Способ получения серобитумного вяжущего

 

Изобретение относится к области производства композиционных составов для приготовления сероасфальтобетонных смесей, применяемых в качестве дорожных покрытий в дорожном строительстве. Способ получения заключается в непрерывном дозировании исходных компонентов - серы и битума в трубопровод. Соотношение серы и битума 20 : 80 и 80 : 20. По трубопроводу смесь подают в камеру смешения аппарата вихревого слоя. В камере смешения она подвергается воздействию ферромагнитных элементов, вращающихся в электромагнитном поле аппарата вихревого слоя до состояния коллоидной системы, и подается на позицию розлива. Технический результат: проведение процесса приготовления вяжущего непрерывно, снижение энергозатрат, исключение выбросов Н₂S, SO₂ и паров серы, а также получение гомогенной смеси, сохраняющей свою стабильность в течение длительного периода времени.

Изобретение относится к области производства композиционных составов для приготовления сероасфальтобетонных смесей, применяемых в качестве дорожных покрытий в дорожном строительстве.

Известен способ получения серобитумного вяжущего (СБВ) при производстве сероасфальтобетонных смесей (А. с. 1474133, МПК С 04 В 26/26), где серу, в виде тонкодисперсного отстоя очистки, смешивают в соотношении 1:1 с 4-6% нагретым до 140- 150^oC битумом в течение 60- 120 с. Далее производят смешение вяжущего с известковым минеральным порошком и другими минеральными материалами для получения сероасфальтобетона.

Недостатком известного способа является многоступенчатость процесса подготовки серы и СБВ, значительные энергозатраты на приготовление СБВ в мельнице и поддержание коллоидного раствора сера-битум до полного использования.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ получения серобитумного вяжущего при приготовлении асфальтобетонных смесей ("Методические рекомендации по применению асфальтобетонов с добавкой серы и по технологии строительства из них дорожных покрытий", СоюздорНИИ, M., 1986 г., стр. 9-10). Из приведенной в этом способе технологической схемы приготовления СБВ следует, что в расплав битума вводят жидкую серу и при температуре 130-140^oC смешивают ее с битумом мешалкой пропеллерного или шнекового типа. Готовое СБВ дозируют в смеситель для приготовления сероасфальтобетонной смеси.

Недостатком этого способа является необходимость дополнительного технологического оборудования для каждого асфальтобетонного завода, большие энергозатраты для расплава серы и поддержания ее в жидком виде (при постоянном перемешивании серы и битума) до полного использования СБВ. Кроме того, реактор для расплава серы и перемешивающее устройство представляют собой два дополнительных источника выбросов H₂S, SO₂ и паров серы в атмосферу. По такой технологии СБВ можно готовить только непосредственно на асфальтобетонном заводе и из-за неустойчивости смеси оно должно быть использовано в течение одной смены.

Целью настоящего изобретения является упрощение технологии, повышение качества и производительности получения серобитумного вяжущего.

Поставленная цель достигается тем, что жидкую серу и дорожный битум при температуре 130-140^oC дозируют насос- дозаторами в общую трубу, откуда смесь непрерывно подают в камеру смешения аппарата вихревого слоя (АВС), где перемешиваемые компоненты подвергаются воздействию ферромагнитных элементов, вращающихся в мощном электромагнитном поле. Серу и битум дозируют в соотношении 20: 80 и 80: 20. В качестве ферромагнитных элементов применяют стальные или никелированные стержни L = 15-20 мм, d= 1.0-1.5 мм.

Пример 1. В капсулу объемом 1.5 л, выполненную из немагнитной нержавеющей стали, загрузили ферромагнитные элементы в количестве 500 г (+ 50 г), затем в капсулу дозировали 700 г дорожного битума и 300 г серы при температуре 130-145^oC. Капсулу герметически закрыли крышкой и поместили в рабочую камеру аппарата вихревого слоя, где в течение 10 с состав подвергали воздействию вращающимся электромагнитным полем данного аппарата. Готовую смесь слили в специальную тару для проведения испытаний. Нижний предел температуры определяли по началу кристаллизации серы (125^oC), верхний предел определяли по началу интенсивного выделения паров серы и сероводорода (145^oC).

Пример 2. В капсулу объемом 1.5 л, выполненную из нержавеющей стали, загрузили ферромагнитные элементы в количестве 500+50 г, затем туда же дозировали 600 г битума и 400 г серы при температуре 130-145^oC. Обработку в аппарате АВС проводили в течение 10 с. Дальнейшие действия производили аналогично Примеру 1.

В обоих примерах компоненты смеси испытывали воздействие магнитострикции, кавитации и собственно удары ферромагнитных частиц, обладающих, в свою очередь, кинетической энергией. Под воздействием магнитного поля аппарата в химическую связь с битумом вступило до 5% серы, остальная часть серы "растворилась" в виде коллоидных частиц размером от 1 мкм до 2.5 мкм, образуя гомогенную смесь (сера-битум), которая приобрела способность сохранять стабильное состояние в обычных условиях в течение неопределенного времени.

Полученное предложенным способом СБВ может производиться на заводе, выпускающем нефтебитумы или серу. Хранение и транспортировка готового продукта может осуществляться традиционными средствами предприятия. Способ экономичен, позволяет организовать непрерывный процесс получения СБВ и поставки его в готовом виде на асфальтобетонные заводы. Экологическая безопасность способа гарантирована изоляцией от контакта с окружающей средой смесительной камеры и трубопроводов подачи серы и битума, при этом в атмосферу не выделяются H₂S, SO₂ или пары серы.

Формула изобретения

Способ получения серобитумного вяжущего, включающий дозирование исходных компонентов и смешение их при температуре не менее 130^oС, отличающийся тем, что серу и битум в соотношении 20 : 80 и 80 : 20 непрерывно дозируют в трубопровод, по которому смесь подают в камеру смешения аппарата вихревого слоя, где ее подвергают воздействию ферромагнитных элементов, вращающихся в электромагнитном поле аппарата до состояния коллоидной системы.