Способ регенерации асфальтобетона

Способ регенерации асфальтобетона

Реферат

Изобретение относится к области ремонтных работ, а именно ремонта асфальтобетонных покрытий, и может быть использовано при повторном применении асфальтобетона.

Известные способы регенерации (заводской переработки) старого асфальтобетона предусматривают его дробление и использование полученного гранулята (смеси щебня, песка, минерального порошка и битума) в качестве добавки к новым материалам при приготовлении асфальтобетонных смесей.

Известен (SU, авторское свидетельство 894034, Е01С 7/18, 1981) способ регенерации использованного асфальтобетона, включающий его пластификацию путем введения в старый измельченный асфальтобетон пластифицирующих добавок, совместимых с высокомолекулярными соединениями вяжущего - битума, входящего в состав перерабатываемого асфальтобетона. Указанное введение увеличивает пластичность и влагостойкость асфальтобетонной смеси при одновременном уменьшении вязкости и хрупкости.

Известен (SU, авторское свидетельство 1213107, Е01С 19/10, 1986) способ регенерации старого асфальтобетона, включающий его дезинтегрирование, нагрев нового минерального материала потоком горячих газов, перемещение потока отработанных горячих газов со взвешенным в них мелкодисперсным минеральным порошком, введение в смеситель пластификатора, битума, нагретого нового минерального материала и дезинтегрированного старого асфальтобетона и перемешивание компонентов с образованием однородной равномерно нагретой смеси, при этом дезинтегрирование старого асфальтобетона осуществляют в нагретой водной среде с мелкодисперсным минеральным порошком.

Известен также (SU, авторское свидетельство 933858, Е01С 19/10, 1982) способ регенерации асфальтобетона, включающий дробление асфальтобетона, разогрев его в печи, сушку и нагрев инертных наполнителей, дозирование компонентов и их перемешивание, причем дробление асфальтобетона осуществляют в жидкой среде гидравлическими ударами, генерированными импульсами электрического тока.

Наиболее близким аналогом разработанного способа можно признать (RU, патент 2004513, С04В 26/26, 1993) способ регенерации асфальтобетона, включающий измельчение его и смешение с минеральным компонентом - фосфогипсом дигидратом и пластифицирующим компонентом, в качестве которого используют отходы производства конденсированной канифольно-малеиновой смолы.

Известен (RU, патент 2164900) способ регенерации асфальтобетона, включающий измельчение асфальтобетона и смешение его с минеральным компонентом - минеральным порошком, взятым в количестве от 20 до 40% от массы асфальтобетона.

Недостатком всех вышеприведенных способов следует признать невозможность точного дозирования исходных компонентов, так как старый асфальтобетон поступает в виде гранул различного состава. Поэтому, а также по технологическим причинам, количество добавляемого старого материала ограничивают (до 20-30%). Следовательно, значительное количество старого асфальтобетона остается невостребованным.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в оптимизации процесса регенерации старого асфальтобетона.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в уменьшении себестоимости изготавливаемого асфальтобетона за счет использования его компонентов, выделенных при переработке старого асфальтобетона. Для достижения указанного технического результата предложено использовать способ регенерации асфальтобетона, включающий измельчение дробленого асфальтобетона и смешение с минеральным компонентом, причем измельчение асфальтобетона проводят в электромагнитном измельчителе, а качестве минерального компонента используют минеральный порошок в количестве от 30 до 100% от массы асфальтобетона, причем полученную смесь продуктов разделяют на фракции, которые смешивают с добавлением битума. При этом измельчение проводят в переменном магнитном поле напряженностью от 35 до 65 кА/м с частотой от 35 до 100 Гц, а в качестве измельчителей предпочтительно используют постоянные магниты (рабочие тела) диаметром от 5 до 20 мм. Обычно соотношение общей массы дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей составляет от 1:3 до 1:15 соответственно.

При реализации способа используют куски асфальтобетона размером до 20 мм и мелкодисперсный известняк, соответствующий ГОСТ Р 52129-2003.

По предлагаемому способу переработка дробленного асфальтобетона производится в электромагнитном измельчителе, который создает переменное магнитное поле напряженностью от 35 до 65 кА/м с частотой от 35 до 100 Гц.

Предпочтительно используемый при реализации способа электромагнитный измельчитель содержит корпус (индуктор), выполненный из медной или алюминиевой шины, и рабочую камеру, помещенную в индуктор. Рабочая камера может быть выполнена как из ферромагнитных материалов (из листовой стали), так и из диамагнитных материалов (резины, стекла, полимерного материала, стеклоткани и т.д.). В загрузочной камере выполнен люк для поступления измельчаемого материала, а также люк для удаления измельченных составляющих асфальтобетона. Для удержания магнитных измельчителей в объеме камеры используют магнитное поле индуктора и сетку на выходе.

Переменное электромагнитное поле создает электрический ток, проходящий через витки индуктора.

Постоянные магниты имеют южный и северный полюс. Переменное электромагнитное поле индуктора является синусоидальным, пульсирующим и, поскольку используют переменный электрический ток с частотой от 35 до 100 Гц, то и направление электрического тока меняется от 35 до 100 раз в секунду, соответственно частоте тока. Одновременно изменяется и создаваемое переменным электрическим полем переменное магнитное поле. Постоянные магниты стараются столько же раз в минуту повернуться вокруг своей оси, но т.к. их в рабочей камере от 50 до 90% по объему, то они, соударяясь друг о друга, приобретают хаотическое, броуновское движение кипения, т.е. образуют магнитокипящий слой. Каждый постоянный магнитик имеет свой вектор намагничивания и магнитный крутящий момент.

Разделение полученной смеси происходит как за счет намагничивания отдельных ее составляющих, так и за счет использования грохотов с ситами на выходе загрузочной камеры.

Измельчающими (истирающими) телами являются постоянные магниты диаметром от 5 до 20 мм. В процессе электромагнитной обработки смеси за счет хаотичного перемещения постоянных магнитов в переменном электромагнитном поле происходит стирание пленок битума с поверхности асфальтовых гранул и их разрушение и адсорбирование битума на поверхности минерального порошка. В результате перераспределения битума, измельчения гранул и последующего рассева материалов образуются исходные составляющие асфальтобетона: щебень, песок и активированный битумом минеральный порошок. Полученные материалы могут быть использованы, как новые, при приготовлении асфальтобетонных смесей.

Эти материалы (щебень и песок) можно нагревать до требуемой температуры, дозировать в отдельности по стандартной технологии и обеспечить требуемый состав асфальтобетонной смеси. Активированный минеральный порошок также дозируется по стандартной технологии, при этом количество нового битума, добавляемого в смесь, уменьшается с учетом количества битума из старого асфальтобетона, содержащегося в минеральном порошке.

Способ реализуют следующим образом.

В электромагнитный измельчитель помещают дробленый старый асфальтобетон с размером кусков не более 20 мм и минеральный порошок (до 1,25 мм) в количестве от 30% массы от массы асфальтобетона. Создают переменное электромагнитное поле с напряженностью в диапазоне от 30 до 65 кА/м с частотой от 35 до 100 Гц. Эффективный диаметр постоянных магнитов (рабочих тел) составляет от 5 до 20 мм при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе постоянных магнитов (рабочих тел) от 1:3 до 1:15 соответственно. В процессе измельчения происходит саморазогрев массы до температуры примерно 60°С. Время переработки старого дробленого асфальтобетона составляет примерно от 1 до 5 минут. Разделяют полученную смесь, рассеивая на фракции 0-1,25; 1,25-5; 5-20. Полученные компоненты повторно смешивают с добавлением соответствующего количества битума.

В дальнейшем сущность предлагаемого способа будет раскрыта с использованием примеров реализации.

1. В электромагнитный измельчитель помещают дробленый старый асфальтобетон с размером кусков до 20 мм и минеральный компонент - минеральный порошок в количестве 30% мас. от массы асфальтобетона. Создают переменное электромагнитное поле напряженностью 35 кА/м и частотой 40 Гц. Эффективный диаметр постоянных магнитов (рабочих тел) составляет от 10 до 55 мм при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей 1:2. Процесс очистки от битума асфальтобетона составил 5 минут. Разделяют полученную смесь, рассеивая на фракции 0-1,25; 1,25-5; 5-20. Полученные компоненты повторно смешивают с добавлением соответствующего количества битума. Себестоимость полученных компонентов асфальтобетона относительно первично использованных составляет 33%.

2. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 50%, напряженность электромагнитного поля - 40 кА/м при частоте 50 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей 1:3. Процесс очистки от битума асфальтобетона составил 4 минуты. Себестоимость полученных компонентов асфальтобетона относительно первично использованных составляет 31%.

3. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 70%, напряженность электромагнитного поля - 60 кА/м при частоте 60 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе постоянных магнитов (рабочих тел) 1:7. Процесс очистки от битума асфальтобетона составил 3 минуты. Себестоимость полученных компонентов асфальтобетона относительно первично использованных составляет 34%.

4. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 100%, напряженность электромагнитного поля - 65 кА/м при частоте 100 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе постоянных магнитов (рабочих тел) 1:15. Процесс очистки от битума асфальтобетона составил 1 минуту. Себестоимость полученных компонентов асфальтобетона относительно первично использованных составляет 35%.

5. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 25%, напряженность электромагнитного поля - 40 кА/м при частоте 60 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей 1:10. Очистка асфальтобетона от битума не произошла. Технический результат - снижение себестоимости полученных компонентов асфальтобетона - не достигнут, поскольку не были получены сами компоненты.

6. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 25%, напряженность электромагнитного поля - 30 кА/м при частоте 60 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей 1:10. Очистка асфальтобетона от битума не произошла. Технический результат - снижение себестоимости полученных компонентов асфальтобетона - не достигнут, поскольку не были получены сами компоненты.

7. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 25%, напряженность электромагнитного поля - 70 кА/м при частоте 60 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей 1:15. Очистка асфальтобетона от битума не произошла. Технический результат - снижение себестоимости полученных компонентов асфальтобетона - не достигнут, поскольку не были получены сами компоненты.

8. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 25%, напряженность электромагнитного поля - 40 кА/м при частоте 30 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей 1:5. Очистка асфальтобетона от битума не произошла. Технический результат - снижение себестоимости полученных компонентов асфальтобетона - не достигнут, поскольку не были получены сами компоненты.

9. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 25%, напряженность электромагнитного поля - 40 кА/м при частоте 110 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей 1:3. Очистка асфальтобетона от битума не произошла. Технический результат - снижение себестоимости полученных компонентов асфальтобетона - не достигнут, поскольку не были получены сами компоненты.

10. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 25%, напряженность электромагнитного поля - 40 кА/м при частоте 60 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе измельчителей 1:20. Очистка асфальтобетона от битума не произошла. Технический результат - снижение себестоимости полученных компонентов асфальтобетона - не достигнут, поскольку не были получены сами компоненты.

11. Процесс проводили аналогично примеру 1, но содержание минерального компонента составило 100%, напряженность электромагнитного поля - 65 кА/м при частоте 100 Гц, при массовом соотношении дробленного асфальтобетона и минерального компонента к массе постоянных магнитов (рабочих тел) 1:2. Процесс очистки от битума асфальтобетона составил 24 минуты. Себестоимость полученных компонентов асфальтобетона относительно первично использованных составляет 98%.

При всех вариантах реализации предлагаемого способа с использованием указанных в первом пункте формулы изобретения параметров себестоимость полученных компонентов асфальтобетона относительно первично использованных составляет не свыше 37%.

1. Способ регенерации асфальтобетона, включающий измельчение дробленого асфальтобетона и смешение с минеральным компонентом, отличающийся тем, что в качестве минерального компонента используют минеральный порошок в количестве от 30 до 100% от массы асфальтобетона, а измельчение асфальтобетона проводят в электромагнитном измельчителе с использованием рабочих тел в переменном магнитном поле напряженностью от 35 до 65 кА/м и частотой от 35 до 100 Гц, полученную смесь продуктов разделяют на фракции, которые смешивают с добавлением битума.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочих тел используют постоянные магниты диаметром от 5 до 20 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение общей массы дробленого асфальтобетона и минерального компонента к массе рабочих тел составляет от 1:3 до 1:15 соответственно.