close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7564

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2005.12.30
(12)
7
(51) C 04B 26/26,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
E 01C 19/10
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ
СМЕСИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20020390
(22) 2002.05.07
(43) 2002.12.30
(71) Заявитель: Ставицкий Виктор Дмитриевич (BY)
(72) Авторы: Ставицкий Виктор Дмитриевич; Федоров Леонид Алексеевич;
Скрябин Юрий Васильевич (BY)
BY 7564 C1 2005.12.30
BY (11) 7564
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Ставицкий Виктор
Дмитриевич (BY)
(56) SU 1770306 A1, 1992.
SU 1719524 A1, 1992.
SU 1825764 A1, 1993.
SU 737543, 1980.
RU 2074276 C1, 1997.
RU 2104980 C1, 1998.
(57)
1. Способ приготовления холодной асфальтобетонной смеси путем смешения каменных материалов, битума, активатора и минерального порошка, отличающийся тем, что в
качестве активатора и минерального порошка или его части используют осадок городских
сточных вод с влажностью 50-90 % в количестве 1-12 мас. % (по сухому веществу), каменные материалы и битум нагревают до температуры, обеспечивающей холодной асфальтобетонной смеси на выходе из смесителя температуру 35-75 °С, причем осадок
городских сточных вод вводят в смеситель после перемешивания каменных материалов с
битумом.
2. Установка для приготовления холодной асфальтобетонной смеси, содержащая агрегат питания каменным материалом, сушильный барабан с пылеуловителями сухой и мокрой очистки, транспортер-смеситель, горячий элеватор, сортировочный агрегат, дозатор
песка и щебня, дозатор минерального порошка, дозатор битума и смеситель, отличающаяся тем, что она снабжена бункером осадка городских сточных вод, питателем,
подающим приспособлением, дозатором осадка городских сточных вод, емкостью разжижителя, насосом и дозатором разжижителя.
BY 7564 C1 2005.12.30
Изобретение относится к дорожному строительству и промышленности строительных
материалов, а именно к производству холодной асфальтобетонной смеси и установке для
ее приготовления.
Известен способ приготовления холодной асфальтобетонной смеси путем смешения
каменных материалов, жидкого нефтяного битума и минерального порошка [1].
Способ характеризуется простой технологией, отвечает санитарно-гигиеническим
требованиям, однако не допускает утилизации осадка городских сточных вод, а смесь отличается высокой слеживаемостью при хранении, что препятствует ее применению.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является
способ приготовления холодной асфальтобетонной смеси путем смешения каменных материалов, жидкого битума, активатора и минерального порошка, при котором в качестве
активатора и минерального порошка используют смесь из кварцевого песка и осадка городских сточных вод, которую получают нагреванием в сушильном барабане до сжигания
5-25 % активирующего вещества и последующего помола в шаровой мельнице. Способ
позволяет утилизировать осадок городских сточных вод [2].
Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает требуемого
объема утилизации осадка городских сточных вод, утилизируется лишь около 0,3 % от
массы приготавливаемой холодной асфальтобетонной смеси. Кроме того, способ не позволяет использовать осадок в натуральном виде с влажностью 50-90 % непосредственно
в технологии холодной асфальтобетонной смеси, а требует сложных и энергоемких операций смешения осадка с песком, высушивания, нагревания до температуры, при которой
сжигается 5-25 % активирующего вещества, помол смеси осадка с песком. Холодная асфальтобетонная смесь, как и вышеуказанная, характеризуется высокой слеживаемостью
при хранении и недостаточно полно отвечает санитарно-гигиеническим требованиям по
температуре смеси. Высокая слеживаемость объясняется тем, что получаемая смесь из
кварцевого песка и высушенного осадка городских сточных вод незначительно отличается
от обычного минерального порошка, не содержит в своем составе воды, поэтому соответственно не обеспечивает технологического вспенивания жидкого битума и не дает соответствующего технического эффекта.
Известны установки для приготовления холодной асфальтобетонной смеси, содержащие дозаторы каменных материалов, битума и минерального порошка [3].
Недостатком этих установок является то, что они не приспособлены для использования осадка городских сточных вод в технологии холодной асфальтобетонной смеси, а
также не предусматривают введения в смеситель разжижителя вязкого битума.
Известна установка для приготовления холодной асфальтобетонной смеси, содержащая сушильный барабан смеси кварцевого песка и осадка городских сточных вод, шаровую мельницу для помола этой смеси, транспортеры, дозаторы каменных материалов,
битума и городских сточных вод [2].
Недостатком этой установки является сложность и высокая энергоемкость, а также отсутствие приспособления для введения разжижителя вязкого битума непосредственно в
смеситель.
Известна установка для приготовления холодной асфальтобетонной смеси, содержащая дозаторы песка, щебня, битума и минерального порошка, а также приспособление для
использования в натуральном виде влажного шлама, образующегося в мокром пылеуловителе установки для приготовления холодной асфальтобетонной смеси [4].
Недостатком указанной установки является отсутствие приспособления для использования осадка городских сточных вод в технологии холодной асфальтобетонной смеси, а
также приспособления для введения в смеситель разжижителя вязкого битума. Поэтому
не представляется возможным приготовить холодную асфальтобетонную смесь, исполь2
BY 7564 C1 2005.12.30
зовав автономную подачу в смеситель вязкого битума и разжижителя. Из-за отсутствия
необходимого приспособления жидкий битум готовят из вязкого битума и разжижителя в
специальной крупногабаритной цистерне, где его хранят и подогревают до рабочей температуры. В таких условиях разжижитель постоянно испаряется, что ухудшает экологию,
повышает пожарную опасность и снижает свойства жидкого битума.
Задача изобретения - использование осадка городских сточных вод в натуральном виде
с влажностью 50-90 % непосредственно в технологии холодной асфальтобетонной смеси,
увеличение объемов утилизации осадка, снижение слеживаемости при хранении и улучшение свойств смеси, а также упрощение технологии, снижение энергоемкости, улучшение экологии и снижение пожарной опасности.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Осадок городских сточных вод имеет влажность 50-90 %, а его сухая часть содержит
33-54 % органических веществ, 45-66 % оксидов кальция, магния, кремния, железа, алюминия, калия и натрия, а также доли процента или следы оксидов тяжелых металлов.
Поставленная задача решена тем, что согласно способу приготовления холодной
асфальтобетонной смеси путем смешения каменных материалов, битума, активатора и
минерального порошка в качестве активатора и минерального порошка или его части используют осадок городских сточных вод с влажностью 50-90 % в количестве 1-12 мас. %
(по сухому веществу), а каменные материалы и битум нагревают до температуры, обеспечивающей асфальтобетонной смеси на выходе из смесителя температуру 35-75 °С, причем
осадок городских сточных вод вводят в смеситель после перемешивания каменных материалов с битумом.
Для осуществления этого способа установка для приготовления холодной асфальтобетонной смеси, содержащая агрегат питания каменным материалом, сушильный барабан с
пылеуловителями сухой и мокрой очистки, транспортер-смеситель, горячий элеватор,
сортировочный агрегат, дозатор песка и щебня, дозатор минерального порошка, дозатор
битума и смеситель, дополнительно снабжена бункером осадка городских сточных вод,
питателем, подающим приспособлением, дозатором осадка городских сточных вод, емкостью разжижителя, насосом и дозатором разжижителя.
Такая установка, благодаря наличию бункера осадка городских сточных вод, питателя,
подающего приспособления, дозатора осадка городских сточных вод, емкости разжижителя, обеспечивает возможность подавать и дозировать в смеситель осадок городских
сточных вод и разжижитель вязкого битума и в результате приготавливать холодную асфальтобетонную смесь с новым компонентом и по более простой технологии.
Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемое решение отличается от известного тем, что в качестве активатора и минерального
порошка вместо сухой смеси из кварцевого песка и осадка городских сточных вод, которую получают нагреванием в сушильном барабане до сжигания 5-25 % активирующего
вещества и последующего помола в шаровой мельнице, используют осадок городских
сточных вод в натуральном виде с влажностью 50-90 %. Кроме того, объем утилизации
осадка возрастает с 0,3 % до 1-12 % от массы приготавливаемой холодной асфальтобетонной смеси. В прототипе смесь из кварцевого песка и осадка подается в смеситель вместе с
каменными материалами до подачи битума. В заявляемом решении осадок подается в
смеситель после подачи битума. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".
Перечисленные отличия приводят к неожиданному неочевидному техническому эффекту: резкому снижению слеживаемости холодной асфальтобетонной смеси. Таким образом, использование осадка городских сточных вод по заявляемому способу придает
3
BY 7564 C1 2005.12.30
холодной асфальтобетонной смеси новое свойство, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".
Сопоставительный анализ заявляемой установки для приготовления холодной асфальтобетонной смеси с другими техническими решениями в данной области техники также
свидетельствует о том, что заявляемая установка соответствует критериям изобретения
"новизна" и "изобретательский уровень", а практическая применимость подтверждается
приведенным ниже конкретным описанием заявляемой установки (фигура).
Предельные значения расхода осадка городских сточных вод (1; 12 мас. % по сухому
веществу) установлены из следующих условий. 1 мас. % - минимальный расход осадка,
который обеспечивает повышенную неслеживаемость холодной асфальтобетонной смеси.
Дальнейшее снижение расхода осадка ухудшает технологические свойства смеси. 12 мас. % максимальный расход осадка, который может быть допущен из условия утилизации отхода в
наибольшем количестве. Дальнейшее увеличение расхода приводит к избыточному насыщению холодной асфальтобетонной смеси водой и ухудшению ее технологических свойств.
Минимальная температура холодной асфальтобетонной смеси на выходе из смесителя
35 °С установлена из условия обеспечения смеси необходимой гомогенности и равномерного распределения битума по поверхности минеральных зерен. При более низкой температуре качество смеси и свойства холодного асфальтобетона ухудшаются. Максимальная
температура на выходе из смесителя (75 °С) установлена из условия сохранения достигнутого экологического улучшения и обеспечения низкой слеживаемости смеси. Превышение
этой температуры приводит к потере достигнутого положительного экологического результата, кроме того, ухудшается показатель слеживаемости смеси.
На чертеже изображена схема установки.
Установка для приготовления холодной асфальтобетонной смеси состоит из агрегата 1
питания каменным материалом с устройством 2 предварительного дозирования щебня и
песка, сушильного барабана 3, сухого пылеуловителя 4, гидроциклона 5, транспортера 6
возврата шлама, трубопровода 7 сухой пыли, мокрого пылеуловителя 8, эжектора 9 для
удаления паров воды из транспортера-смесителя, образующихся при просушивании шлама, транспортера-смесителя 10, емкости 11 разжижителя, насоса 12, дозатора 13 разжижителя, дозатора 14 битума, приспособления 15 для удаления паров воды из смесителя,
образующихся при просушивании осадка городских сточных вод, горячего элеватора 16,
грохота 17 с бункерами для хранения щебня и песка, хранилища 18 минерального порошка,
дозатора 19 минерального порошка, бункера 20 осадка городских сточных вод, питателя 21,
подающего приспособления 22, дозатора 23 осадка городских сточных вод, смесителя 24 и
дозатора 25 щебня и песка.
Установка для приготовления холодной асфальтобетонной смеси работает следующим
образом.
Щебень и песок, находящиеся в бункерах агрегата 1 питания, с помощью устройства 2
предварительного дозирования подаются в сушильный барабан 3, где просушиваются и
нагреваются до температуры, обеспечивающей готовой холодной асфальтобетонной смеси температуру 35-75 °С, после чего подаются в транспортер-смеситель 10. Сюда же непрерывно подается из гидроциклона 5 влажный шлам, образующийся в мокром
пылеуловителе 8 при очистке газов, отходящих из сушильного барабана и предварительно
очищенных в сухом пылеуловителе 4. Перемещаясь вдоль транспортера-смесителя 10, горячие щебень и песок смешиваются со шламом, просушивают и нагревают его за счет тепла, аккумулированного щебнем и песком. В транспортер-смеситель 10 поступает также
пыль, выделенная из газов в сухом пылеуловителе 4. Пары воды, выделяющиеся при сушке шлама в транспортере-смесителе 10, отсасываются эжектором 9 и выбрасываются в атмосферу.
4
BY 7564 C1 2005.12.30
Далее щебень, песок, высушенный шлам и пыль поступают из транспортерасмесителя 10 в горячий элеватор 16, подаются на грохот 17, разделяются грохотом на
фракции, дозируются дозатором 25 щебня и песка и попадают в смеситель 24. Сюда же, в
смеситель, через дозатор 19 в случае необходимости подается минеральный порошок и
через дозатор 14 дозируется вязкий битум.
Осадок городских сточных вод, находящийся в бункере 20, с помощью питателя 21 и
подающего приспособления 22 подается в дозатор 23. Разжижитель, находящийся в емкости 11, с помощью насоса 12 подается в дозатор 13.
После перемешивания щебня, песка, минерального порошка (в случае необходимости)
и вязкого битума в течение 10-15 с в смеситель через дозатор 13 подается разжижитель и
материалы перемешиваются 25-35 с. Вязкий битум, объединившись с разжижителем, превращается в жидкий битум. После этого в смеситель подается осадок городских сточных
вод и производится окончательное перемешивание всех компонентов. Горячие щебень,
песок и жидкий битум смешиваются с осадком и за счет тепла, аккумулированного горячими материалами, выпаривают воду, содержащуюся в осадке. Пары воды, выделяющиеся
из осадка, с помощью приспособления 15 для удаления паров воды из смесителя выводятся в атмосферу.
В начале перемешивания горячей битумоминеральной смеси с осадком при соприкосновении жидкого битума с влажным осадком жидкий битум вспенивается, чем улучшает
условия перемешивания и повышает качество распределения осадка и жидкого битума по
поверхности каменных материалов. Вспененный жидкий битум также эффективно обволакивает минеральные частицы оксидов, в том числе и оксидов тяжелых металлов, и таким образом нейтрализует последние, как вредные вещества.
По мере перемешивания температура смеси снижается и вспенивание жидкого битума
прекращается. Перемешивание заканчивается после стабилизации температуры получаемой холодной асфальтобетонной смеси.
Выполнение предложенного способа иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Холодную асфальтобетонную смесь готовят в производственной асфальтосмесительной установке ДС-158, снабженной бункером осадка городских сточных вод, питателем,
подающим приспособлением, дозатором осадка, емкостью разжижителя, насосом и дозатором разжижителя.
Минеральный доломитовый порошок, нагретые в сушильном барабане до 120 °С гранитные щебень и отсев и подогретый до 140 °С вязкий битум БНД 90/130 через дозаторы
подают в смеситель и перемешивают в течение 10-15 с, после чего через дозатор подают в
смеситель разжижитель (дизельное топливо) и перемешивают 25-35 с, а затем через дозатор в смеситель подают осадок городских сточных вод с влажностью 50-90 % в количестве
6 мас. % (в пересчете на сухое вещество) и окончательно перемешивают все компоненты
до стабилизации температуры и придания смеси однородной и максимально темной окраски (45-50 секунд). Приготовленная холодная асфальтобетонная смесь после выгрузки из
смесителя имеет температуру 68 °С. Смесь отправляют на склад готовой продукции, укладывают в штабель и после хранения в течение одного месяца погрузчиком грузят в автосамосвал, отправляют на строительный объект, где используют для строительства дорожного
покрытия при температуре воздуха + 4 °С. Из полученной холодной асфальтобетонной
смеси, охлажденной до 20 °С, изготавливают образцы асфальтобетона и определяют показатели свойств (таблица).
5
BY 7564 C1 2005.12.30
Пример 2.
Минеральный доломитовый порошок, нагретые гранитный отсев и вязкий битум БНД
90/130 помещают в нагретый лабораторный смеситель и перемешивают 10-15 с, после
чего в смеситель подают разжижитель (дизельное топливо), перемешивают 25-35 с, добавляют осадок городских сточных вод с влажностью 50-90 % в количестве 4,7 мас. % (в
пересчете на сухое вещество) и окончательно перемешивают до стабилизации температуры и придания смеси однородной и максимально темной окраски (60-70 с). Приготовленная холодная асфальтобетонная смесь после выгрузки из смесителя имеет температуру
50 °С. Из полученной смеси изготавливают образцы холодного асфальтобетона и определяют показатели свойств (см. таблицу).
Примеры 3, 4.
Аналогично примеру 2 готовят холодные асфальтобетонные смеси с минимальным и
максимальным расходом осадка городских сточных вод. Составы, температура смесей на
выходе из смесителя и показатели свойств, а также аналогичные характеристики для известной асфальтобетонной смеси, приготовленной с использованием тех же каменных материалов и исходных компонентов для получения жидкого битума СГ 70/130, приведены в
таблице.
Как видно из таблицы, заявляемый способ обеспечивает холодной асфальтобетонной
смеси значительное снижение слеживаемости (с 10 до 2-4 ударов) и улучшение водостойкости асфальтобетона.
Использование предлагаемого способа приготовления холодной асфальтобетонной
смеси и установки для его осуществления обеспечивают по сравнению с существующими
способами следующие преимущества:
утилизацию осадка городских сточных вод с влажностью 50-90 % в натуральном виде
без подготовки и предварительной переработки;
увеличение объема утилизации осадка с 0,3 % до 1-12 % (по сухому веществу) от массы приготавливаемой холодной асфальтобетонной смеси;
возможность полностью или частично отказаться от необходимости применения дорогостоящего минерального порошка;
улучшение технологических свойств и расширение возможностей применения холодной асфальтобетонной смеси за счет снижения ее слеживаемости;
улучшение экологии за счет утилизации осадка;
улучшение санитарно-гигиенических свойств холодной асфальтобетонной смеси за
счет снижения температуры с 80-100 °С до 35-75 °С;
упрощение технологии холодной асфальтобетонной смеси и снижение энергоемкости
за счет исключения операций частичного сжигания активирующего вещества и помола
смеси осадка с песком;
снижение пожарной опасности.
Способ может использоваться при производстве холодной асфальтобетонной смеси
как для строительства, так и ремонта покрытий.
Экономическая эффективность способа достигается за счет использования осадка в
качестве минерального порошка, увеличения годовой производительности асфальтобетонных заводов за счет работы в холодное время года и повышения долговечности покрытий, что становится возможным в результате повышения водостойкости холодного
асфальтобетона, а также за счет упрощения технологии и снижения энергозатрат.
6
BY 7564 C1 2005.12.30
Компоненты холодной асфальтобетонной
смеси, параметр технологии, показатели
свойств
Щебень гранитный 5-10 мм
Отсев гранитный 0-5 мм
Порошок минеральный доломитовый
Осадок городских сточных вод с влажностью
50-90 % (в пересчете на сухое вещество)
Смесь из кварцевого песка и осадка
городских сточных вод
Битум вязкий БНД 90/130
Топливо дизельное
Битум жидкий CT 70/130, приготовленный из
вязкого битума и дизельного топлива
Температура смеси на выходе из смесителя, °С
Слеживаемость, по числу ударов
Предел прочности при сжатии при 20 °С, MПa:
а) до прогрева
б) после прогрева
Коэффициент водостойкости при длительном
водонасыщении:
а) до прогрева
б) после прогрева
Водонасыщение, % по объему
Набухание, % по объему
Количество, мас. %, значение параметра,
значение показателя в примерах
1
2
3
4
известный
37,0
44,0
81,7
82,7
82,3
82,3
7,9
7,5
10,3
6,0
4,7
1,0
12,0
-
-
-
-
12,0
4,3
0,8
-
5,1
1,0
-
5,1
1,0
-
4,8
0,9
-
5,7
68
3
50
3
75
4
35
2
80-100
10
1,8
2,0
1,9
2,1
1,7
2,0
2,0
2,3
1,7
2,0
0,72
0,85
5,0
0,1
0,87
0,90
8,2
0,4
0,85
0,88
8,5
0,5
0,88
0,91
8,0
0,5
0,55
0,76
8,3
0,5
Источники информации:
1. СТБ 1033-96. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.
Технические условия.
2. А.с. СССР № 1770306, МПК С 04В 26/26,1989 (прототип).
3. Новиков А.Н. Установки для приготовления асфальтобетонных смесей. - M.: Высшая школа, 1977. - 232 с.
4. А.с. СССР № 1719524, МПК E 01С 19/10, 1992 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
152 Кб
Теги
by7564, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа