Технологія виробництва гарячої асфальтобетонної суміші

Технологія виробництва гарячої асфальтобетонної суміші здійснюється на спеціалізованих заводах: стаціонарних та тимчасових. Стаціонарний асфальтобетонний завод (АБЗ) випускає суміш у великих кількостях і призначений для будівництва асфальтобетонних покриттів на значних і рясно сконцентрованих будівельних об’єктах, роботи на який здійснюються протягом великої кількості років. Тимчасові АБЗ призначені для обслуговування асфальтобетонною сумішшю невеличких об’єктів або значних, але сильно розтягнутих в однім напрямку – магістральні автомобільні дороги й ін.

Заводи по виробництву гарячої асфальтобетонної суміші ставляться до високомеханізованих підприємств. На сучасних заводах досягнута не тільки повна механізація, але й автоматизація основних технологічних операцій.

До складу асфальтобетонного заводу входять: змішувальний цех, машини й устаткування якого призначені для виготовлення асфальтобетонної суміші, дробильно-сортувальний цех для виготовлення щебеню і його фракціонування, помельний цех для виготовлення мінерального порошку, цех бітумного господарства, енергосилове і паросилове господарства, складські господарства, ремонтно-механічні майстерні і лабораторія. На території заводу можуть знаходитися також побутові і конторські помешкання, гараж, склад пального й ін.

Прогресивна технологія асфальтового бетону пов’язана з розвитком невеличких по розмірі, але з високою технічною продуктивністю асфальтобетонних заводів, із винятком із заводських територій громіздких складських помешкань для збереження каменю й інших мінеральних матеріалів без розміщення курних підсобних цехів – дробильно-сортувального, помельного й ін. Знову муровані або що модернізуються АБЗ орієнтуються в основному на централізоване постачання його матеріалами з каменезаготівних і нафтових баз.

Бітумне господарство на заводі складається з бітумосховища, бітумоплавильних котлів і системи бітумопроводів із бітумними насосами.

У бітумосховищах підтримується запас бітумів різних марок на 1-1,5 місяця роботи заводу. На невеличких заводах бітумосховища можуть бути відкритого типу, з облицюванням дна й укосів або без облицювання і при глибині прошарку бітуму до 1-15 м. На значних заводах улаштовуються більш зробленого бітумосховища закритого типу, у виді резервуарів із металу, бетону або дерева. У цих резервуарах передбачається розігрів бітуму з перекачуванням його по трубопроводі за допомогою шестереночних, поршневих або штангових насосів до бітумоварочних котлів або бітумоплавилень. На багато сучасних АБЗ бітум доставляється в бітумовозах у гарячому стані з наступним його підігрівом у робочих бітумоварочних котлах.

Бітумоварочні котли мають ємність від 6 до 20 т і виконані з котельної сталі. Найбільшим поширенням користуються бітумоварочні котли з жаровими трубами, у яких бітум порівняно швидко розігрівається гарячими газами, що проходять по трубах. На значних заводах установлюються декілька котлів і вони об’єднуються в одну котельну батарею – бітумоплавильню. Котли обмуровуються кладкою із шамотної цегли. Опалення котлів – вугіллям або газом.

Котли між собою пов’язані системою бітумопроводів. Бітумопровід дозволяє подавати гарячий бітум від будь-якого котла через насос до змішувачів і при необхідності зайвий бітум відправляти назад в будь-який котел. Система бітумопроводів, виконувана з металевих труб, бітумні насоси і крани обладнані паропрогрівом. Бурхливе піноутворення при розігріванні обводненого бітуму запобігається обертанням лопат, встановлених усередині котлів, а для прискорення випарювання води використовують піногасителі.

Дробильно-сортувальний цех забезпечує завод у необхідних кількостях фракціонованим щебенем. Проте процес каменедроблення значно ускладнює роботу АБЗ і тому прагнуть перенести його на кар’єри, із яких одержують камінь, із наступним постачанням готовим високоякісним щебенем.

Заводи, що мають каменедробильний-сортувальний цех, устатковуються залізничними гілками, сполученими з магістральними шляхами і відповідним погрузо-разгрузочным механізованим господарством. Безпосередньо в цеху встановлюються каменедробильні машини, вибір яких залежить від їхньої продуктивності, породи каменю, добової витрати і крупності щебеневого матеріалу. Для первинного роздрібнення використовуються щокові дробарки зі складним хитанням щоки типу СМ-11, CM-190 продуктивністю до 15 м³/ч або типу СМ-16А підвищеної продуктивності (до 70 м³/ч і вище). Для повторного роздрібнення з одержанням дрібного щебеню і штучного піску використовуються валкові дробарки (наприклад, сМ-191). У них щебінь проходить не між двома щоками, як у щокових дробарках, а між двома валеннями, що обертаються в протилежні сторони. Для цієї ж цілі іноді використовуються молоткові дробарки (наприклад, сМ-18), у яких роздрібнення каменю здійснюється під дією ударів обертових молотків. Система молотків кріпиться до ротора, що обертається зі швидкістю 1000-1300 об./хв.

Після дробарок щебеневий матеріал потрапляє в гуркоти (циліндричні або плоскі вібраційні) і розділяється на окремі фракції, що спрямовуються в бункерні відітни.

Помельний цех призначений на заводі для виготовлення мінерального порошку. Він, як і дробильно-сортувальний, є найбільше курним на заводі, що дуже незручно, особливо при роботі в міських умовах або в інших населених пунктах. Тому передбачається заготівля порошку за межами заводу, зручніше усього на території кам’яного кар’єру, із наступною доставкою готового матеріалу на завод.

У помельну установку входять: каменедробилка, сушильний барабан, кульовий або трубний млин. Якщо на помел направляються дрібні відходи від роздрібнення в дробильному цеху, то каменедробилка в помельному цеху не потрібна.

Після одержання щебеню, звичайно вапнякового або доломітового, оскільки вони в основному надходять для виготовлення порошку, провадиться його просушування в сушильному барабані при температурі біля 110º. Гарячий щебінь направляється в млин – найбільше важливу частину установки, що обумовлює і продуктивність установки, і якість готової продукції (тонкощі помелу). Для цих цілей використовуються переважно кульові млини, особливо зручні при порівняно невисокій тривкості перемеленого каменю.

Для внутрішньозаводських переміщень будівельних матеріалів передбачені достатньо оперативні транспортні засоби – транспортери, у тому числі пневмотранспортери, стрічкові конвеєри, ланцюгові конвеєри і шнеки, автомобілі-самоскиди й автомобілі-навантажувачі, транспортні естакади й ін. За допомогою цих засобів подача матеріалів із складів до асфальтобетонних установок на значних заводах у значній мірі механізована.

Збереження дроблених мінеральних матеріалів, які доставляють на завод із спеціалізованих підприємств або одержуваних у дробильному цеху асфальтобетонного заводу, здійснюється в окремих штабелях по фракціях. Мінеральний порошок, одержуваний у помельному цеху заводу або що доставляється залізницею в критих вагонах із централізованих місць його виробництва, зберігається в закритих помешканнях. Частіше усього такими помешканнями є великі бункери або силосні вежі, рідше – помешкання комірного типу.

На автоматизованих заводах передбачена автоматична система керування складами з центрального пульта.

Змішувальний цех призначений для виготовлення суміші.

Послідовність технологічних операцій обумовлюється типом змішувача. Проте деякі заводські операції є типовими для всіх змішувачів – фракціонування мінеральних матеріалів, дозування мінеральних матеріалів і бітуму, змішання матеріалів у гарячому стані, розвантаження гарячої асфальтобетонної суміші з мішалки. У складі змішувального цеху, крім основного механічного агрегату – мішалки, є гуркоту з бункером, розділеним на декілька відсіків; дозувальні механізми або пристосування; підйомно-транспортні механізми і живильники. У комплекті змішувальної установки є також устаткування для просушування і нагрівання мінеральних зернистих матеріалів. Мінеральний порошок звичайно нагрівається в мішалці від гарячих матеріалів на стадії “сухого” перемішування віддозованих щебеню, піску і порошку або він надходить гарячим із помельної установки.

На рис.2.1 показана технологічна схема готування асфальтобетонної суміші в змішувальній установці напівстаціонарного типу Д-152. У ній два основних агрегати: сушильний і дозувально-змішувальний.

 

Бітум з котлів

Пісок Щебінь

Рис.2.1. Технологічна схема готування асфальтобетонної суміші в змішувальній установці Д-152: 1 – елеватор для подачі піску і щебеню; 2 – сушильний барабан; 3 – гарячий елеватор; 4 – дозувальний бункер із віброгрохотом; 5 – елеватор мінерального порошку; 6 – вагової дозатор; 7 – двохвалкова лопатева мішалка.

Щебінь і пісок направляються через живильник і елеватор у сушильний барабан, що обігрівається газом або рідким паливом, подаваним у барабан за допомогою форсунок. Топка розташована з боку вивантажувального отвору барабана, що створює ефективний нагрів матеріалу внаслідок протиточного прямування в барабані топкових газів і мінерального матеріалу. За час проходження через сушильний барабан (його довжина біля 5 м) мінеральні зернисті матеріали просушуються і нагріваються. Температура нагрівання регулюється інтенсивністю подаваного палива і кількістю мінеральних матеріалів, подаваних у барабан в одиницю часу. Бажана межа її складає 200-220º при застосуванні холодного мінерального порошку і до 160-180º – при гарячому мінеральному порошку. У нагрітому стані матеріали надходять по закритому, “гарячому” елеваторі до гуркоту, на якому вони розділяються по фракціях. Окремі фракції направляються у відсіки бункера. Мінеральний порошок холодний або гарячий подається в окремий відсік.

З відсіків бункера окремі фракції мінеральних матеріалів дозуються за допомогою автоматичних або ручних ваг. Гарячий бітум відважується на спеціальних бітумних вагах, причому його температура у ваговій бадді підтримується в межах 150-170º. Контроль за температурою матеріалів здійснюється термопарами або термометрами в металевих оправах.

Відважені гарячі мінеральні матеріали направляються в мішалку лопатевого типу. Сюди ж подається холодний мінеральний порошок. Після “сухого” перемішування мінеральних матеріалів протягом 1 хв. надходить порція бітуму. Перемішування всіх компонентів здійснюється до одержання однорідної асфальтобетонної суміші і продовжується від 1 до 3 хв. а залежності від різновиду виготовленого матеріалу. Грубозерниста суміш перемішується швидше, дрібнозерниста – більш тривалий час.

Температура готової асфальтобетонної суміші при виході з мішалки підтримується на рівні 140-160º, що обумовлюється, зокрема, температурою повітря при виробництві робіт з устрою покриття. Чим нижче температура повітря, тим більше гарячої повинна бути асфальтобетонна суміш.

У тих випадках, коли мінеральний порошок застосовується гарячим, більш доцільним є попереднє об’єднання щебеню і піску з бітумом; мінеральний порошок же добавляється в мішалку на останній стадії перемішування. Загальний час перемішування скорочується на 20-30%.

Швидке перемішування досягається в змішувачах нового типу, у яких маса одержує турбулентне-обертальне прямування, а бітум надходить під великим тиском (до 22 атм.). Турбулентність виникає в зв’язку з підвищеною швидкістю обертання валів лопатевої мішалки – до 200 об/хв. замість звичайних 70-80.

Попередньо віддозовані мінеральні матеріали транспортером подаються в сушильний барабан. Просушені і нагріті до необхідної температури матеріали гарячим елеватором подаються на циліндричний гуркіт і розділяються по відсіках гарячого бункера. Вагове дозування мінеральних матеріалів провадиться автоматизованим засобом. Порції мінеральних матеріалів, а також бітуму (бітум дозується по обсязі) одночасно подаються в мішалку. Ємність мішалки на пересувних установках 600 л, на стаціонарних – до 1 т. Бітум, як відзначалося, подається під тиском біля 20 атм. У зв’язку з тим, що окружна швидкість лопат мішалки, кількість яких складає до 48 шт., дуже значна – до 3 м/сек, усі матеріали знаходяться при перемішуванні в підвішеному, а бітум у розпиленому станах. Ці заходи дозволяють інтенсифікувати процес перемішування і скоротити робочий цикл до 35-50 сек.

Керування процесами зважування і регулювання температури в бітумному котлі – автоматичне. Керування іншими процесами – дистанційне.

У комплекті устаткування асфальтобетонного заводу передбачена двохступінчата система знепилювання. 1-я щабель здійснюється за допомогою сухих циклонів у кількості 4 шт., причому продукти очищення утилізуються шляхом часткового введення їх в асфальтобетонну масу; 2-я щабель – у мокрому циклоні і пульпа вивозиться з території заводу.

 

Тема 3. Лекції 4, 5
ВИГОТОВЛЕННЯ ЗБІРНИХ БЕТОННИХ ТА ЗАЛІЗОБЕТОННИХ
КОНСТРУКЦІЙ З ВАЖКИХ БЕТОНІВ

 

План

1. Класифікація бетонних та залізобетонних конструкцій та підприємств по їх виробництву.

2. Виготовлення арматурних каркасів.

3. Виробництво збірних залізобетонних виробів та конструкцій.

 

Література

1. Волянський О.А. Технологія бетонних і залізобетонних конструкцій: Підручник. 2 ч. – К.: Вища школа, 1994.

2. Русанова Н.Г., Пальчик П.П., Рижанкова Л.М. Технологія бетонних і залізобетонних конструкцій: Підручник. 2 ч. – К.: Вища школа, 1994.

3. Технология бетонных и железобетонных изделий / Под ред. В.Н. Сизова. – М.: Высшая школа, 1972.