close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7566

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
СКЛАДИРУЕМОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20020392
(22) 2002.05.07
(43) 2002.12.30
(71) Заявитель: Научно-производственное
республиканское унитарное предприятие "Жилкоммунтехника" (BY)
(72) Авторы: Ставицкий Виктор Дмитриевич; Кузнецов Марат Григорьевич; Скрябин Юрий Васильевич
(BY)
BY 7566 C1 2005.12.30
BY (11) 7566
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Научно-производственное республиканское унитарное
предприятие "Жилкоммунтехника" (BY)
(56) SU 1719524 A1, 1992.
SU 1747419 A1, 1992.
SU 737543, 1980.
RU 2074276 C1, 1997.
RU 2104980C1, 1998.
(57)
1. Способ приготовления складируемой асфальтобетонной смеси путем смешения каменных материалов, вязкого 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), а каменные материалы и вязкий битум нагревают до температуры, обеспечивающей асфальтобетонной смеси на выходе из смесителя температуру 45-105 °С, причем
осадок городских сточных вод вводят в смеситель после перемешивания каменных материалов с вязким битумом.
2. Установка для приготовления складируемой 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 и дозатором осадка городских сточных вод.
BY 7566 C1 2005.12.30
Изобретение относится к дорожному строительству и промышленности строительных
материалов, а именно к производству и хранению складируемой асфальтобетонной смеси
на вязком битуме и установке для ее приготовления.
Известен способ приготовления складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме путем смешения каменных материалов, битума, минерального порошка и агрегирования полученной смеси при пропускании через систему цепного транспортера с
омыленной водой и последующего хранения в водной среде или на воздухе [1].
Получаемая смесь при хранении не слеживается, однако способ не предусматривает
утилизировать осадок городских сточных вод и характеризуется чрезвычайно сложной
технологией.
Известен способ приготовления складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме путем смешения каменных материалов, битума и активатора, при котором в качестве
активатора используют полимер марки ДСТ-30 [2].
Способ проще предыдущего, однако является достаточно сложным: требуется нагрев
и расплавление полимера, приготовление раствора из полимера и растворителя, смешение
этого раствора с битумом и удаление из приготовленной смеси растворителя. Способ также не предусматривает возможности утилизации осадка городских сточных вод и не обеспечивает складируемой асфальтобетонной смеси достаточно низкой слеживаемости.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является
способ приготовления складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме путем
смешения каменных материалов, вязкого битума, активатора и минерального порошка,
при котором в качестве активатора и минерального порошка используют пастообразный
минеральный порошок, содержащий 25-30 % воды [3].
Недостаток известного способа заключается в том, что перед укладкой в покрытие
складируемую асфальтобетонную смесь требуется повторно разогревать и тщательно перемешивать до полного испарения воды. Это требует применения специальных машин,
что дополнительно усложняет технологию строительства покрытия. Способ также не предусматривает возможности утилизировать осадок городских сточных вод и не обеспечивает
складируемой асфальтобетонной смеси достаточно низкой слеживаемости, обеспечивающей длительное хранение смеси.
Известна установка для приготовления складируемой асфальтобетонной смеси, содержащая сушильный барабан каменных материалов, сушильный барабан городских
сточных вод, конденсационный теплообменник осадка, реактор для пиролиза органической части осадка, реактор для термoкaтaлитичecкoгo дожигания газообразных продуктов
пиролиза и смеситель [4].
Недостатком этой установки является то, что она не предусматривает использования
осадка городских сточных вод в натуральном виде с влажностью 50-90 % непосредственно
в технологии дорожной смеси, а линия предварительного высушивания осадка, нагревания его до 200-300 °С и пиролиза органической части осадка отличается высокой сложностью, энерго- и металлоемкостью.
Известна установка для приготовления складируемой асфальтобетонной смеси, содержащая дозаторы песка, щебня, битума и минерального порошка, а также приспособление для приготовления в натуральном виде влажного шлама, образующегося в мокром
пылеуловителе [5].
Недостатком указанной установки является отсутствие приспособления для использования осадка городских сточных вод в натуральном виде с влажностью 50-90 % непосредственно в технологии дорожной смеси.
Задача изобретения - использование осадка городских сточных вод в натуральном виде с влажностью 50-90 % непосредственно в технологии смеси, уменьшение слеживаемости и упрощение технологии складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме.
Изобретение осуществляется следующим образом.
2
BY 7566 C1 2005.12.30
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 складируемой
асфальтобетонной смеси путем смешения каменных материалов, вязкого 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 вязкий битум нагревают до температуры,
обеспечивающей асфальтобетонной смеси на выходе из смесителя температуру 45-105 °С,
причем осадок городских сточных вод вводят в смеситель после перемешивания каменных
материалов с вязким битумом. Для осуществления этого способа установка для приготовления складируемой асфальтобетонной смеси, содержащая агрегат питания каменным материалом, сушильный барабан с пылеуловителем сухой и мокрой очистки, транспортерсмеситель, 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 и дозатором
осадка городских сточных вод.
Такая установка, благодаря наличию бункера осадка городских сточных вод, питателя,
подающего приспособления и дозатора осадка городских сточных вод, обеспечивает возможность подавать и дозировать в смеситель осадок городских сточных вод в натуральном
виде с влажностью 50-90 % и в результате приготавливать складируемую асфальтобетонную смесь на вязком битуме с новым компонентом - осадком городских сточных вод.
Сопоставленный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод,
что заявляемый способ отличается от известного использованием нового минерального
порошка, содержащего 20-30 % воды. Таким образом, заявляемое техническое решение
соответствует критерию изобретения "новизна".
Анализ прототипа и аналога показывает, что использование в качестве активатора пастообразного минерального порошка, содержащего 25-30 % воды, или полимера марки
ДСТ-30 не приводит к достаточному уменьшению слеживаемости складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме. Использование в заявляемом способе в качестве активатора
осадка городских сточных вод приводит к неожиданному неочевидному техническому
эффекту - значительному уменьшению слеживаемости складируемой асфальтобетонной
смеси на вязком битуме.
Таким образом, использование осадка городских сточных вод по заявляемому способу
придает асфальтобетонной смеси на вязком битуме новое свойство, что позволяет сделать
вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".
Сопоставительный анализ заявляемой установки для приготовления складируемой асфальтобетонной смеси с другими техническими решениями в данной области техники
свидетельствует о том, что заявляемая установка соответствует критериям "новизна" и
"изобретательский уровень", а практическая применимость подтверждается приведенным
ниже конкретным описанием заявляемой установки (фигура).
Предельные размеры расхода осадка городских сточных вод (1; 12; мас. % по сухому
веществу) установлены из следующих условий.
1 мас. % - минимальный расход осадка, который обеспечивает складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме низкую слеживаемость. При дальнейшем снижении
расхода осадка слеживаемость повышается. 12 мас. % - максимальный расход осадка, который обеспечивает складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме необходимые технологические свойства.
Минимальная температура складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме
на выходе из смесителя (45 °С) установлена из условия обеспечения смеси необходимой
гомогенности, равномерного распределения вязкого битума в материале. При более низкой
3
BY 7566 C1 2005.12.30
температуре качество смеси и свойства асфальтобетона ухудшаются. Максимальная температура смеси на выходе из смесителя (105 °С) установлена из условия экономичности
процесса и достижения наилучшего экологического результата. Повышение этой температуры приводит к неоправданному перерасходу энергоресурсов, ухудшает экологическую
характеристику процесса.
Установка для приготовления складируемой 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, дозатора 11 вязкого битума, дозатора 12 щебня и песка,
смесителя 13, приспособления 14 для удаления паров воды из смесителя, образующихся
при просушивании осадков городских сточных вод, элеватора 15, бункеров 16 для хранения
щебня и песка, хранилища 17 минерального порошка, дозатора 18 минерального порошка,
бункера 19 осадка городских сточных вод, питателя 20, подающего приспособления 21 и
дозатора 22 осадка городских сточных вод.
Установка для приготовления складируемой 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 они просушиваются
и нагреваются до температуры, обеспечивающей готовой складируемой асфальтобетонной смеси температуру 45-105 °С, затем попадают 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. В транспортер-смеситель 10 поступает также пыль,
выделенная из газов в сухом пылеуловителе 4. Пары воды, выделяющейся при сушке
шлама в транспортере-смесителе 10, отсасываются эжектором 9 и выбрасываются в атмосферу.
Далее щебень, песок, шлам и пыль поступают из транспортера-смесителя 10 в элеватор 15, подаются на грохот 16, разделяются грохотом на фракции, дозируются дозатором 12
щебня и песка и попадают в смеситель 13. Сюда же, в смеситель, через дозатор 18 в случае
необходимости подается минеральный порошок и через дозатор 11 дозируется вязкий битум.
Осадок городских сточных вод, находящийся в бункере 19, с помощью питателя 20 и
подающего приспособления 21 подается в дозатор 22.
После перемешивания щебня, песка, минерального порошка (в случае необходимости)
и битума в течение времени, обеспечивающего лишь грубое распределение битума по поверхности каменных материалов, в смеситель подается осадок городских сточных вод и
окончательно смешиваются все компоненты. Горячие щебень, песок и битум при смешении с осадком за счет аккумулированного тепла выпаривают воду, содержащуюся в осадке.
Пары воды, выделяющиеся из осадка, с помощью приспособления 14 для удаления паров
воды из смесителя выводятся в атмосферу.
В процессе перемешивания компонентов при соприкосновении битума с влажным
осадком битум вспенивается, что улучшает условия перемешивания, сокращает продолжительность процесса, улучшает качество распределения битума по поверхности каменных
материалов. Вспененный битум также эффективно обволакивает минеральные частицы
оксидов, в том числе и тяжелых металлов, и таким образом нейтрализует последние как
вредные вещества.
По мере перемешивания температура смеси снижается и вспенивание битума прекращается. Перемешивание заканчивается после стабилизации температуры получаемой
складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме.
Выполнение предложенного способа иллюстрируется следующими примерами.
4
BY 7566 C1 2005.12.30
Пример 1
Складируемую асфальтобетонную смесь на вязком битуме готовят в производственной установке ДС-158, снабженной бункером осадка городских сточных вод, питателем,
подающим приспособлением и дозатором осадка. Минеральный доломитовый порошок,
нагретые в сушильном барабане до 130 °С гранитные отсев и щебень и подогретый до
150 °С вязкий битум БНД 200/300 через дозаторы подают в смеситель и перемешивают до
грубого распределения битума по поверхности каменных материалов, затем через дозатор в
смеситель подают осадок городских сточных вод с влажностью 50-90 % в количестве 3 мас. %
(в пересчете на сухое вещество) и дополнительно перемешивают до стабилизации температуры и придания смеси однородной и наиболее темной окраски. Приготовленная складируемая асфальтобетонная смесь после выгрузки из смесителя имеет температуру 80 °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 +15 °С.
При температуре 80 °С смесь уплотняют в приборе для испытания на слеживаемость и
определяют показатель слеживаемости по стандартному методу.
Из смеси, охлажденной до 20 °С, изготавливают стандартные образцы и определяют
показатели свойств асфальтобетона (таблица).
Пример 2
Минеральный доломитовый порошок, нагретые щебень, отсев, песок и вязкий битум
БНД 200/300 дозируют, помещают в нагретый лабораторный смеситель и перемешивают
до грубого распределения битума по поверхности каменных материалов, после чего добавляют осадок городских сточных вод с влажностью 50-90 % в количестве 4 мас. % (по
сухому веществу) и дополнительно перемешивают до стабилизации температуры и придания смеси однородной и наиболее темной окраски. Приготовленная складируемая асфальтобетонная смесь на выходе из лабораторного смесителя имеет температуру 60 °С.
Смесь испытывают аналогично примеру 1 (см. таблицу).
Примеры 3, 4
Аналогично примеру 2 готовят складируемые асфальтобетонные смеси на вязком битуме с минимальным и максимальным расходами осадка городских сточных вод. Составы
смесей, температура смеси на выходе из смесителя и показатели свойств, а также аналогичные характеристики складируемой асфальтобетонной смеси для известного способа
приведены в таблице.
Как видно из таблицы, заявляемый способ значительно уменьшает слеживаемость
складируемой асфальтобетонной смеси на вязком битуме (с 8 до 2-4 ударов), обеспечивая
возможность применения такой смеси на удаленных от места приготовления объектах и
увеличение сроков хранения. Другие свойства получаемого асфальтобетона возрастают до
значений, соответствующих требованиям стандарта СТБ 1033-96 для асфальтобетонов из
горячих смесей. Таким образом, становится возможным получать высокопрочные асфальтобетоны при использовании холодной технологии.
Использование предлагаемого способа приготовления складируемой асфальтобетонной смеси и установки для ее осуществления обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
утилизацию осадка городских сточных вод с влажностью 50-90 % в натуральном виде
без подготовки к предварительной подготовке в количестве 1-12 мас. % (по сухому веществу);
полный или частичный отказ от применения дорогостоящего минерального порошка;
существенное повышение долговечности дорожных покрытий за счет увеличения
показателей свойств асфальтобетона;
5
BY 7566 C1 2005.12.30
улучшение экологии за счет утилизации осадка;
улучшение санитарно-гигиенических условий строительства покрытий за счет применения охлажденных складируемых асфальтобетонных смесей;
упрощение технологии за счет отмены операций по повторному разогреву и перемешиванию до полного испарения воды.
Складируемая асфальтобетонная смесь на вязком битуме может использоваться как
после хранения на складе, так и сразу после приготовления аналогично применению стандартных теплых асфальтобетонных смесей для строительства на городских, загородных и
сельскохозяйственных дорогах.
Экономическая эффективность способа достигается за счет замены минерального порошка осадком городских сточных вод, увеличения годовой производительности асфальтобетонных заводов при работе в холодное время года, повышения долговечности
покрытий и упрощения технологии.
Таблица
Компоненты складируемой
асфальтобетонной смеси, параметр
технологии, показатели свойств
Щебень гранитный 5-15 мм
Гравий природный 5-15 мм
Отсев гранитный 0-5 мм
Песок дробленый 0-2,5 мм
Песок природный 0-5 мм
Порошок доломитовый
Осадок городских сточных вод с влажностью
50-90 % в пересчете на сухое вещество
Паста из известнякового порошка, содержащая 25 % воды
Битум вязкий БНД 130/200
Температура смеси на выходе из смесителя,
°С
Температура прочности при сжатии, МПа
при 50 °С
при 20 °С
Модуль остаточной деформации при 50 °С,
МПа
Предел прочности при растяжении при 0 °С,
МПа
Коэффициент водостойкости
Коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении
Водонасыщение, %
Набухание, %
Слеживаемость, число ударов
6
Количество, масс. %, значение параметра,
значение показателя в примерах №
1
2
3
4
известный
36,0
40,0
35,0
30,0
56,3
20,0
52,7
24,0
53,0
79,0
6,0
9,0
3,0
4,0
1,0
12,0
-
4,7
6,0
7,0
9,0
7,0
5,3
80
60
105
45
-
1,1
4,6
1,3
4,8
1,2
4,6
1,2
4,7
46,7
80
90
75
60
-
1,8
1,00
2,0
1,00
1,5
1,00
1,4
0,99
0,86
0,91
3,3
0,5
4,0
0,95
3,0
0,4
2,0
0,90
3,5
0,5
4,0
0,85
3,8
0,9
4,0
3,0
0,2
8,0
BY 7566 C1 2005.12.30
Источники информации:
1. SU 1284967, 1987.
2. Методика рекомендаций по применению складируемых асфальтобетонных смесей
на основе вязких органических вяжущими с повышенными тиксатропными свойствами
при строительстве дорожных покрытий. - M.: Союздор НИИ, 1987. - С. 24.
3. SU 1747419, 1992.
4. SU 1825764, 1993.
5. SU 1719524, 1992.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
150 Кб
Теги
by7566, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа