Способ приготовления минерального материала асфальтобетонной смеси и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E01C19/10 

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к приготовлению асфальтобетонных смесей, укладываемых в покрытие дорог и аэродромов.

Известны способы приготовления минеральных материалов асфальтобетонной смеси, включающие подачу в нагреватель потока минерального материала, процесс прохождения минерального материала через сушильный барабан, перемешивание и нагрев материала до рабочей температуры и выдачу его потребителю.

У всех способов и устройств один недостаток - большое количество загрязненных

отходов, выходящих на выброс через тракт удаления теплоносителя.

Известно также устройство, принятое за прототип, включающее барабан, топку с форсункой, пылеуловитель, выполненный в виде многоступенчатого циклона, и приемный бункер, во впускном и выпускном отверстиях которого вмонтированы направляющие лопасти, причем бункер посредством трубопроводов соединен с пылеуловителем и барабаном.

Недостатком данного способа и устройства является то, что отсутствует нейтрализация вредных газовых выбросов.

VJ сл :ю

Is0 оо

|СЭ

Цель изобретения - снижение степени загрязнения окружающей среды и улучшение физико-механических показателей асфальтобетонной смеси.

Указанная цель достигается тем, что в процессе подачи минерального материала осуществляют введение в него поток пено- образующего компонента с обволакиванием поверхности частиц материала и образованием паро-пено-минерального фильтра. В качестве пенообразующего компонента применяют 5 - 7%-ный раствор глицеринового гудрона ПГ в количестве 3 - 5% от массы минерального материала или 6 - 8%-ный водный раствор препарата ОП-1 в количестве 3 - 5% от массы минерального материала.

Такой способ может быть осуществлен устройством, включающим сушильный барабан с входным и выходным приспособлениями для минерального материала, генератором горячих газов и расположенным под входным приспособлением газоотводным патрубком, входное приспособление снабжено форсунками для распыления пенообразующего компонента.

На фиг. 1 изображена технологическая схема устройства в разрезе по оси; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б-Б на фиг. 4; на фиг. 4 - вид В-В на фиг. 3.

Устройство состоит из торцовой части 1, размещенной на стандартном сушильном барабане 2. На торцовой части 1 блок 3 подачи минерального материала размещен так, что отверстие выхода минерального материала 4 находится над отверстием для удаления газодымовой смеси 5 тракта газо- удзления 8.

В верхней части тракта подачи минерального материала размещены две форсунки 7, через которые подается водный раствор пенообразователя.

Минеральный материал подается к блоку 3 подачи минерального материала по транспортеру 8.

В качестве пенообразователей применяются - ПГ - глицериновый гудрон, отход производства глицерина (свойства см. табл. 1); - ОП-1 - пенообразователь при тушении пожара (свойства см. табл. 1).

При осуществлении способа устройство работает следующим образом.

По транспортеру 8 минеральный материал подается в блок 3 подачи, на минеральный материал через форсунку 7 подается водный раствор в количестве 3 - 5% от массы подаваемого минерального материала. В водном растворе содержится 5 - 7% глицеринового гудрона (ПГ) или 6-8% пенообразователя ОП-1 от массы воды. При процессе

прохождения раствора через форсунки 7 образуется пена, которая увеличивается в объеме в 6 - 12 раз и обволакивает минеральный материал, проходящий по блоку 3 подачи.

Водо-пено-минеральная масса при выходе через отверстие выхода минерального материала 4 перекрывает своей массой отверстие для удаления газодымовой смеси 5. Высокотемпературная газодымовая смесь,

проходя через этот фильтр, испаряет воду, что создает паро-пено-минеральный фильтр, задерживая и осаждая в сушильном барабане мелкую фракцию, а также паро- пеновая составляющая под действием высокой температуры нейтрализует газовую составляющую выброса.

Пенообразователь, размещенный на поверхности минерального материала при прохождении материала по сушильному барзбану в процессе нагрева под воздействием высокой температуры активирует поверхность минерального материала, благодаря чему показатели физико-механических свойств образцов асфальтобетонов,

приготовленных на этом материале, улучшаются на 10-20%.

Способ и устройство смоделированы в лабораторных условиях, что позволило проверить конкретные показатели нейтрализации газовой составляющей и активации минеральных материалов.

Для проверки способа и устройства применили Иртышский песок, который активировали 5% раствора воды с 3, 5, 7, 9 и

11 % пенообразователя ПГ, из раствора приготавливали пену, объединяли ее с минеральным материалом, затем пропускали через установку смесителя, разогреваемую паяльной лампой открытым пламенем. Минеральный материал (песок) разогревали до 150 - 160°С. Из разогретого материала приготавливали асфальтобетонную смесь (песок 83%, минеральный порошок 11%, битум БНД 60/90 - 6%). В процессе нагрева материала отбирались пробы выходящих газов, которые испытывались в лаборатории охраны окружающей среды Первомайского района города Омска (КСИЛАК).

Аналогичные испытания проводились с активацией материала 5% раствора с 4, 6, 8, 10 и 12% пенообразователя ОП-1, из раствора приготавливали пену, объединяли с минеральным материалом, который также нагревали в установке до 150-160°Си на нагретом материале приготавливали аналогичные смеси. В процессе нагрева отбирали и проводили испытания проб выходящих газов,

Результаты испытаний асфальтобетонов приведены в табл. 2.

Результаты исследования отходящих газов приведены в табл. 3.

Результаты сравнивали с результатами образцов асфальтобетона, приготовленного без применения активаторов, т. е. мине- ральный материал разогревали на установке с применением открытого огня, но без обработки его пенным раствором.

Аналогичный комплекс испытаний был проведен с 3% раствора активатора с акти- ваторами ПГ и ОП-1.

Как видно из табл. 2 оптимальные показатели образцов асфальтобетонной смеси были при 8% раствора ОП-1 и при 7% раствора ПГ.

После активации минерального материала все показатели испытаний асфальтобетонных образцов улучшались на 10 - 20%.

Аналогичная закономерность наблюдается при анализе табл. 3.

При 6 - 8% раствора ОП-1 выбросы N02 уменьшились в 3 раза. S02 в 2 раза, выбросы твердых частиц уменьшились также в 3 раза.

При 5 - 7% раствора ПГ выбросы N02 уменьшились вЗ раза, S02 в4,5 раза, выбросы твердых частиц уменьшились в 7,5 раза.

Таким образом, применение предлагаемого способа приготовления минерального материала и устройство для его осуществле- ния позволяет значительно понизить вредные выбросы в атмосферу как газовой составляющей, так и выбросы твердых частиц, причем одновременно проходит активация поверхности минерального материала, что позволяет значительно улучшить показатели асфальтобетонных смесей, приготовленных на этом материале.

Формула изобретения

1. Способ приготовления минерального материала асфальтобетонной смеси, включающий подачу в нагреватель потока минерального материала, пропускание через него горячих газов с улавливанием загрязняющих окружающую среду включений, перемешивание, нагревание материала до рабочей температуры и выдачу его потребителю, отличающийся тем, что, с целью снижения степени загрязнения окружающей среды и улучшения физико-механических показателей асфальтобетонной смеси, в процессе подачи минерального материала осуществляют введением в его поток пенообразующего компонента с обволакиванием поверхности частиц материала и образованием паро-пено-минераль- ного фильтра.

2.Способ по п, 1. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве пенообразующего компонента применяют5 -7%-ный водный раствор глицеринового гудрона ПГ в количестве 3 - 5% от массы минерального материала.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве пенообразующего компонента применяют 6 - 8%-ный водный раствор препарата ПО-1 в количестве 3 - 6% от массы минерального материала.

4.Устройство для приготовления минерального материала асфальтобетонной смеси, включающее сушильный барабан с входным и выходным приспособлением для минерального материала, генератором горячих газов и расположенным под входным приспособлением газоотводным патрубком, отличающееся тем, что, с целью снижения степени загрязнения окружающей среды и улучшения физико-механических показателей асфальтобетонной смеси, входное приспособление снабжено форсунками для распыления пенообразующего компонента.

Использование: приготовление минерального материала для укладываемых в покрытие дорог и аэродромов асфальтобетонных смесей. Сущность изобретения: в нагреватель подается поток минерального материала, через него пропускают горячие газы с улавливанием загрязняющих окружающую среду включений. Минеральный материал нагревается до рабочей температуры и выдается потребителю, В процессе подачи минерального материала в него вводится пенообразующий компонент с обволакиванием частиц материала и образованием паро-пеноминераль- ного фильтра. В качестве парообразующего компонента применяется 5 - 7%-ный раствор глицеринового гудрона ПГ в количестве 3 - 5% от массы минерального материала или б - 8%-ный водный раствор препарата ПО-1 в количестве 3 - 6% от массы минерального материала. Используется устройство, содержащее сушильный барабан с входным и выходным приспособлениями для минерального материала, генератор горячих газов и расположенный под входным приспособлением газоотводный патрубок. Входное приспособление имеет форсунки для распыления пенообразующего компонента. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл. сл с

Физико-механические свойства пенообразователя

Пенообразователь

Кратность Стойкость рН пеныпены,

мин

Свойства пенообразователей

Раствори- Способное, Стойкость Способность улучш.

мост

воде

повер.нат. органич. Свойства Ловерхно воды,вяжущих битума свойства

Примечание. Оценка стойкости пены и способности улучшать свойства с критериями Хорошая и Слабая приведены в табл. 1 согласно ГОСТ.

Таблица 1

Примечание

повер.нат. органич. Свойства Ловерхност. воды,вяжущих битума свойства

103н/мкаменных

материал.

Таблица 2

Физико-механические свойства образцов песчаного асфальтобетона типа-Д с применением Иртышского песка, активированного пенообразователем СП-1 и ПГ (при соотношении-Песок 83%, минпорошок 11% и битум БНД

60/90-69;)

Примечание. Процент пенообразователя принят от количества применяемой воды.

Количество раствора 5% от массы минерального материала. Добавка смешивается с материалом во вспененном виде.

9175998310

ТаблицаЗ Изменение вредных выбросов в зависимости от количества пенообразователя

Примечание. При испытании минеральный материал обрабатывали пеной, полученной из растворов, взятых в количестве 5% от массы минерального материала, при этом пенообразователь ОП-I в составе раствора принимали 4,6,8,10,12% от массы воды, т.е. 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 и 0.6% от массы минерального материала, а пенообразователь ПГ в составе раствора принимали 3,5,7,9 и 11 % от массы воды, т.е.0.15, 0.25, 0.35, 0.45, 0.55% от массы минерального материала.

Фиг.1

teJ

вы