установка для производства полимербитумного вяжущего)

Обзор технологий.

Вопрос обеспечения производства качественного полимерно-битумного вяжущего и последующего производства асфальтобетона с его использованием исследуется на протяжении многих лет большим количеством специалистов. Связано это в том числе и с тем, что в отличие от, например, битумной эмульсии полимерно-битумное вяжущее и по сей день является «скоропортящимся» продуктом:

во-первых, ПБВ имеет устойчивую тенденцию к расслоению, и, следовательно, при значительном времени хранения требует эффективного перемешивания;

во-вторых, в полимерно-битумном вяжущем, приготовленном с использованием наиболее популярных в этой области стирол-бутадиен-стирольных термоэластопластов (СБС) и находящемся в процессе оперативного хранения при достаточно высокой температуре, медленно протекают деструктивные процессы. При этом деструкция и потеря свойств вяжущего идет тем быстрее, чем выше температура ПБВ.

Эти обстоятельства довольно сильно затрудняют работу с ПБВ, ставя перед потребителем задачу организации возможно меньшего временного промежутка между изготовлением ПБВ и его использованием при приготовлении асфальтобетонной смеси.

Наиболее эффективные методы приготовления ПБВ, подразумевающие использование диспергаторов (коллоидных мельниц) прошли, по сути, эволюционный путь развития от простых мешалок в расходных битумных емкостях. Ведь, как известно, полимерно-битумное вяжущее можно приготовить и в обычной расходной емкости с битумом, засыпав туда необходимое количество полимера, и перемешивая до тех пор, пока он полностью не растворится. Здесь время приготовления существенно зависит от температуры битума и эффективности мешалки.

При этом суть процесса одинакова: частица полимера, растворяясь в мальтеновой фракции битума, «набухает» - то есть образуется оболочка, под которой находится еще недорастворенное ядро частицы. Мешалка, в том числе и коллоидная мельница, призвана удалить набухшую оболочку, обнажив сухое ядро, которое в свою очередь начинает растворяться в битуме. Для реализации этого процесса организовывается циркуляция полимерно-битумной массы через диспергатор вплоть до полного растворения полимера.

Небольшим отступлением от этого процесса является способ производства ПБВ, характеризуемый производителем как ин-лайн технология, по которой многократная циркуляция через диспергатор не предусматривается, а полимер проходит через мельницу лишь один раз. При этом он попадает в нее с потоком битума еще практически в твердом состоянии, и, проходя через зазор между ротором и статором, так сказать «расплющивается» до соответствующего размера. Далее все равно предусматривается двухчасовое перемешивание, необходимое для завершения процессов растворения частиц полимера.

Таким образом, в любом случае сохраняется стадийность процесса производства, что обуславливает несвязность процессов изготовления полимермодифицированного битума и асфальтобетонных смесей. Это два разных производства с разной цикличностью. Фактически необходимо вначале произвести нужное количество модифицированного битума, а потом его использовать для производства асфальта. Ввиду этого и возникают вопросы хранения ПБВ, его перемешивания, изменения его свойств в процессе хранения, после прогрева и т.п.

Не столь остро, но во многом те же вопросы возникают и при добавлении в битум адгезионной присадки, приготовлении разжиженного битума, вяжущего для приготовления так называемых «теплых» асфальтобетонных смесей – Warm Mix Asphalt. В этих процессах также необходима технологичность, а связность производства вяжущего и его потребления позволяет обеспечить наименьшую дозировку и наилучшее качество при отсутствии проблем с хранением материалов.

Описание предлагаемой технологии.

Технологическая схема процесса.

Технологическая схема нашего процесса представлена на следующем рисунке:

Суть технологического процесса по схеме в соответствии с рисунком сводится к переводу полимера из сухого состояния в жидкое путем экструзии и последующему смешению вязко-текучего полимера с нагретым до рабочей температуры битумом. При этом по ходу движения материалов единовременно осуществляются несколько процессов:

1) экструзия полимера, сочетающая смешение и растворение образующегося расплава с некоторым количеством битума или пластификатора;

2) смешение получающейся аномально вязкой жидкости с некоторым количеством битума и получение в результате полимерно-битумного вяжущего с высоким или супервысоким содержанием полимера;

3) последующее смешение полимерно-битумного концентрата с основным потоком битума в соотношениях, обеспечивающих потребное содержание полимера в готовом ПБВ.

Процесс осуществляется поточно, в чистом режиме ин-лайн, то есть на входе в установку имеем битум и сухой полимер, на выходе – ПБВ, сразу готовое к использованию. В таком же режиме ин-лайн в вяжущее в соответствии с рецептурой может быть добавлена адгезионная присадка или любой другой жидкий компонент, а также, например, дополнительное количество пластификатора или разжижителя. Температура битума на выходе из установки определяется температурой битума на входе.

При возникновении потребности в приготовлении разжиженного битума, битума с адгезионной присадкой и т.п. энергетически мощный процесс экструзии задействовать не нужно, достаточно обычной работы дозирующих линий и миксера.

Таким образом, фактически установка позволяет обработать вяжущее в широком диапазоне задач – от приготовления праймера до полимербитумного вяжущего.

Технология приготовления полимербитумного вяжущего, реализуемая установкой, запатентована.

Перевод полимера в жидкое состояние.

Подавляющее большинство полимеров в современном промышленном производстве перерабатывается методом экструзии или литья. Экструзия полимеров – целая область науки и техники. Говоря о полимерах, применяемых для производства ПБВ, мы лишь сужаем этот круг, однако он все равно достаточно обширен. К применению предлагают и термореактивные терполимеры типа Elvaloy, и атактические полипропилены, и стирол-этилен-бутадиен-стирольные (SEBS) каучуки, и, конечно же, стирол-бутадиен-стирольные СБС термоэластопласты. Исследования на тему применимости тех или иных полимеров в производстве ПБВ для дорожного строительства проводятся многими специалистами, однако наиболее популярным в этой области применения остается стирол-бутадиен-стирольный термоэластопласт СБС.

Следует заметить, что, несмотря на то, что существуют технологические режимы экструзии СБС практически в чистом виде, мы применили экструзию при одновременной подаче битума или пластификатора, что позволяет снизить вязкость расплава на выходе из машины.

Необходимо отметить, что технология и оборудование позволяют отказаться от применения пластификаторов и работать исключительно на битуме.

Процессы смешения в установке.

Переходя к следующему в технологической схеме процессу смешения битума с расплавом полимера, необходимо отметить, что, по сути, в смесителе одновременно интенсивно протекают два процесса: смешения аномально вязкой жидкости – расплава полимера – с ньютоновской жидкостью – нагретым битумом, а также процесс растворения полимера в мальтеновой части битума.

Говоря о процессе растворения полимера, следует отметить, что его растворимость тесно связана не только с соответствующей способностью битума, температурой самого битума, как это обычно отмечается в исследованиях о ПБВ, но и с температурой самого полимера, а также с площадью границы раздела фаз. Чем выше температура полимера, чем выше площадь его соприкосновения с битумом, тем выше скорость растворения.

В нашей технологии в смеситель поступает полимер с максимально допустимой для него температурой, где помимо равномерного смешения двух объемов жидкостей также обеспечивается достаточно высокая площадь соприкосновения битума и расплава полимера. На выходе из смесителя получаем полимерно-битумный концентрат с высоким процентом содержания полимера, например, 15%.

Следующим процессом по технологической схеме также является процесс смешения, но уже жидкостей с не столь различными вязкостями – полимерно-битумный концентрат и чистый битум. Кроме того, на этой стадии может быть добавлена адгезионная присадка и другие жидкие компоненты, если того требует рецептура. Смешение осуществляется эффективным динамическим миксером.

Исходя из того, что время прохождения расплавленного полимера по ин-лайн системе составляет до 2 минут, а существующие способы приготовления ПБВ, не уделяющие внимания нагреву непосредственно полимера, требуют для приготовления ПБВ 2 часа, то получаем, что эффективность растворения полимера благодаря его нагреву и заблаговременному переводу в жидкое состояние повышается более чем на порядок.

Именно столь существенная интенсификация процессов растворения за счет взаимодействия тонких горячих полностью проплавленных пленок полимера с пленками битума позволила придать процессу характер поточного, ин-лайн процесса.

Достоинства технологии.

Даже в сравнении с наиболее прогрессивными технологиями изготовления ПБВ других производителей, наша технология обладает очень важными достоинствами:

1. Высокая гибкость производства, сбалансированность производства и потребления, отсутствие необходимости в хранении ПБВ и связанных с этим вопросов расслоения и т.п., что стало возможным благодаря реализации классического ин-лайн процесса.

2. Отсутствие испарений легких фракций, так как процесс протекает в системе закрытых трубопроводов и агрегатов при отсутствии доступа воздуха.

3. Высокая энергоэффективность процесса производства, в котором энергия не расходуется на низкоэффективную циркуляцию и перемешивание больших масс битума.

4. Возможность приготовления вяжущего с высоким содержанием полимера, в том числе и суперконцентратов.

Начав с изучения наиболее прогрессивной технологии приготовления ПБВ с помощью коллоидных мельниц, мы попытались довести достоинства реализуемых там процессов, например, процесса съема набухшей оболочки полимера, до еще большего совершенства. В результате технология приобрела представленный вид, а коллоидная мельница, по сути, трансформировалась в два узла – экструдер и смеситель, что позволило существенно интенсифицировать процесс производства, придав ему характер поточной технологии.

Отсутствие испарений легких фракций и какого-либо существенного хранения ПБВ позволяет ожидать от такого вяжущего большей устойчивости к процессам старения, интенсивно протекающим в смесителе асфальтобетонного завода. А это, в свою очередь, дает основу для хороших результатов по асфальтобетону, приготовленному по сути в едином процессе с производством ПБВ.

Краткое описание установки.

Установка смонтирована в 12 метровом контейнере, разделенном на три части: бункер полимера, операторская часть, процессорная часть.

Бункер полимера изготовлен из нержавеющей стали и теплоизолирован, что обеспечивает комфортное хранение полимера и отсутствие конденсата при различных погодных условиях. Подача полимера в процессорную часть осуществляется посредством гибкого шнека, смонтированного под обшивкой контейнера.

В процессорной части смонтировано технологическое оборудование (дозатор полимера, экструдер, смесители, насосное, измерительное оборудование и т.п.), а также трубопроводы. В операторской части находятся пульты управления.

Стены и крыша контейнера утеплены минераловатными матами, закрытыми металлическим профилированным листом с легко моющимся полимерным покрытием. Пол укрыт алюминиевым листом с насечками. Выполнены искусственное освещение и вентиляция. Между процессорной и операторской частями имеется межкомнатное окно, проход осуществляется через межкомнатную дверь, также имеющую остекление.

Коммуникации.

Установка не требует подключения внешних теплоносителей. Технологический обогрев оборудования полностью электрический.
В качестве расходных емкостей битума могут быть использованы стандартные емкости АБЗ.
В качестве емкости готовой продукции предусматривается теплоизолированная вертикальная емкость с перемешиванием и обогревом.

Установка BSA.ПБВ.01.5000 предназначена для получения модифицированного битума , в том числе (ПБВ).

Многопроходная установка, обеспечивающая малое время созревания модифицированного битума , с возможностью применения практически всех известных на данный момент полимерных модификаторов, как твердых (в гранулах и порошкообразных), так и жидких;
В составе установки применяется Massenza, обеспечивающая высококачественное измельчение полимера в процессе приготовления ПБВ , тем самым увеличивается удельная поверхность контакта смешиваемых компонентов, и, соответственно, ускоряются процессы набухания и растворения полимера, а, следовательно, обеспечивается высокая производительность установки;
Возможность управления процессом измельчения полимера и его растворения в битуме за счет возможности регулирования количества проходов смеси битума с полимером через коллоидную мельницу;
Тензометрическое весовое дозирование битума и полимеров.

Современные установки для модификации битумов полимерными материалами

Дорожное покрытие должно обеспечивать максимальное сопротивление усталостным разрушениям, обладать устойчивостью к изменениям температур суточных и сезонных циклов. Одним из перспективных направлений, позволяющих решить эти задачи, является применение , в частности (). В настоящее время существует множество способов и материалов для модификации дорожных вяжущих.

Наиболее эффективным для производства ПБВ следует считать оборудование, в составе которого имеются (измельчители), которые обеспечивают измельчение полимера в процессе приготовления ПБВ . При измельчении полимера увеличивается удельная поверхность контакта смешиваемых компонентов, и соответственно ускоряются процессы набухания и растворения полимера. Использование оборудования такого типа позволяет получать ПБВ с регламентированными техническими требованиями при температуре не выше 160 град. C, содержании модификатора не более 3,5 мас. % и маленькой продолжительности процесса . В случае приготовления ПБВ на оборудовании без высокоскоростных измельчителей (коллоидных мельниц) необходимо закладывать большую концентрацию полимера, более высокую температуру процесса (это может привести к старению битума и окислительной деструкции ПБВ , уровень свойств ПБВ при этом существенно снизится), кроме того, продолжительность процесса приготовления увеличивается более чем в 2 раза. На данный момент лучшие показатели распределения (гомогенизации) достигаются только при использовании коллоидных мельниц с высокой степенью измельчения .

Технологическая схема процесса получения ПБВ на установке для модификации битума типа УНБ-4 с использованием коллоидной мельницы во внешнем циркуляционном контуре представлена на рис. 1.

Рис. 1. Технологическая схема процесса получения ПБВ на установке для модификации битума

Нагретый в битумном котле до температуры 160...180 °С битум, насосом Н1.1 через трехходовой кран К1.2 подается к установке. Трехходовой кран К1.2 установлен в среднем положении, обеспечивающим перемешивание - циркуляцию битума в котле, в случае когда установка не потребляет битума. При включении крана К4 и насоса Н2, битум из котла через кран К3 поступает на смеситель СМ, где происходит смешивание с полимером, который предварительно засыпается в емкость V. Смесь полимера с битумом подается в одну из емкостей реакторов Р1, Р2 (в зависимости от положения кранов К1, К2). После выработки полимера из битума V до срабатывания датчика НУ, кран К3 переводился в положение подачи битума в реактор минуя смеситель СМ. Клапан подачи полимера К7 и К6 закрываются. Емкость реактора заполняется битумом до верхнего уровня (ВУ1 или ВУ2). Одновременно с заполнением емкости реактора битумом, происходит его перемешивание. Перемешивание проводится в течении заданного технологическим процессом времени (15...20 мин). После окончания перемешивания переключается соответствующий кран (К1 или К2), включается насос Н1 и мельница М3. Кран К5 устанавливается в положение подачи битума после мельницы в соответствующий реактор. После окончания заполнения емкости первого реактора, заполняется и вводится полимер в емкость второго реактора Р2. Технологический цикл во втором реакторе аналогичен первому. Блок реакторов состоит из двух обогреваемых емкостей выполненных цилиндрической формы с коническим днищем. В качестве теплоносителя используется масло ТП-46. Для снижения потерь тепла реакторы теплоизолированы с помощью теплоизоляционных рубашек. На верхней крышке емкости смонтированы: привод лопастной мешалки; патрубок подачи битума; люк-лаз; датчик-поплавок верхнего уровня битума. Привод мешалки выполнен на базе червячных мотор-редукторов.

Широкое применение в области производства ПБВ по аналогичной технологической схеме также получила установка MASSENZA , специально сконструированная для производства модифицированного битума . Мельница компании MASSENZA имеет особенную конфигурацию ротора/статора, позволяющую 100 % мощности использовать исключительно на измельчающее действие. Фактически, увеличение зазора, имеющее место в мельницах других производителей, в случае когда поступает материал с высоким содержанием полимера означает снижение размельчающего действия, в то время как требуется наоборот в достаточной степени размельчить (расщепить) полимер. MASSENZA разработала совершенно иную систему, которая позволяет осуществлять максимально эффективную на все 100 % работу по размельчению полимера независимо от содержания полимера в материале. Фактически, мельница MASSENZA обладает специальной системой, оснащенной внешним шестеренчатым насосом для подачи в мельницу.

Во многих странах, в частности в России, применяются ультрасовременные установки , которые производятся в Германии, реализующие ту же схему с . Фирма Benninghoven разработала и совершенствует уже в течение десяти лет модельный ряд установок в мобильном или транспортабельном исполнении. Основное оборудование может быть дополнительно укомплектовано специальными компонентами в соответствии с индивидуальной спецификацией в зависимости от назначения оборудования и рецептуры. Комплексы для производства модифицированного битума включают в себя: емкостной парк хранения исходного битума; узел подготовки и смешивания нескольких сортов битума; блок модификации битума с реактором и ; система ввода пластификаторов и добавок; система обогрева; система дозирования; система смешивания концентрата с исходным битумом; емкостной парк для дозревания продукта с мешалками, устройство отгрузки: наливная эстакада с отводом паров, высокотемпературная полимерная в открытом состоянии. Мельница обогревается либо электрически, либо термальным маслом. За счет регулируемого зазора между режущими поверхностями мельницы достигается получение гомогенного ПБВ всего лишь за один рабочий проход.

Осваивается технология модификации битума кавитационными течениями. Яркий представитель данного направления ОАО «Военно-инженерная корпорация» («ВИКор»). Принципиальная схема установки производства ПБВ представлена на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная схема установки ПБВ на базе штатного оборудования участка приема и хранения битума типового АБЗ

Рис. 3. Кавитационный диспергатор КЭМ-20

Заправленный в котел битум разогревается до температуры 170 °С и предварительно перемешивается лопастными мешалками в течение 5 минут, без выключения мешалок постепенно через загрузочный люк вводится 4 % по массе Кратона D1101 и подвергается перемешиванию мешалками в течение 30 минут для предварительного растворения (разбухания) полимера, затем в течение 60 мин проводится циркуляция битумно-полимерной смеси через диспергатор КЭМ-20 по циркуляционному битумопроводу. Диспергация в данном случае протекает в кавитационном диспергаторе (рис. 3). Устройство работает следующим образом: полимерный модификатор предварительно растворяется в керосине и подается на вход. Туда же подается битум и кавитация обеспечивает интенсивный перемешивающий эффект.

Диспергатор КЭМ-20 в специальном исполнении с пропускной способностью до 30 куб. м/ч, установлен в циркуляционный битумопровод после битумной станции и позволяет достигнуть высокой гомогенизации модификатора в битуме. Для работы по этой технологической схеме создана опытная установка производства ПБВ в ОАО «ДСТ № 2, г. Гомель».

Известны установки для производства ПБВ по технологической схеме in-line , которая изображена на рис. 4.

Рис. 4. Технологическая схема процесса приготовления ПБВ при помощи установки PMB Inline Mixer 10-15 т/ч

Суть технологического процесса по схеме в соответствии с рис. 4 сводится к переводу полимера из сухого состояния в жидкое путем экструзии и последующему смешению вязко-текучего полимера с нагретым до рабочей температуры битумом. При этом по ходу движения материалов единовременно осуществляются несколько процессов: экструзия полимера, сочетающая смешение и растворение образующегося расплава с некоторым количеством битума или пластификатора; смешение получающейся аномально вязкой жидкости с некоторым количеством битума и получение в результате с высоким или супер высоким содержанием полимера; последующее смешение полимерно-битумного концентрата с основным потоком битума в соотношениях, обеспечивающих потребное содержание полимера в готовом ПБВ .

Процесс осуществляется поточно, в чистом режиме in-line, то есть на входе в установку имеем битум и сухой полимер, на выходе - ПБВ , сразу готовое к использованию. В таком же режиме in-line в вяжущее в соответствии с рецептурой может быть добавлена или любой другой жидкий компонент, а также, например, дополнительное количество пластификатора или разжижителя. Температура битума на выходе из установки определяется температурой битума на входе. При возникновении потребности в приготовлении разжиженного битума, битума с адгезионной присадкой и т. п. энергетически мощный процесс экструзии задействовать не нужно, достаточно обычной работы дозирующих линий и миксера.

Говоря о процессе растворения полимера, следует отметить, что его растворимость тесно связана не только с соответствующей способностью битума, температурой самого битума, как это обычно отмечается в исследованиях о ПБВ , но и с температурой самого полимера, а также с площадью границы раздела фаз. Чем выше температура полимера, чем выше площадь его соприкосновения с битумом, тем выше скорость растворения.

Следующим процессом по технологической схеме также является процесс смешения, но уже жидкостей с не столь различными вязкостями - полимерно-битумный концентрат и чистый битум. Кроме того, на этой стадии может быть добавлена адгезионная присадка и другие жидкие компоненты, если того требует рецептура. Смешение осуществляется эффективным динамическим миксером.

В качестве емкости готовой продукции предусматривается теплоизолированная вертикальная емкость с перемешиванием и обогревом.

На данный момент на рынке оборудования для производства ПБВ имеется широкий спектр установок и вариантов смесителей, с мешалками различных конфигураций к ним. Проблема переоборудования существующих АБЗ на технологические схемы производства АБС, на основе модифицированного ПБВ может быть решена в соответствии с типом модифицирующих материалов.

В результате модификации битумов полимерами с эластическими и пластическими свойствами получается полимерно битумное вяжущее (ПБВ). ПБВ – это качественно новый материал, применение которого позволяет продлить срок службы дорожных покрытий. Если провести сравнение ПБВ с обычными битумами, то можно отметить, что модифицированный продукт обладает целым комплексом новых свойств: трещиностойкостью, эластичностью, повышением прочности при растяжении, широким интервалом пластичности.

Производство полимерно битумных вяжущих

На сегодняшний день способы модификации битумов полимерами изучены и освоены в достаточной степени. Наладить выпуск ПБВ можно как на асфальтобетонных заводах с терминалом, так и на собственных производствах.

Получение качественных полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) для последующего производства асфальтобетона не теряет своей актуальности вот уже на протяжении многих лет. В первую очередь это обусловлено тем, что в отличии от той же битумной эмульсии ПБВ до сих пор остаются продуктом, который не может долго сохранять свои свойства, т.е. быстро портиться.

ПБВ имеют тенденцию к расслоению, поэтому требуют эффективного перемешивания. Не стоит также забывать, что ПБВ, полученное с использованием СБС-полимеров, в условиях высоких температур подвергается медленному влиянию деструктивных процессов. Потеря свойств материала будет происходить тем быстрее, чем выше его текущая температура.

Это и является основной трудностью при работе с ПБВ, так как необходимо всегда обеспечивать как можно меньший промежуток времени между изготовлением и использованием вяжущего при получении асфальтобетонной смеси.

На сегодняшний день наиболее эффективным методом производства ПБВ можно считать процесс с использованием такого устройства, как коллоидная мельница. Она стала правопреемником обычной мешалки, которую ранее устанавливали в расходных емкостях. Сначала в эти емкости помещался битум, а затем засыпался полимер. Далее содержимое перемешивалось до тех пор, пока не происходило полное растворение полимера. В этом случае на время приготовления существенное влияние оказывает температура битума и эффективность мешалки.

Основная суть процесса сохранилась и до наших дней. Полимер растворяется в мальтеновой фракции битума, после чего образует оболочку, под которой находится нерастворенное ядро частицы. Главной задачей коллоидной мельницы является удаление набухшей оболочки и обнажение ядра для создания условия его растворения в битуме. Для полного растворения полимера необходимо обеспечить циркуляцию вещества через диспергатор.

Существуют также технологии, не предусматривающие многократное прохождение. В этом случае полимер попадает в мельницу один раз вместе с потоком битума, который пребывает практически в твердом состоянии. Проходя через зазор между ротором и статором, полимер измельчается до необходимого размера. На этом процесс не заканчивается – полученное вещество нужно перемешать до завершения всех процессов растворения частиц полимера.

Как видим, получение асфальтобетона и ПБВ – два отдельных производства с разной цикличностью. Это значит, что вначале нужно получить необходимое количество и только потом можно приступать к производству асфальта.

Применение полимерно битумных вяжущих

На дорожные покрытия возлагается функция обеспечения максимального сопротивления усталостным нагрузкам, а также устойчивости к изменению температурного режима. Модифицирование битумов – одно из наиболее перспективных направлений, позволяющих справиться с данными задачами.

Модифицированный битум по стоимости превышает битум обычный, но его доля в асфальтобетонном покрытии составляет всего 6%. Практические расчеты подтверждают, что подорожание прокладки километра дорожного полотна составит около 1%. Если учесть тот факт, что использование модифицированных битумов позволяет продлить срок службы дорожных покрытий в 2-3 раза, то экономическая целесообразность применения данного материала не вызывает никаких сомнений.

Немодифицированные битумы обладают определенными недостатками, к которым стоит отнести:

высокую термическую чувствительность. Битум размягчается при высоких температурах и крошится при низких;
плохие механические характеристики;
низкую упругость;
склонность к старению.

Именно эти недостатки и стимулировали проведение ряда исследований, которые показали, что полимерные материалы являются наилучшими модификаторами для повышения качественных показателей и эксплуатационных характеристик битумов.

Модифицированный битум образуется за счет объединения обычного битума и полимера. Такой материал способен обеспечить более высокий уровень качества, что выражается в улучшенных рабочих характеристиках при изменении температуры, улучшении эластопластических характеристик, улучшении когезии и адгезии с наполнителями, повышении сопротивления усталости материала, замедлении процессов старения.

Степень эффективности каждого из перечисленных преимуществ определяется видом битумной основы и полимера, а также особенностями применяемого технологического процесса.

Битум – это коллоидная субстанция с мицеллами асфальтенов, окруженными смолами и рассеянными в масляных фазах высокой вязкости (мальтенах). Специфические свойства битумов определяются именно наличием асфальтенов. На упругость и пластичность также оказывает влияние содержание смол и мальтенов.

Качественные смеси на основе битума должны сохранять сцепляющие и связующие свойства в текущих условиях на протяжении целого года. Поскольку битум – материал термически чувствительный, то он не может вести себя одинаково как при высоких, так и низких температурах. Именно поэтому битумы требуют модификации.

В дорожном строительстве обычные материалы обеспечивали удовлетворительное качество в течение многих лет. Сегодня постоянно растущие транспортные нагрузки, необходимость в надежных и долговечных дорогах и требования экономии сделали недостатки обычных битумов очевидными. Не модифицированные битумы, показывают на практике следующие недостатки:

высокая термическая чувствительность (размягчение при высоких температурах и хрупкость при низких);
плохие механические характеристики и низкая упругость;
склонность к старению.

Ввиду этих недостатков, а также многих практических и экономических факторов, в течение последних 40 лет был проведен ряд исследований. Они продемонстрировали, что полимерные материалы являются лучшими модификаторами для улучшения технологических качеств битума. ПБВ (полимерно-битумное вяжущее) является качественно новым материалом, позволяющим повысить срок службы дорожного покрытия.

Модифицированный битум, образованный объединением обычного битума и полимера, обеспечивает более высокий уровень качества:

улучшение рабочих характеристик при высоких и низких температурах;
улучшение эластопластических характеристик;
повышенное сопротивление усталости материала;
улучшение когезии и адгезии с наполнителями;
повышенное сопротивление старению.

Компания MASSENZA производит установки для производства модифицированного полимерами битума только с применением коллоидных мельниц, которые обеспечивают измельчение полимера в процессе приготовления ПБВ. При измельчении полимера увеличивается удельная поверхность контакта смешиваемых компонентов, и соответственно ускоряются процессы набухания и растворения полимера. Использование оборудования такого типа позволяет получать ПБВ с регламентированными техническими требованиями.

Высокие рабочие характеристики достигаются только при условии точного контроля дозировки измельченного полимера и его распределения в битумной массе. А как следствие на данный момент лучшие показатели распределения (гомогенизации) достигаются только при использовании коллоидных мельниц с высокой степенью измельчения.

Компания MASSENZA производит как многопроходные, так и однопроходные установки, но однопроходные установки имеют, по меньшей мере, три основных недостатка:
- они пригодны для использования только с СБС (стирол-буталиен-стирол) полимерами, на многопроходных установках, возможно применять помимо СБС практически все известные на данный момент полимерные модификаторы, в том числе и резиновую крошку, а также возможно применение специальных добавок, например серы (для обеспечения возможности влиять на процессы вулканизации в производстве ПБВ);
- вследствие всего одного прохода через мельницу требуется больше времени на дозревание ПБВ (12 часов и более);
- должна обеспечиваться высокая совместимость между битумом и полимером, поэтому необходимо иметь гарантии постоянного качества поставляемого битума (что фактически, является огромной проблемой в Российских условиях).
В составе установки применяется высокоэффективная коллоидная мельница MASSENZA
Коллоидная мельница (гомогенизатор) MASSENZA специально сконструирована для производства ПБВ. При измельчении полимера увеличивается удельная поверхность контакта смешиваемых компонентов, и соответственно ускоряются процессы набухания и растворения полимера. Использование оборудования такого типа позволяет получать ПБВ с регламентированными техническими требованиями при температуре не выше 160 0С, содержании модификатора не более 3,5 мас. % и маленькой продолжительности процесса. В случае приготовления ПБВ на оборудовании без высокоскоростных измельчителей (коллоидных мельниц) необходимо закладывать большую концентрацию полимера, более высокую температуру процесса (это может привести к старению битума и окислительной деструкции ПБВ, уровень свойств ПБВ при этом существенно снизится), кроме того, продолжительность процесса приготовления увеличивается более чем в 2 раза. Высокие рабочие характеристики достигаются только при условии точного контроля дозировки измельченного полимера и его распределения в битумной массе. А как следствие на данный момент лучшие показатели распределения (гомогенизации) достигаются только при использовании коллоидных мельниц с высокой степенью измельчения. Мельница компании MASSENZA имеет особенную конфигурацию ротора/статора, позволяющую 100% мощности использовать исключительно на измельчающее действие. Фактически, увеличение зазора, имеющее место в мельницах других производителей, в случае когда поступает материал с высоким содержанием полимера означает снижение размельчающего действия, в то время как требуется, наоборот, в достаточной степени размельчить (расщепить) полимер. MASSENZA разработала совершенно иную систему, которая позволяет осуществлять максимально эффективную на все 100% работу по измельчению полимера независимо от содержания полимера в материале. Фактически, мельница MASSENZA обладает специальной системой оснащенной внешним шестеренчатым насосом для подачи в мельницу.
Этот насос имеет два основных назначения:
- он позволяет мельнице не производить всасывающее действие и сконцентрировать всю имеющуюся мощность исключительно на размельчении;
- он имеет изменяющуюся скорость, скорость регулируется обратным сигналом, который поступает при изменении электропотребления электромотра мельницы. Это означает, что выпуск битумно-полимерной смеси из мельницы всегда остается максимальным. В случае если в мельницу поступает смесь с высоким содержанием полимера, то электропотребление электромотора мельницы возрастает, что в свою очередь уменьшает интенсивность работы насоса и наоборот.
В 2014 году компания MASSENZA , представила свою новейшую модель коллоидной мельницы — PMB 490-S . Многочисленные испытания и изучение влияния строения измельчающего механизма на качество ПБВ привели к разработке и созданию новой конфигурации, которая обеспечивает более мелкую дисперсию, что в свою очередь способствует сокращению времени на химическую фазу и повышению производительности.

Эта модель, по сравнению с предыдущими, включает в себя следующие улучшения:
- ротор и статор большего размера;
- более износостойкие материалы;
- улучшенная система подачи битума и полимера в мельницу;
- новая конструкция измельчающих элементов ротора и статора.
Новая конфигурация гомогенизатора позволяет увеличить эффективность его работы на 40%, по сравнению с предыдущими моделями. Именно поэтому концепция мельницы MASSENZA является выигрышной для производства модифицированных полимерами битумов.
Регулирование процесса измельчения полимера и его растворения в битуме.
За счет возможности варьировать количеством проходов смеси битума с полимером через коллоидную мельницу обеспечивается требуемое высокое качество производства ПБВ, независимо от параметров исходного сырья.
Применение «мягкого» нагрева битумного вяжущего за счет работы маслонагревательной станции, точный контроль температурных режимов.
При приготовлении ПБВ исключительно важное значение имеет оптимальный выбор температуры и продолжительности процесса. Повышение температуры увеличивает подвижность цепей макромолекул полимера и расстояние между ними. Это облегчает процесс набухания. Оптимальная температура, при которой макромолекулы полимеров типа СБС находятся на максимальном расстоянии друг от друга, соответствует температуре вязкотекучего состояния и составляет 180—190 0 С. Однако повышение температуры приготовления ПБВ выше рабочей технологической для дорожных битумов вызывает старение битумов. Длительное нахождение полимера при повышенной температуре действует на него негативно, в результате чего он теряет эластические свойства. На эффективность растворения большое влияние оказывает размер частиц полимера. Чем выше дисперсность (измельчение) частиц полимера, тем больше удельная поверхность контакта его с битумом, тем быстрее происходит процесс набухания и, соответственно, растворения полимера в битуме. Из всех рассматриваемых параметров, влияющих на эффективность процесса приготовления ПБВ, как с точки зрения экономии затрат, так и максимально возможного уменьшения процессов старения битума и ухудшения полимера, целесообразно изменять вязкость битума и размер частиц полимера. Остальные параметры заранее заданы и являются неизменными, а температура приготовления ПБВ ограничена максимальной рабочей температурой битума - не выше 160 0С.
В установках MASSENZA в качестве источника тепла применяется теплоноситель - горячее масло.
Подобная система «косвенного подогрева» обеспечивает следующие преимущества по сравнению с паровым, жаровым и электроподогревом. В первую очередь за счет масляного подогрева возможно одним контуром циркуляции масла обеспечить подогрев всего потребного оборудования: внутренние трубопроводы и агрегаты установки по производству ПМБ, а также всей вспомогательной инфраструктуры (трубопроводы, битумные насосы, емкости, клапаны, задвижки). При масляном «мягком подогреве» не происходит окисление и коксование битума, и соответственно его ухудшение и так не идеального по своим эксплуатационным характеристикам битумного вяжущего. Также масляные системы подогрева, как правило, наиболее эффективны с точки зрения эксплуатационных затрат на теплоэнергию, а также подобная система подогрева позволяет достаточно точно выдерживать все температурные режимы на всех технологических стадиях производства ПМБ, что качественно влияет на характеристики конечной продукции.
Возможность применения практически всех известных типов модификаторов (полимеров), как твердых порошкообразных и в гранулах, так и жидких.
Возможность применения полимера в гранулах при сохранении высоких параметров растворения полимера в битуме позволяет получить большой экономический эффект по сравнению с применением например того же полимера, но в порошкообразном виде, только за счет разницы стоимости гранулярного и порошкообразного полимера. Также возможно получение дополнительного экономического эффекта за счет возможности производить ПБВ с высокими эксплуатационными характеристиками с применением полимеров отечественного производства, которые в силу своей низкой стоимости, могут оказаться более привлекательными.
В установках MASSENZA применяется весовое дозирование битума и полимеров.
Битум закачивается в установку и проходит через специальное устройство по принципу Кориолиса (измерительная система в кожухе, измеряет интенсивность подачи вне зависимости от других параметров жидкости, таких как: плотность, температура, давление, вязкость, электропроводность и др.). Полимеры дозируются через бункер полимера и шнек загрузки, которые подвешены на тензодатчиках, дозирование осуществляется в автоматическом режиме по принципу потери веса.
На установках MASSENZA предусмотрена линия ввода жидких добавок непосредственно в смеситель.
Это позволяет дозировать, в случае если того требует рецептура, ароматические масла (например индустриальное масло И-40А, либо иной пластификатор) или адгезионные добавки непосредственно в смеситель, где перемешивается битум с полимерным модификатором.
На установках MASSENZA осуществляется предварительное перемешивание исходного битума с полимерным модификатором и другими жидкими добавками в смесителе.
Предварительное эффективное смешивание в смесителе обеспечивается за счет работы двух трехлопастных мешалок с приводом от электродвигателя мощностью 7,5 кВт. Смеситель оборудован змеевиками масляного подогрева, мембранными уровнемерами и системой контроля температуры.

УТВЕРЖДЕНЫ зам. директора Союздорнии канд. техн. наук В.М.Юмашевым

Даны рекомендации по применению полимерно-битумного вяжущего (ПБВ) для приготовления асфальтобетонных смесей и устройства поверхностных обработок, особенно в условиях I-II дорожно-климатических зон, в районах с резко континентальным климатом, а также на участках с повышенными динамическими воздействиями на покрытие (покрытия на мостах, аэродромах, дорогах I-III категорий, на полосах примыкания к трамвайным путям и т.п.) и для заполнения швов и трещин в покрытиях.

Приведена технология получения ПБВ путем введения в битумы, нагретые до 90-160 °С, 2-4% дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ) в виде раствора в углеводородных растворителях или в виде крошки.

Показано, что применение ПБВ позволяет увеличить срок службы покрытий вследствие существенного улучшения свойств асфальтобетона; повысить производительность АБЗ в результате снижения температуры нагрева материалов; удлинить строительный сезон, так как появляется возможность укладывать и уплотнять смеси при пониженных температурах воздуха; повысить производительность работ по устройству покрытий благодаря лучшей уплотняемости смеси; повысить коэффициент сцепления покрытия с колесом автомобиля.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Постоянный рост требований к качеству дорожных покрытий, устраиваемых с применением битума, диктует необходимость повышения прочности, эластичности и теплостойкости вяжущих в широком диапазоне эксплутационных температур. За последние годы в Союздорнии проведены исследования и осуществлено строительство участков дорожных покрытий с применением полимерно-битумного вяжущего (ПБВ), полученного на основе дивинилстирольных термоэластопластов (ДСТ), в различных климатических районах страны на объектах Главдорстроя и Главзапсибдорстроя Минтрансстроя, Минавтодора РСФСР, Минавтодора КазССР, МГА, Миннефтепрома.

Исследования показали значительные технологические и эксплуатационные преимущества применения нового материала при устройстве асфальтобетонных покрытий и поверхностных обработок по сравнению с битумом.

Аэродромное асфальтобетонное покрытие, устроенное на бетонном основании в условиях Крайнего Севера толщиной вдвое меньше проектной (9 см вместо 18 см) с применением ПБВ, после 10 лет эксплуатации находится в хорошем состоянии. Мостовое покрытие, устроенное на ортотропной плите вантового моста "Московский" через р.Днепр, после 12 лет эксплуатации находится в удовлетворительном состоянии. В связи с этим можно предполагать увеличение срока службы покрытий с применением ПБВ более чем в 1,5 раза и возможность уменьшения его толщины по сравнению с проектной.

"Методические рекомендации по применению полимерно-битумного вяжущего (на основе ДСТ) при строительстве дорожных, мостовых и аэродромных асфальтобетонных покрытий" составлены в результате переработки соответствующих Методических рекомендаций, выпущенных Союздорнии ранее, и на основе исследовательских, опытно-производственных работ и внедрения ПБВ, а также по материалам обследования участков, построенных с использованием авт. свид. N 272881.

В настоящих Методических рекомендациях изложены технология приготовления ПБВ, технические требования к готовому ПБВ, метод подбора состава асфальтобетона на основе ПБВ; приведены схема приготовления ПБВ на АБЗ и необходимое для этого дополнительное оборудование.

Настоящие Методические рекомендации разработали канд. техн. наук Л.М.Гохман, д-р техн. наук Л.Б.Гезенцвей, инж. К.И.Давыдова (Союздорнии).

В проведении опытно-экспериментальных работ и во внедрении ПБВ принимали участие канд. техн. наук Ю.Н.Питецкий, инж. Б.В.Маркин, кандидаты технических наук А.Ю.Гольдштейн, И.Д.Сахарова, М.Б.Сокальская (Союздорнии); Юждорстрой, УС автомобильной дороги Москва-Рига, Мурманскдорстрой, Каздорстрой, Мостострой-1, Киевдорстрой, Пермдорстрой, Оренбургдорстрой, Дондорстрой, Нижневартовскдорстрой, Тюмендорстрой Минтрансстроя, Центрупрдор Минавтодора РСФСР, Оргтехдорстрой Минавтодора КазССР, Юганскнефтедорстройремонт Миннефтепрома СССР; канд. техн. наук И.И.Баловнева, инж. Ю.Н.Волков (ГПИ и НИИ ГА "Аэропроект"); работники Кишиневского, Бакинского, Батумского, Алма-Атинского, Уфимского, Оренбургского, Усинского, Нефтеюганского, Нижневартовского аэропортов; канд. техн. наук Г.М.Толстопятов, инж. Я.М.Розеноер, канд. техн. наук А.Н.Кондратьев (ВНИИСК и его Воронежский филиал); инж. А.П.Троицкий (Союзкаучук Миннефтехимпрома СССР).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Дорожные битумы марок БНП, выпускаемые нефтеперерабатывающими заводами в соответствии с ГОСТ 22245-76*, значительно повышают качество асфальтобетона и эксплуатационные показатели дорожных покрытий.
________________
ГОСТ 22245-90

Однако современное движение на автомобильных дорогах, характеризующееся большой грузонапряженностью и интенсивностью, и значительные динамические воздействия на покрытия мостов и аэродромов предъявляют повышенные требования к асфальтобетону, а следовательно, и к битуму, особенно в районах с резко континентальным климатом.

Введение в битум небольших добавок высокополимерных веществ позволяет получить новый вяжущий материал с улучшенными свойствами.

1.2. Для повышения качества дорожных битумов рекомендуется использовать дивинилстирольные термоэластопласты (ДСТ) - блок-сополимеры дивинила и стирола с содержанием связанного стирола 28-32% (ДСТ-30). ДСТ в невулканизированном состоянии характеризуются высокой прочностью при повышенных температурах (до 80 °С) и низкой температурой хрупкости (около минус 80 °С). В этом интервале температур ДСТ находятся в высокоэластическом состоянии.

1.3. ПБВ получают введением небольшого (2-4%) количества ДСТ в битумы: в вязкие - в виде раствора в углеводородных растворителях, а в маловязкие и жидкие - в виде крошки (маловязкими считают битумы, имеющие при 25 °С глубину проникания иглы более 130·0,1 мм).

Примечание. К углеводородным растворителям относятся дизельное топливо, сырье для производства нефтяных вязких дорожных битумов с вязкостью 20-60 с (гудрон), жидкий битум, керосин, топливо для реактивных двигателей (ТС-1), сольвент, ксилол.

1.4. ПБВ характеризуется способностью к большим высокоэластическим деформациям в широком диапазоне температур (от минус 55 до 60 °С), что обусловливает его высокие теплостойкость при повышенных эксплуатационных температурах (50-60 °С), эластичность, пластичность и устойчивость к динамическим воздействиям при отрицательных температурах.

Введение ДСТ в количестве 2, 3, 4% в битумы марок БНД позволяет получить температуру хрупкости ПБВ соответственно минус 25, минус 35 и минус 50 °С. При необходимости получения ПБВ с температурой хрупкости минус 60 °С и ниже необходимо увеличить содержание ДСТ в битуме до 6%.

Асфальтобетон на ПБВ отличается повышенными деформативностью при отрицательных температурах и упругостью при положительных (модуль упругости при минус 20 °С в 3-6 раз меньше, а при 40 °С - в 1,5-2 раза больше, чем асфальтобетона на вязком битуме марок БНД); повышенной устойчивостью к многократным динамическим воздействиям (количество циклов до разрушения образца (балочки) на ПБВ в условиях многократного изгиба выше, чем образца асфальтобетона на битуме более чем в 8 раз).

1.5. ПБВ, приготовленные на основе вязких битумов, относятся к разжиженным вяжущим, густеющим со скоростью, обусловленной фракционным составом растворителя: на сольвенте, ксилоле, ТС-1 - к классу БГ; на керосине и зимнем дизельном топливе - к классу СГ; на летнем дизельном топливе - к классу МГ. ПБВ, приготовленные с применением гудрона или жидкого битума в качестве растворителя ДСТ или путем введения ДСТ в битум в виде крошки, по скорости формирования относятся к классу вязких битумов.

Асфальтобетон, приготовленный на основе разжиженных ПБВ и ПБВ вязких марок (с глубиной проникания иглы при 25 °С в пределах (40130)·0,1 мм), удовлетворяет требованиям, предъявляемым к горячему асфальтобетону. По температурному режиму приготовления, укладки и уплотнения асфальтобетон на разжиженных ПБВ и ПБВ маловязких марок относится к теплому или холодному.

1.6. Строительство покрытий из асфальтобетонных смесей на ПБВ допускается при пониженных температурах (до минус 15 °С).

1.7. Применение ПБВ позволяет повысить производительность АБЗ за счет снижения температуры нагрева материалов, удлинить строительный сезон благодаря возможности укладывать и уплотнять смеси при пониженных температурах.

1.8. Покрытие из асфальтобетонных смесей на ПБВ обладает повышенным сцеплением с колесом автомобиля.

1.9. ПБВ рекомендуется применять для устройства асфальтобетонных покрытий и поверхностных обработок в первую очередь на наиболее ответственных участках автомобильных дорог, мостах, аэродромах. Особенно эффективно использовать ПБВ в районах с резко континентальным климатом, а также на объектах с повышенными динамическими воздействиями на покрытие (например, на полосах примыкания к трамвайным путям и т.п.) в составе мастик для заполнения швов и трещин в покрытиях. Температура хрупкости ПБВ должна быть близка к минимальной температуре воздуха в районе строительства.

2. МАТЕРИАЛЫ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПБВ

2.1. Для приготовления ПБВ используют:

битумы марок БНД, отвечающие требованиям ГОСТ 22245-76, или в случае их отсутствия - марок БН;

дивинилстирольный термоэластопласт (прил.1) марок: ДСТ-30-01 по ТУ 38 103267-80; ДСТ-30Б по ТУ 38 40359-85 Миннефтехимпрома (группа I полностью, группа II - с характеристической вязкостью не менее 1,2 дл/г, с содержанием связанного стирола 29±2%);

растворители: дизельное топливо по ГОСТ 305-82 (прил.2); сырье для производства нефтяных вязких дорожных битумов по ТУ 38 101582-75 Миннефтехимпрома (прил.3); жидкий битум марок МГО 70/130 и МГО 130/200 по ГОСТ 11955-82 ; керосин, соответствующий действующим ОСТам (прил.4, 5); ТС-1 по ГОСТ 10227-86 (прил.6); ксилол по ГОСТ 9410-78 (прил.7); сольвент по ГОСТ 10214-78 (прил.8). Применение таких растворителей, как сольвент, ксилол, ТС-1, дизельное топливо, керосин, допускается только при наличии специального оборудования во взрыво- и пожаробезопасном исполнении. При этом применение ксилола и сольвента должно быть согласовано с органами Госсаннадзора.

При необходимости для улучшения сцепления с минеральными материалами применяют поверхностно-активные вещества катионного типа: коллектор АНП-2 по ТУ 6-02-1067-81, остатки кубовые при производстве аминов С-С по ТУ 6-02-750-87 Минхимпрома (прил.9).

2.2. ПБВ должно быть однородным и отвечать требованиям ТУ 1669-84 Минтрансстроя, приведенным в табл.1. Разжиженные ПБВ необходимо предварительно прогреть при 120 °С в слое толщиной 3 мм в течение 7 ч.

Таблица 1


Характеристика ПБВ	Норма по маркам	Метод испытания
	ПБВ 200/300
Глубина проникания иглы, 0,1 мм:
при 25 °С (100 г, 5 с)
при 0 °С (200 г, 60 с)
Растяжимость, см, не менее:
при 25 °С
при 0 °С
Температура размягчения, °С, не менее
Эластичность, %, не менее
Испытание на сцепление с мрамором или песком	Выдерживает по контрольному образцу N 2

2.3. Для приготовления ПБВ асфальтобетонный завод (АБЗ) оборудуют* (см. рисунок) емкостями для хранения растворителя, приготовления и хранения раствора ДСТ, а также битумными котлами для приготовления ПБВ. Емкости и котлы для приготовления раствора ДСТ и ПБВ должны быть снабжены мешалками пропеллерного или лопастного типа. В случае приготовления ПБВ путем введения крошки ДСТ в битум необходимо обеспечить наиболее интенсивное перемешивание компонентов.
_______________
* Серийное оборудование по приготовлению ПБВ на основе ДСТ с применением в качестве растворителей битумов и гудрона запроектировано ВНИИстройдормашем. Выпуск предполагается начать с 1988 г.

Схема приготовления ПБВ на АБЗ

Схема приготовления ПБВ на АБЗ: 1, 3, 5, 7, 12 - насосы;
2, 6 - битумные котлы; 4 - установка для разогрева и обезвоживания битума; 8 - емкость
вместимостью 20 м для приготовления раствора ДСТ; 9 - бензонасос; 10 - емкость
вместимостью 60 м для растворителя; 11 - склад для хранения ДСТ;
13 - емкость вместимостью 60 м для ПАВ с подогревом

Вместимость емкостей для растворителя при условии его поставки по железной дороге должна быть не менее 60 м (т.е. соответствовать вместимости железнодорожной цистерны). Рекомендуемая вместимость емкости для приготовления раствора ДСТ - 20 м.

Площадь горловины каждой емкости должна быть не менее 0,3 м. Крышка емкости должна открываться полностью, чтобы обеспечить загрузку ДСТ и закрываться герметично.

Крышки емкостей следует оборудовать небольшими герметично закрывающимися клапанами, что необходимо для замера уровня раствора с помощью реек и для отбора проб. Расход ДСТ и растворителя в емкостях определяют расходомерами емкостного типа или типа U-образной трубки, а в трубопроводах - расходомерами переменного перепада давления.

2.4. Технологический процесс приготовления разжиженного ПБВ включает: приготовление раствора ДСТ, приготовление ПБВ.

Для приготовления раствора ДСТ (см. рисунок) из емкости (10) по трубопроводу с помощью насоса (9) подают растворитель в емкость (8). В растворитель загружают ДСТ (в виде крошки) и перемешивают.

Раствор ДСТ рекомендуется готовить без подогрева только в том случае, если его концентрация не превышает в сольвенте и ксилоле 20%, дизельном топливе - 5%. Если концентрация выше указанной, то растворитель необходимо нагревать в емкости (8) системой масло- или пароподогрева. Максимально допустимая температура нагрева растворителя: сольвента, ксилола - 60 °С; ТС-1, керосина - 80 °С; зимнего дизельного топлива - 120 °С; летнего дизельного топлива - 130 °С; гудрона - 180 °С; битума - не выше рабочей температуры, принятой для соответствующей марки.

Раствор ДСТ подают насосом (7) по трубопроводу в битумные котлы (2) и (6) и перемешивают с обезвоженным битумом, нагретым до температуры 90-160 °С в зависимости от марки битума и вида растворителя.

В том случае, если емкости (2) и (6) обеспечены мощными и высокопроизводительными мешалками, рекомендуется приготавливать ПБВ следующим образом. В емкость (6) с обезвоженным битумом, нагретым до 100-110 °С, подается растворитель с температурой начала кипения не ниже 120 °С, а затем ДСТ, и смесь перемешивается до однородного состояния. Затем таким же образом приготавливают ПБВ в емкости (2).

Необходимое количество компонентов (битума, ДСТ, растворителя и раствора ДСТ) на одну порцию ПБВ устанавливают при подборе состава ПБВ (см. п.3.4 настоящих Методических рекомендаций) и корректируют в рабочей емкости (см. п.2.5).

При подаче раствора ДСТ в битумный котел обязательно отключают подогрев котла. Смесь перемешивают до однородного состояния, а в случае необходимости добавляют жидкое ПАВ и вновь перемешивают до однородного состояния.

Для приготовления вязкого ПБВ крошку ДСТ подают непосредственно в котлы (2) и (6) и перемешивают до однородного состояния при максимальной рабочей температуре исходного битума.

2.5. Время, необходимое для приготовления однородного раствора ДСТ и ПБВ в рабочей емкости, устанавливают до начала работ с ПБВ. Для этого готовят контрольную партию раствора ДСТ в емкости (8) и ПБВ в рабочих котлах (2) и (6). Однородность смеси оценивают в процессе перемешивания.

Время, затраченное для получения однородной смеси ДСТ с растворителем, принимают за нормативное при приготовлении последующих партий раствора ДСТ.

Время, необходимое для приготовления однородной смеси раствора ДСТ с битумом, принимают за нормативное при получении последующих партий ПБВ.

После приготовления ПБВ отбирают пробу для определения его свойств в соответствии с требованиями п.2.2 настоящих Методических рекомендаций.

2.6. Необходимое количество раствора ДСТ и битума устанавливают с помощью расходомера или по специально оттарированной рейке.

2.7. Продолжительность выдерживания ПБВ при рабочей температуре не должна превышать 6 ч. Не использованный в течение смены запас ПБВ допускается выдерживать в котле при температуре не выше 60 °С в течение 24 ч. Время хранения ПБВ в битумохранилище не ограничивается.

2.8. Все битумопроводы, дозировочные бачки и другие элементы битумных коммуникаций должны быть обеспечены системой паро- и маслоподогрева.

Обогрев начинают до начала работ.

3. ПОДБОР СОСТАВА ПБВ

3.1. Состав ПБВ в лаборатории подбирают следующим образом:

устанавливают концентрацию раствора ДСТ;

рассчитывают необходимое количество раствора ДСТ для приготовления ПБВ;

определяют свойства ПБВ в соответствии с требованиями п.2.2 настоящих Методических рекомендаций;

устанавливают свойства асфальтобетона в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-84 , предъявляемыми к горячему асфальтобетону соответствующей марки, и п.4.3 настоящих Методических рекомендаций.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 9128-97 . Здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

3.2. Вязкость раствора ДСТ не должна превышать 40 Па·с при нормальной работе битумного насоса типа Д-171. Максимальную концентрацию раствора ДСТ выявляют по его способности свободно стекать со стеклянной палочки при максимально возможной температуре нагрева растворителя (см. п.2.4).

Минимальная концентрация раствора ДСТ определяется прочностью асфальтобетона при высокой положительной температуре; предел прочности образца асфальтобетона при 50 °С должен удовлетворять требованиям, предъявляемым к асфальтобетону на основе ПБВ (см. п.4.3).

3.3. Определяют условную вязкость С раствора ДСТ выбранной концентрации при температуре, соответствующей принятой для закачки его в битум. По полученному значению условной вязкости ДСТ средней пробы контролируют концентрацию раствора ДСТ в рабочей емкости (8).

3.4. Количество раствора, необходимое для приготовления ПБВ, рассчитывают в зависимости от назначенного содержания ДСТ.

Пример. Концентрация раствора ДСТ - 20%. Выбранная концентрация ДСТ - 2%.

Составляем две пропорции и получаем на 1000 г битума:


	1) 1000 г - 98%	2) 20,4 - 20%

( - количество ДСТ; - количество 20%-ного раствора ДСТ).

Если ПБВ не удовлетворяет требованиям к сцеплению с каким-либо из применяемых минеральных материалов, то подбирают и рассчитывают необходимое количество добавки ПАВ (например, 1,5% БП-3). Для этого составляют еще одну пропорцию:

3) (1000+102) - 98,5%

( - количество добавки ПАВ).

Полученные данные сводят в таблицы, которыми и следует руководствоваться при приготовлении ПБВ на АБЗ.

Потребное количество компонентов для приготовления 10 т ПБВ с 2% ДСТ из 20%- и 5%-ного раствора приведено в табл.2.

Таблица 2


Компонент ПБВ	Количество компонента из раствора
	20%-ного
		% массы	% массы

Раствор ДСТ,
в том числе растворитель для ДСТ

3.5. Показатели свойств ПБВ определяют в соответствии с пп.2.2, 7.9-7.14 настоящих Методических рекомендаций.

При неудовлетворительном показателе температуры размягчения по КиШ разжиженного ПБВ необходимо повысить концентрацию раствора ДСТ и повторить подбор, а при низкой растяжимости - уменьшить концентрацию раствора ДСТ.

В случае несоответствия показателей ПБВ данным табл.2 необходимо увеличить содержание ДСТ и повторить подбор.

3.6. На основе ПБВ приготавливают асфальтобетонную смесь. Свойства асфальтобетона устанавливают в соответствии с ГОСТ 9128-84 .

Если асфальтобетон не отвечает предъявляемым к нему требованиям (см. п.4.3), то необходимо повысить концентрацию раствора ДСТ и повторить испытания. Если полученный материал вновь не удовлетворяет требованиям, то следует увеличить содержание ДСТ и повторить испытания. Если асфальтобетон не удовлетворяет требованиям по коэффициенту длительной водостойкости, то необходимо в ПБВ ввести ПАВ.

4. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПБВ И УСТРОЙСТВА ПОКРЫТИЙ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К АСФАЛЬТОБЕТОНУ

4.1. Приготовление, укладку и уплотнение асфальтобетонных смесей на ПБВ осуществляют в соответствии с "Руководством по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий" (М.: Транспорт, 1978).

4.2. Используемые минеральные материалы (щебень, песок) должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-84 , минеральный порошок - ГОСТ 16557-78 *, а полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) - требованиям п.2.2 настоящих Методических рекомендаций и ТУ 1669-84 Минтрансстроя.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52129-2003 . Здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

4.3. Асфальтобетонные смеси и асфальтобетон на ПБВ, подобранные в соответствии с Руководством, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-84 для горячих асфальтобетонных смесей соответствующей марки и ТУ 1669-84 Минтрансстроя. Допускается принимать значения предела прочности асфальтобетона при сжатии при 50 °С на 10% ниже требуемых ГОСТ 9128-84 в связи с повышенной упругостью асфальтобетона при высоких положительных температурах.

Рекомендуется назначать такое содержание ПБВ в асфальтобетонной смеси, чтобы водонасыщение образцов составляло 1-2,5%.

4.4. Асфальтобетонные смеси на ПБВ следует приготовлять только в асфальтобетонных смесителях, оборудованных лопастными мешалками принудительного перемешивания (типов Д-325 и Д-597), в соответствии с режимами перемешивания, принятыми для теплых асфальтобетонных смесей.

Температуру перемешивания асфальтобетонных смесей для всех вязких марок ПБВ или разжиженных ПБВ марок ПБВ 40/60 и ПБВ 60/90 с минеральными материалами рекомендуется назначать на 5-15 °С выше, чем при использовании битума тех же марок.

4.5. Температура нагрева ПБВ в рабочих котлах и асфальтобетонных смесей при выпуске из смесителя должна быть в пределах 110-160 °С.

4.6. При строительстве покрытий из асфальтобетонных смесей на ПБВ следует иметь в виду:

асфальтобетонные смеси на основе ПБВ имеют более высокий коэффициент уплотнения, поэтому толщину слоя асфальтобетонной смеси при укладке асфальтоукладчиком (с включенным трамбующим брусом) назначают на 30-35% больше проектной;

температура теплой и горячей полимерасфальтобетонных смесей с вязкими ПБВ в асфальтоукладчике при укладке в конструктивный слой должна соответствовать ГОСТ 9128-84 , а теплой и горячей смесей с разжиженными ПБВ допускается на 20 °С ниже;

эффективное уплотнение асфальтобетонной смеси достигается при температурах от 90 до 35 °С.

4.7. Устройство асфальтобетонных покрытий на ПБВ при пониженных температурах следует вести с учетом требований "Руководства по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий".

Необходимо следить, чтобы смесь уплотняли сразу после укладки в целях достижения лучшей плотности и ровности покрытия, а также хорошего сопряжения укладываемых полос.

Произошла ошибка

Платеж не был завершен из-за технической ошибки, денежные средства с вашего счета
списаны не были. Попробуйте подождать несколько минут и повторить платеж еще раз.