1167

Рис. 2.9. Влияние скорости вращения (об./мин.) первого ротора на условную вязкость (градусов пенетрации) вяжущего.

Рис. 2.10. Влияние скорости вращения (об./мин.) второго ротора на условную вязкость (градусов пенетрации) вяжущего.

Зависимость вязкости нефтяного гудрона от времени термостатирования имеет обратный экспоненциальный характер. Наибольшая вязкость приходится на 4 часа термостатирования. Уменьшение или увеличение этого времени снижает условную вязкость получаемого вяжущего. Физическая сущ-

ность полученных данных заключается в том, что вначале происходит насыщение нефтяного гудрона продуктами разложения резины и запасенной в ней энергии, а затем, после критической точки, эти же элементы приводят к обратному разжижению получаемого вяжущего.

51

Рис. 2.11. Влияние времени термостатирования на условную вязкость (град. пенетрации) вяжущего.

Полученные данные позволяют предложить способ регулирования вязкости получаемого вяжущего на основании нефтяного гудрона, который заключается в направленном воздействии на вязкость получаемого вяжущего путем механоактивации структурирующей добавки – резиновой

крошки.

Экспериментальные данные, приведенные в данной главе, позволяют рекомендовать следующие технологические параметры получения орга-

При выполнении указанных технологических условий получается вяжущее, имеющее физические свойства, приведенные в таблице 2.7.

Как видно из таблицы, полученное вяжущее вполне соответствует требуемым свойствам, приведенным на рис. 2.2.

52

53

Рис. 2.12. Влияние средней скорости вращения роторов на тонкость помола (1) и степень растворения резиновой крошки (2).

Анализ степени растворения резиновой крошки, измельченной при оптимальных режимах дезинтегратора приведен на рис. 2.12.

Из данных рис. 2.12 видно, что уже при скорости вращения роторов порядка 20,8 с-1 (1250 об./мин.) размер частиц резины по сравнению с исходным уменьшается в 2,5 раза, а при скорости 29,2 с-1 (1750 об./мин.) дисперсность резины достигает критического размера, порядка 0,3 мм, и далее, с ростом скорости вращения роторов, почти не изменяется.

Таким образом, можно констатировать, что для данного типа резины оптимальная скорость вращения роторов находится в пределах 37,5 с-1

(2250 об./мин.), что в линейном выражении составляет 65 м/с. Полученные результаты показывают, что благодаря применению ножевых рассекателей вместо бил круглой формы удалось снизить линейную скорость движения размольных органов в 2,5-3,0 раза по сравнению со скоростью, приведенной, например, в работе [9].

54

Полученный эффект можно объяснить тем, что ножевой рассекатель, имея форму остроконечного клина в сочетании с ударным воздействием на частички резины, тормозит развитие пластических деформаций в последних.

Поэтому материал деформируемого тела в зоне контакта с таким клином приобретает свойство текучести и ведет себя в течение времени удара подобно жидкости. Клин, свободно двигаясь вовнутрь, легко разрезает резиновую частицу на части. Кроме того, имеющиеся на поверхности ножевых рассекателей рифления способствуют в момент нахождения материала в междурядном пространстве созданию истирающих воздействий на резиновый материал. Благодаря этому порошковые частицы из резины приобретают губчатую разветвленность поверхности (рис. 2.13 а), тогда как криогенное измельчение способствует еще большему ее уплотнению (рис. 2.13 б).

Рис. 2.13. Вид частички резинового порошка, полученного путем: а) измельчения в дезинтеграторе с ножевыми рассекателями; б) криогенного измельчения в шаровой мельнице.

Механоактивационная обработка резины из отработанных покрышек сопровождается разрушением молекулярной структуры, и, в частности, разрушением межмолекулярных полисульфидных связей с образованием и накоплением сульфанильных радикалов и других активных центров. В результате

55

подобного сдвигового разрушения на поверхности резинового порошка образуются свободные реакционноспособные связи, микрокристаллы свободной серы и другие микровключения, которые и обуславливают повышенную

растворимость этих порошков в углеводородном сырье.

Рис. 2.14. Изменение температуры смеси нефтяного гудрона и резинового порошка одинаковой дисперсности, полученного:

1 — просеиванием;

2 — измельчением разработанным способом.

Подтверждением сказанного могут служить данные снижения температуры растворения механоактивированного резинового порошка в сравнении с температурой растворения порошка той же дисперсности, но полученного путем просеивания (рис. 2.14)

Полученные данные свидетельствуют также о том, что с ростом скорости вращения роторов тонкость помола резины возрастает и достигает своего минимума (0,08 мм) при средней по двум роторам скорости вращения

порядка 45,8 с-1. Достигнутая высокая тонкость помола, с одновременной активацией, способствует почти 96% растворению резиновой крошки (рис. 2.12), тогда как измельченная до той же толщины в шаровой мельнице, но в замороженном состоянии — только 67%.

56

Таким образом, приведенные результаты свидетельствуют о высокой эффективности воздействия механоактивационной технологии на растворимость резиновой крошки в нефтяном гудроне.

Общий вид измельчителей для получения резинового порошка, изготавливаемых в г. Омске, приведен на рис. 2.15.

Рис. 2.15. Общий вид установок, производительностью до 2 т/час: соединение э/двигателя с измельчителем посредством полумуфты (вверху); соединение посредством шкивов (внизу).

57

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ

ПРИМЕНЕНИЮ РЕЗИНО-ГУДРОНОВОГО ВЯЖУЩЕГО

3.1. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ОПЫТНУЮ ПАРТИЮ

РЕЗИНО-ГУДРОНОВОГО ВЯЖУЩЕГО

Технические условия распространяются на опытную партию резино-гудро- нового вяжущего. Данное органическое вяжущее – продукт взаимодействия смеси нефтяного гудрона, глицеринового гудрона и резиновой крошки при температуре 150°С. Выпускается в виде твердого вещества черного цвета, разливается в емкости, аналогичные емкостям для хранения битумов различной вязкости. Используется для получения органоминеральных материалов, а также для укрепления различных грунтов и устройства из них оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. Данное вяжущее является более экономичным по сравнению с аналогом — вязким битумом марки БНД 130/200.

Производство резино-гудронового вяжущего имеет экологически важное значение, заключающееся в использовании отработанных автомобильных покрышек и глицеринового гудрона, в настоящее время активно загрязняющих окружающую среду.

Техническое наименование продукции имеет индексацию: РГВ – резино-гудроновое вяжущее.

Требования к компонентам РГВ

Для получения резино-гудронового вяжущего применяют:

—нефтяной гудрон, отвечающий требованиям СТП 401107-96 (сырье для битумного производства);

—глицериновый гудрон ТУ 18–2/49-83 (опытно-промышленная партия на 10000 т);

—резиновый порошок, представляющий собой тонко измельченную в дезинтеграторе резиновую крошку. Исходная резиновая крошка должна удовлетворять требованиям ТУ 38105378-77 (резиновая крошка из вулканизированных отходов резинотехнических изделий).

58

Технические требования

Резино-гудроновое вяжущее должно приготавливаться в соответствии с требованиями настоящих технических условий по технологическому регла-

менту, описание которого приведено в следующем разделе. Резино-гудроновое вяжущее по критерию глубины проникания иглы при

температуре 25°С имеет марку РГВ 130/200.

Содержание резинового порошка в вяжущем устанавливается в лаборатории опытным путем при соблюдении технологии, указанной в технологическом регламенте.

По физико-механическим показателям резино-гудроновое вяжущее должно соответствовать требованиям и нормам, указанным ниже в таблице 3.1.

Требования безопасности

Резино-гудроновое вяжущее является горючим веществом с температурой вспышки выше 200°С и температуры самовоспламенения 365°С по ГОСТ 12.1.0044-89. Токсичность РГВ обусловлена содержанием паров углеводородов и определяется по ГОСТ 12.1.014-84.

По степени воздействия на организм человека резино-гудроновое вяжущее относится к третьему классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.

Требования безопасности и охраны окружающей среды — по ГОСТ 22245-90. Таблица 3.1

Свойства РГВ

59

Особенности приготовления резино-гудронового

вяжущего в лаборатории

Резино-гудроновое вяжущее получают в металлическом реакторе, снабженном

перемешивающим устройством и электрообогревом при следующих режимах:

—температура нагрева 140-150°С;

—продолжительность перемешивания — не менее 30 мин.;

—выдерживание готового резино-гудронового вяжущего в термошкафу или реакторе без перемешивания при температуре 140-150°С в течение 4 ч.

Свойства резино-гудронового вяжущего при определении его марки устанавливают через 3 часа после приготовления.

Отбор проб производят по ГОСТ 2517-85. Масса объединенной пробы резиногудронового вяжущего должна быть не менее 0,5 кг.

Свойства резино-гудронового вяжущего определяют по ГОСТам: 11501-78; 11505-75; 11506-78; 11507-78; 4333-87; 18180-72; 11508-74. Битумы нефтяные. Методы испытаний.

Изменение температуры размягчения после прогрева вычисляют как разность температур размягчения, определенных по ГОСТ 11506-73 до и после испытания на прогрев по ГОСТ 18180-72.

Изменение массы после прогрева определяют как разность масс резиногудронового вяжущего до и после прогрева по ГОСТ 18180-72, выраженную

впроцентах от массы вяжущего до прогрева.

Маркировка, транспортировка и хранение

Каждую партию резино-гудронового вяжущего сопровождают документом,

удостоверяющим качество, в котором указывают:

—наименование предприятия-изготовителя, его товарный знак и адрес;

—марку резино-гудронового вяжущего;

—номер партии и дату выработки;

—массу партии;

—результаты испытаний.

Резино-гудроновое вяжущее после приготовления и охлаждения до температуры окружающей среды может храниться в емкостях (котлах) неограниченно

60