Способ приготовления асфальтобетонной смеси и устройство для его осуществления

 

Использование: в строительстве, в частности при производстве дорожно-строительных материалов. Сущность: в способе приготовления асфальтобетонной смеси, включающем распыление предварительно нагретых минерального порошка и битума горячими отработанными газами, отобранными из сушильного барабана, и перемешивание с заполнителем, перед распылением в битум вводят поверхностно-активное вещество и модификатор и смешивают путем подачи этих компонентов во входной патрубок битумного насоса под давлением, а затем подвергают механохимической активации. Устройство, реализующее способ, содержит смеситель, соединенный с емкостями с заполнителями, емкости соединены с сушильным барабаном. Смеситель связан с выходом форсунки с подключенными к ней трубопроводом с горячим газом, трубопроводом, связанным с емкостью с минеральным порошком, и трубопроводом подачи битума. Устройство имеет вспомогательный насос подачи вяжущего материала - модифицированного битума. Всасывающий патрубок насоса подачи битума связан с трубопроводами нагнетания вспомогательных насосов, каждый из которых сообщен с соответствующей емкостью. Выходной патрубок битумного насоса соединен с трубопроводом подачи вяжущего материала - битума через гидродинамический кавитатор, выполненный в виде последовательно установленных конфузора, проточной камеры и диффузора. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству дорог, а именно к производству дорожно-строительных материалов.

Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий распыление минерального порошка и нагретого битума, последующее перемешивание их с грубодисперсными заполнителями, нагретыми в сушильном барабане [1].

Недостатками известного способа являются высокая энергоемкость, а также недостаточная однородность смеси.

Известен также способ приготовления асфальтобетонной смеси, принятый за прототип, включающий распыление минерального порошка и нагретого битума и перемешивание их с нагретыми в сушильном барабане грубодисперсными наполнителями, при этом распыление предварительно нагретого минерального порошка и битума осуществляют совместно струей горячих отработанных газов, которые отбирают из сушильного барабана [2].

Недостатком известного способа является низкое качество асфальтобетона за счет недостаточной сдвигоустойчивости и трещиностойкости.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является улучшение свойств асфальтобетона путем увеличения адгезии битума к каменному материалу, улучшения сдвигоустойчивости и трещиностойкости и повышения однородности смеси.

Указанная техническая задача решается за счет того, что в способе приготовления асфальтобетонной смеси, включающем распыление предварительно нагретых минерального порошка и вяжущего материала струей горячих отработанных газов, отобранных из сушильного барабана, и перемешивание их с нагретыми в последнем грубодисперсными заполнителями, используют модифицированный вяжущий материал, образованный смешиванием битума, поверхностно-активного вещества и модификатора в насосе путем подачи в его входной патрубок указанных компонентов под давлением и механо-химической активацией полученной смеси.

Кроме того, устройство для приготовления асфальтобетонной смеси, содержащее смеситель, соединенный с наполненными грубодисперсными заполнителями емкостями, связанными с сушильным барабаном, и с выходом форсунки с подключенными к ней трубопроводом с горячим газом, отобранным из сушильного барабана, трубопроводом, связанным с емкостью, заполненной минеральным порошком, и трубопроводом, соединенным с насосом подачи битума, снабжено дополнительными емкостями с поверхностно-активным веществом и модификатором (присадками), гидродинамическим кавитатором, вспомогательными насосами и вспомогательным битумным насосом, всасывающий патрубок насоса подачи битума связан с трубопроводами нагнетания вспомогательных насосов, каждый из которых сообщен своим входом с соответствующей емкостью с присадкой, при этом выходной патрубок насоса подачи битума соединен с трубопроводом подачи вяжущего материала через гидродинамический кавитатор, выполненный в виде последовательно установленных конфузора, проточной камеры и диффузора.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для приготовления асфальтобетонной смеси, реализующего данный способ.

Устройство для приготовления асфальтобетонной смеси содержит смеситель 1, соединенный с емкостями 2, 3, заполненными грубодисперсными заполнителями, связанными с сушильным барабаном 4, и с выходом форсунки 5 с подключенными к ней трубопроводом 6 с горячим газом, отобранным из сушильного барабана 4, трубопроводом 7, связанным с емкостью 8, заполненной минеральным порошком, и трубопроводом 9 подачи вяжущего материала. Устройство снабжено дополнительными емкостями 10, 11, 12 с присадками, гидродинамическим кавитатором 13, вспомогательными насосами 14, 15, 16 и насосом подачи битума 17, всасывающий патрубок которого связан с трубопроводами нагнетания 18, 19, 20 вспомогательных насосов 14, 15, 16, каждый из которых сообщен своим входом с соответствующей емкостью 10, 11, 12 с присадками. Выходной патрубок насоса подачи битума 17 соединен с трубопроводом 9 подачи вяжущего материала через гидродинамический кавитатор 13, выполненный в виде последовательно установленных конфузора 21, проточной камеры 22, диффузора 23.

Устройство для приготовления асфальтобетонной смеси, реализующее указанный способ, работает следующим образом.

Минеральный порошок из емкости 8 по трубопроводу 7 и далее на вход форсунки 5 подается струей нагретых отработанных газов, отобранных из сушильного барабана 4 и поступающих по трубопроводу 6. Одновременно из емкостей 10, 11, 12, одна из которых, например, емкость 10 - заполнена битумом, другая - емкость 11 - заполнена поверхностно-активным веществом (например, катионоактивное), а третья - емкость 12 - заполнена модификатором (например, эластомер каучук). Насосами 14, 15, 16 по трубопроводам 18, 19, 20 указанные компоненты подаются во всасывающий патрубок насоса подачи битума, где осуществляется первичная гомогенизация смеси.

После этого битум с присадками под давлением поступает в гидродинамический кавитатор 13, где подвергается механохимической активации, в ходе которой обеспечивается более равномерное перемешивание присадок с битумом. По выходу из диффузора 23 битум с присадками по трубопроводу 9 поступает на вход форсунки 5, которая, в свою очередь, обеспечивает распыление вышеуказанных компонентов, а также нагретого минерального порошка в смесителе 1 и перемешивание их с грубодисперсными заполнителями, поступающими из емкостей 2, 3. Наполнение емкостей 2, 3 грубодисперсными заполнителями производится из сушильного барабана 4.

Таким образом, использование в устройстве битумного насоса 17 и гидродинамического кавитатора 13 обеспечивает более равномерное перемешивание присадок с битумом и, кроме того, кавитационное воздействие на битум усиливает эффект от введения добавок в битум. В результате после прохождения кавитатора битум характеризуется большей температурой размягчения и меньшей температурой хрупкости. Понижается вязкость битума, что позволяет снизить температуру приготовления асфальтобетонной смеси. Кроме того, изменяются свойства асфальтобетона: повышается его прочность при 50^oC и снижается прочность при 0^oC, что свидетельствует о повышении сдвигоустойчивости.

Формула изобретения

1. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий распыление нагретых минерального порошка и битума струей горячих отработанных газов, отобранных из сушильного барабана, и перемешивание их с нагретыми в сушильном барабане грубодисперсными заполнителями, отличающийся тем, что перед распылением нагретый битум смешивают с поверхностно-активным веществом и модификатором путем подачи их под давлением во входной патрубок насоса подачи битума, а затем подвергают механохимической активации.

2. Устройство для приготовления асфальтобетонной смеси, содержащее смеситель, соединенный со связанными с сушильным барабаном емкостями для грубодисперсных заполнителей и с форсункой, к которой подключен трубопровод горячего газа из сушильного барабана, связанный с емкостью для минерального порошка, и трубопровод, соединенный с насосом подачи битума, отличающееся тем, что оно снабжено гидродинамическим кавитатором, вспомогательным битумным насосом, вспомогательными емкостями для поверхностно-активного вещества и модификатора и вспомогательными насосами, вход каждого из которых сообщен с соответствующей емкостью для поверхностно-активного вещества и модификатора, при этом всасывающий патрубок насоса подачи битума связан с трубопроводами нагнетания вспомогательных насосов и вспомогательного битумного насоса, а его выходной патрубок с трубопроводом подачи битума в форсунку посредством гидродинамического кавитатора, выполненного в виде последовательно установленных конфузора, проточной камеры и диффузора.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 20.08.2004        БИ: 23/2004