Все чаще в проектной документации на строительство, реконструкцию, капитальный ремонт или ремонт дорог — особенно федерального и регионального значения — в качестве одного из компонентов асфальта можно встретить полимерно-битумное вяжущее (ПБВ).
Собственное производство такого «супербитума» позволяет дорожникам не только отвечать требованиям заказчика, в том числе выполняя гарантийные обязательства, но и снижать зависимость от поставщиков ПБВ, варьировать количество компонентов для достижения наименьшей себестоимости вяжущего.
Более того, своя технологическая линия для улучшения битума — это еще и расширение линейки выпускаемой продукции. Если для создания асфальтобетонной смеси на основе системы объемного проектирования (по стандартам серии 58406) разрешается использовать как «обычный» битум, так и ПБВ, то для производства асфальта, выпущенного методом объемно-функционального проектирования (по стандартам серии 58401) — применяется только PG-вяжущее, — а здесь сложно обойтись без модификации. Даже для не самого холодного Санкт-Петербурга может понадобиться битум с нижней температурной границей в районе минус 28 °С и ниже, например марки PG 64‒34. «Стандартный» битум — БНД по ГОСТ 33133-2014 — не обладает требуемыми реологическими свойствами для таких условий.
Производство ПБВ
Дорожники получают ПБВ на специальных установках: путем введения в битум небольшого количества полимера — в среднем от 2 до 6%. В нашей стране самой популярной добавкой является гранулированный термоэластопласт — сополимер типа стирол-бутадиен-стирол (СБС). Он взаимодействует с вяжущим на физическом уровне, формирует в нем пространственную эластичную сетку, которая в дальнейшем помогает асфальтобетону в моменте восстанавливаться после деформации, вызванной нагрузкой от колес проезжающего транспорта, а также повысить устойчивость к появлению трещин в зимний период. К тому же, наличие полимера в составе битума способствует сохранению жесткой структуры вяжущего при повышенных температурах, что особенно важно для достижения устойчивости покрытия к образованию колеи в летнее время.
При добавлении в битум гранулы полимера впитывают масла, присутствующие в вяжущем, и набухают. Для того, чтобы система оставалась в равновесии и готовый материал не был слишком вязким, при производстве ПБВ в него также вводят пластификатор, например индустриальное масло, — в количестве от 3 до 15%. Таким образом, полимерно-битумное вяжущее включает в себя не только битум и полимер, но и другие компоненты, одним из которых также может служить сера, — она выступает сшивающим агентом, целью которого является формирование связей между вяжущим и структурой СБС, противодействие расслоению.
Выпуск ПБВ — дело не быстрое
Продолжительность производства модифицированного битума, — без учета финального этапа — дозревания ПБВ в резервуаре в течение 5-6 часов, — складывается из затраченного времени на выполнение технологических процессов, протекающих на установке, а значит зависит в том числе от ее качества и конструктивных особенностей. Некоторое оборудование улучшает вяжущее долго: чтобы готовая продукция отвечала требованиям стандарта на нее — по ГОСТ Р 52056-2003, — битум с полимером прогоняют через линию по несколько раз.
На установках от компании SOLOMATIC, оснащенных четырьмя баками и большим бункером под полимер, высокое качество ПБВ достигается за один проход: все дело в двух последовательно расположенных коллоидных мельницах, надежных компонентах оборудования, а также стабильной работе системы управления.
Как может быть реализована технология приготовления ПБВ, к примеру, на установке производительностью до 10 т/ч: оператор задает рецептуру смеси, выставляет необходимое количество циклов, выбирает автоматический режим и нажимает кнопку START. Все. Дальше он просто контролирует работу комплекса: основные процессы и показатели отображаются на экране компьютера.
На первом этапе производства битум поступает из резервуара в бак установки через специальный узел — систему Speed Heater, которая подогревает вяжущее до заданной температуры. В чем плюс такой системы: нагревается только тот объем битума, который будет использован в цикле, без необходимости разогрева всего материала в резервуаре. Такой подход снижает издержки предприятия и исключает преждевременное старение битума.
При частичном заполнении бака №1 вяжущим — активируется подача полимера, а под конец дозировки битума — из отдельной емкости вводится нагретый пластификатор. На заполнение бака в среднем уходит порядка 5 минут, на дальнейшее перемешивание — около 15 минут.
После заполнения бака №1 транспортировка вяжущего из резервуара автоматически переключается на бак №2, — здесь все повторяется: подается полимер, потом пластификатор.
По завершении времени перемешивания в баке №1, состав, проходя через коллоидные мельницы, поступает в бак №3, — на перекачивание уходит порядка 10 минут. Конечно, этот показатель можно снизить до 5-6 минут. Важно понимать: изменение количества оборотов насоса в угоду ускорения производства может повлиять на качество будущей продукции, — все-таки мельницы должны хорошо «раздробить» полимер, чтобы его частички быстрее растворились в дисперсной среде.
Во время частичного заполнения бака №3 активируется подача стабилизатора, например серы, и состав перемешивается еще порядка 7 минут. Готовую продукцию выгружают в отдельно стоящий подогреваемый резервуар, оснащенный лопастями, где ПБВ дозревает.
Стоит отметить, что в определенный момент установка переходит, по сути, в режим непрерывной работы: когда бак №3 заполняется готовой смесью, автоматически запускается следующий круг и битум из резервуара, проходя через систему Speed Heater, подается в пустой бак №1, а смешанные компоненты из бака №2, проходя через мельницы, перекачиваются в бак №4. И так цикл за циклом.
Такой подход, при котором циклическая установка превращается в условно непрерывную, позволит дорожно-строительному предприятию выпускать до 100 тонн качественного полимерно-битумного вяжущего за день.
Если ваша компания планирует самостоятельно создавать ПБВ, в том числе для дальнейшей PG-классификации, обратите внимание на установки от компании SOLOMATIC производительностью до 5, 10 и 20 т/ч. Каждая модель представляет собой современный комплекс, который может быть модернизирован под ваши индивидуальные потребности. Это будет полезно при использовании в работе дополнительных компонентов, например полифосфорной кислоты, адгезионных добавок и других химических веществ.
#пбв #модификациябитума #битум #установкидляпбв #solomatic