Технология производства битумных материалов и дорожных эмульсий

Для битумных баз большой мощности, прирельсовых баз целесообразно разрабатывать два-три чертежа плана: генеральный план, план коммуникаций и дорог, план подземных коммуникаций.

При решении генерального плана следует учесть также перспективу развития базы, потребность других дорожных и строительных организаций, возможность приготовления эмульсий, составленных (комплексных) битумных материалов. Оформление генерального плана зависит от местных условий размещения базы и привязывается к генеральному плану строительства автомобильной дороги.

При размещении машин и оборудования в первую очередь отводят место на плане для битумохранилищ, поскольку они занимают на базе больше всего места. На прирельсовой базе, базе-складе битумохранилища располагают вдоль железнодорожного тупика, обеспечивая фронт разгрузки не менее пятидесяти цистерн или бункерных вагонов. В центре отводимого участка обычно размещают установки для обезвоживания и нагрева битума с таким расчетом, чтобы битумные и паровые коммуникации были возможно короче. При этом между битумо-хранилшцами и установками для обезвоживания и нагрева битума должен быть противопожарный разрыв не менее 25—30 м.

Перед установкой для обезвоживания и цистернами для хранения обезвоженного битума предусматривают площадку размером 150— 200 м* для удобства подъезда автобитумовозов, автогудронаторов и загрузки их горячим битумом. Остальное оборудование и сооружения должны быть размещены с подветренной стороны от битумохранилищ и обезвоживающих установок.

Склад жидкого топлива на территории базы лучше не размещать, а вынести за ограду с тем, чтобы более надежно обеспечить противопожарные условия содержания базы и исключить ненужный заезд автомобилей и других потребителей топлива на заправку.

К парокотельной и форсункам топливо подают по трубопроводам, проложенным под землей или на опорах, высота которых не должна препятствовать проезду автомобилей.

Электростанцию, парокотельную, лабораторию размещают неподалеку от установок для обезвоживания с соблюдением противопожарных разрывов. Из бытовых помещений на базе целесообразно иметь душ, туалет, гардероб, помещение сушки и обработки спецодежды рабочих, площадку отдыха.

Жилые помещения и помещения для культурно-бытового обслуживания рекомендуется устраивать за пределами базы на расстоянии санитарной зоны (400—500 м) с подветренной стороны.

Следует предусмотреть ограждение базы забором, конструкция которого зависит от продолжительности нахождения базы на одном месте, ее мощности: глубокая канава, штакетник, сплошной забор из досок, сборного железобетона.

Охрана базы и контроль вывоза продукции должны быть при въезде и выезде, для чего у ворот строят помещение охраны базы и противопожарного обеспечения.

Площадь всей базы складывается из площадей, занимаемых машинами, оборудованием, сооружениями, дорогами, противопожарными разрывами, площадками-стоянками автогудронаторов, автобитумовозов и ремонтируемых машин. Коэффициент использования площади базы должен быть не менее 0,7—0,8.

 

8. Охрана труда и противопожарная защита

На территории баз-складов соблюдают правила техники безопасности. Лицам, не связанным с работой базы, запрещено находиться на территории.

Битумохранилища и установки для нагрева битума, приготовления эмульсий в гомогенизаторе размещают о учетом господствующего ветра по отношению к обслуживающим помещениям и населенному пункту. В случае применения установок с газовым разогревом битума соблюдают правила безопасности в газовом хозяйстве, а при работе с парообразователями — правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов

При разжижении битума принимают меры предосторожности про. тив воспламенения: работу производят только в дневное время и под руководством ответственного лица, в специально отведенном месте и на расстоянии не менее 30—50 м от других установок; разжиженный битум подогревают только с помощью пара; вводить разжижитель в горячий битум необходимо через шланг, опустив конец его в битум. Перед перекачиванием битума по трубопроводам предварительно устанавливают исправность фланцевых соединений, кранов и насосов; мест* возможного застывания битума прогревают, как и общую систему обогрева.

Запрещается для разогрева использовать открытый огонь. Камен ноугольный деготь, пек, креозотовое и антраценовое масла раздражающе действуют на кожу, действие которых усиливается под влиянием солнечного света.

Чтобы избежать раздражения, деготь, пек и другие каменно угольные материалы доставляют специализированным автомобильным транспортом.

Нагревание вяжущих, работу с поверхностно-активными добавками  производят только с подветренной стороны от места выделения вредных паров.

Рабочие завода проходят санитарный осмотр. Лиц, страдающих кожными заболеваниями и воспалением слизистой оболочки глаз, не допускают. Все работы с пеками выполняют только под наблюдением ответственного лица, назначенного администрацией.

Во время погрузки и выгрузки пек периодически смачивают водой, чтобы избежать образования вредной пыли. Место, где производят работу с пеком, изолируют от других мест и снабжают надписью «Вход посторонним запрещен»)

Смешивание пека с/антраценовым или креозотовым маслами, его измельчение производят механизированным путем с применением герметически закрывающихся машин и аппаратов

На пожаро - и взрывоопасных местах запрещается курить. Для этой цели отводят место на площадке отдыха. Битумохранилища, установки для нагрева битума до рабочей температуры, места приготовления разжижителя, склады топлива и масел должны иметь первичные средства тушения (песок, огнетушители, ведра, лопаты, багры и др.). Инвентарь и оборудование содержат в исправном виде на видных местах; к ним должен быть обеспечен свободный доступ. Инвентарь и оборудование систематически контролирует начальник пожарной охраны. На битумных базах, асфальтобетонных, эмульсионных и бетонных заводах, применяющих вредные химические добавки, организуют медицинскую службу, подчиненную начальнику строительства дороги. Медицинская служба должна быть связана с местными органами здравоохранения, поликлиниками, больницами, аптеками.

 

9. Эмульсионные базы и заводы. Технологические процессы приготовления эмульсий

Дорожная эмульсия представляет собой органический вяжущий плёнкообразующий материал. Эго однородная маловязкая жидкость темно-коричневого цвета. В состав эмульсии входят: битум водный раствор эмульгатора.

По структуре эмульсии делят на прямые и обратные. В прямых эмульсиях битум равномерно распределен в воде в виде мельчайших (1—10 мк) капель, окруженных слоем эмульгатора, в обратных вода равномерно распределена в битуме или дегте в виде мельчайших капель, стабилизированных слоем эмульгатора Прямые эмульсии так-' же имеют разновидности: анионные, катионные и пасты. Анионные эмульсии в качестве эмульгатора содержат мыла высокомолекулярных

Соединений органических кислот, катионные — органические азото содержащие соединения.

Технология приготовления разных видов эмульсий имеет свои особенности. Дорожные эмульсии приготовляют на базах, заводах, в цехах АБЗ Приготовление в основном сводится к диспергированию жидкостей и к стабилизации дисперсной системы. Для диспергирования жидкости применяют гомогенизаторы, лопастные смесители, акустические диспергаторы В гомогенизаторе готовят прямые эмульсии. Битум, нагретый до ISO1- С, и водный раствор эмульгатора, нагретый до| 90° С, прокачивают через узкие зазоры (размером до 0,01 мм) ротора | и статора, в которых битум размельчается и на его капельках адсорбируется эмульгатор. Лучшими считают многоступенчатые гомогениза-торы-диспергаторы. В смесителях готовят прямые высококонцентрированные и обратные эмульсии. Смесители могут быть лопастные и шнеко-лопастные. Их относят к машинам цикличного (порционного) действия. Концентрированный раствор эмульгаторов заливают в резервуар, где вращается вал с лопастями с частотой 40—80 об/мин. Битум подают постепенно по мере образования эмульсии. В лопастных смесителях получают эмульсии с высокой концентрацией битума

(80—95%), поэтому перед употреблением  их разбавляют водой до требуемой  концентрации.

Технология получения прямых эмульсий в лопастных смесителях ( сложнее, чем в гомогенизаторах (диспергаторах). Кроме того, не все водорастворимые эмульгаторы, используемые для изготовления эмульсий в гомогенизаторах, пригодны для получения эмульсий в смесителях. Эмульсии обратные и на твердых эмульгаторах приготавливают только в лопастных смесителях.

Используя комплект ДС-71, можно организовать базу с выработкой 5 т/ч эмульсии по технологии, показанной на рис. 165.

Оборудование устанавливают на битумной базе или в эмульсионном цехе АБЗ.

322

Химическое эмульгирование проще, чем с помощью диспергаторов. 0йо основано на реакции, протекающей между ПАВ, находящемся в битуме, и электролитом, имеющимся в водном растворе. К химическому относят барботажный способ приготовления эмульсий, сущность которого состоит в том, что компоненты эмульсии диспергируют с помощью сжатого воздуха, подаваемого в цистерну через перфорированные трубки. Такие установки имеют выработку до 30 т/смену.

Битумная эмульсия, обладая многими положительными качествами, имеет один недостаток — плохое прилипание к поверхности большинства каменных материалов. Усилить такое прилипание можно, обработав эмульсию известью-пушонкой (массовая доля в эмульгаторе 5—10%). Такую эмульсию называют активированной.

Эмульсию хранят в закрытых помещениях, защищенных от нагревания солнечными лучами и от промерзания. Летом эмульсию хранят в бочках и резервуарах, накрытых толем или брезентом. Зимой бочки держат в помещениях при температуре не ниже 0°С. Перед употреблением эмульсию необходимо осторожно перемешать для уничтожения сгустков битума. Эмульсию транспортируют в плотно закрытых деревянных или металлических бочках, цистернах, автобитумовозах, гудронаторах. Тара должна быть чистой, загрязнение может привести к быстрому свертыванию эмульсии. Нельзя бросать бочки с эмульсией, так как это вызывает свертывание.

Приготовление эмульсии с помощью акустического диспергатора относят к гидродинамическому способу, по которому смесь воды, эмульгатора и битума пропускают с большой скоростью через сопло, имеющее впереди вибратор-нож (рис. 166). Под действием колебаний ножа и турбулентного движения жидкости создаются завихрения и непрерывно меняющиеся поля давления, происходит смешивание. Наибольший гидродинамический эффект достигается при наступлении резонанса. Настройку системы на резонанс производят регулированием скорости движения смеси, размером сопла и подбором материалов вибратора. Акустический способ прост, качество эмульсий при этом хорошее.

 

10. Применяемые машины и оборудование

Для приготовления дорожных эмульсий используют разнообразные машины и установки, различающиеся принципом действия, конструкцией и техническими параметрами (производительностью, способом дозирования компонентов, скоростью вращения рабочих органов и др.). Классификация эмульсионных машин представлена на рис. 4.4.

Диспергаторы относятся к оборудованию непрерывного действия. В них происходит измельчение одной жидкости в другой за счет приложения большой удельной механической энергии к жидкостям, находящимся в узком зазоре (0,2-0,4 мм) между ротором и статором.

Диспергаторы подразделяют на два типа: роторные и плунжерные. Первый тип диспергатора имеет значительно меньшее количество трущихся деталей, чем плунжерный, и более прост конструктивно.

По количеству вращающихся дисков (роторов) диспергаторы подразделяют на одно-, двух- и трехдисковые. Они также различаются по количеству щелей между ротором и статором и между роторами. Например, однодисковый трехщелевой.

Для создания лучших условий эмульгирования рабочим поверхностям статора и ротора может придаваться различная форма — коническая, цилиндрическая, параболическая, извилистая и др. Использование роторов с извилистой, волнистой, зубчатой поверхностью удлиняет путь движения жидкостей в зазоре между ротором и статором, что облегчает диспергирование и повышает дисперсность эмульсий.

Развитием конструкций роторных эмульсионных машин с зубчатой или волнистой поверхностью рабочего органа является турбосмеситель, который по конструкции напоминает дезинтегратор. В нем для эмульгирования материалов служат специальные кулачки, укрепленные по концентрическим кругам на торцевой стороне вращающегося ротора и на съемной крышке статора.

 

11. Контроль качества битумных эмульсий

Приемку эмульсии осуществляют партиями. Партией считают количество эмульсии одного состава, выпускаемое на одной установке, но не более 50 тн.

Отбор проб битумной эмульсии должен производиться в соответствии с ГОСТ 18659 . Целесообразно использование специального пробоотборника, представляющего собой трубу с краном, врезанную в боковую стенку емкости для хранения битумной эмульсии. Конец трубы, погруженный в эмульсию, должен отстоять от стенки не менее, чем на 1/3 диаметра емкости.

Для проверки качества битумной эмульсии проводят приемосдаточные и периодические испытания. Приемосдаточные испытания включают определение содержания остаточного вяжущего, определение класса эмульсии (смешиваемости с минеральными материалами различного состава), однородности, величины водородного показателя рН. Периодический контроль осуществляется не реже одного раза в месяц и при каждом изменении исходных материалов и включает определение условной вязкости, устойчивости при хранении, сцепления с минеральными материалами, свойств остаточного вяжущего.

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей проводят повторные испытания, для чего отбирают удвоенное число образцов. Если результаты повторной проверки не будут соответствовать нормативным требованиям, то партия приемке не подлежит.

Изменение показателя рН на величину, большую указанной в п. 2.5 . настоящих Рекомендаций, свидетельствует о неблагоприятных процессах, происходящих в эмульсии. В этом случае данная эмульсия должна быть немедленно использована.

На каждую партию отгружаемой битумной эмульсии должен быть выдан документ о качестве, в котором указывают:

- наименование изготовления;

- номер и дату выдачи  документа;

- наименование и адрес  потребителя;

- массу эмульсии;

- вид и класс эмульсии;

- содержание остаточного вяжущего (концентрацию);

- однородность;

- условную вязкость;

- устойчивость при хранении;

- сцепление с минеральными  материалами;

- свойства остаточного  вяжущего;

- обозначение ГОСТ или  ТУ.

При отгрузке битумной эмульсии потребителю каждое транспортное средство сопровождают паспортом-накладной, в которой указывают: