1754

фальтобетонных смесей и замедляет процесс старения асфальтобетонов, повышает производительность асфальтосмесителей и уплотняющих машин [79]. Для снижения выброса сернистых газов достаточно введение БАП-ДС-3 в количестве 0,1 % от массы битума.

Влабораторных условиях были приготовлены СБВ без добавок и

сдобавками НПС и адгезионной присадки БАП-ДС-3. Серобитумные вяжущие готовили при температурах 130 – 140 °С. В процессе получения СБВ контролировали содержание сероводорода в воздухе рабочей зоны универсальным газоанализатором УГ-7.

При введении в СБВ, содержащее 30 мас. % серы, 2 мас. % нефтеполимерной смолы или 0,1 мас. % присадки БАП-ДС-3, количество выделяющегося сероводорода заметно снижается (рис. 5.4).

Свойства СБВ с добавкой НПС значительно улучшились (табл. 5.1). Повысилась вязкость, увеличилась температура размягчения, понизилась температура хрупкости и улучшилилось сцепление СБВ с природным песком.

171

При введении в СБВ добавки БАП-ДС-3 в количестве 0,1 мас. % свойства СБВ не изменились, но количество выделяющегося сероводорода уменьшилось примерно в полтора раза.

Таблица 5.1

Свойства серобитумного вяжущего с добавками нефтеполимерной смолы и присадки БАП-ДС-3

При использовании серы комовой для приготовления СБВ и асфальтобетонных смесей необходимо руководствоваться рекомендациями, изложенными в [41], и основными нормативными документами по охране труда [80, 81].

Производственные помещения и лаборатории, где ведутся работы с серой, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей соблюдение в воздухе рабочей зоны ПДК вредных веществ.

Серу комовую надлежит хранить в закрытых складских помещениях в полиэтиленовых или бумажных крафт-мешках, в бункерах и других закрытых емкостях, принимая меры предосторожности от распыления при погрузке, выгрузке и внутрискладском перемещении.

Открытое складирование серы не допускается во избежание ухудшения качества серы в связи с загрязнением ее посторонними примесями (при длительном хранении увеличивается содержание золы). При открытом хранении повышается влажность серы, что приводит к увеличению ее кислотности.

Транспортное оборудование, используемое для перемещения серы, должно быть полностью укрыто; из-под укрытия должен быть обеспечен отсос воздуха. Высота перепадов материала при перегрузках должна быть минимальной.

172

Складские площадки и склады должны быть оснащены стационарными системами пожаротушения. Запрещается применение всех видов открытого огня. Тушение горящей серы производится распыленной водой со смачивателем, а также пеной.

При работе с серой обслуживающий персонал должен быть обеспечен защитными очками, резиновыми перчатками и респираторами.

Лица моложе 18 лет к работе с серой не допускаются.

При приготовлении СБВ или серобитумной концентрированной композиции следует строго соблюдать температурные режимы нагрева битума и СБВ вяжущих. При смешении битума с серой температура нагрева вязкого дорожного битума должна составлять 130 – 150 °С,

СБВ – 130 – 140 °С.

Запрещается применять обводненный битум.

Приготовление СБВ разрешается только в дневное время и под руководством ответственного лица.

Приготовление СБВ и концентрированной серобитумной композиции должно производиться в стационарных лопастных мешалках с механическим приводом или иных смесительных аппаратах. Подачу материалов на дозировку и загрузку в мешалку необходимо механизировать. Для измерения температуры материалов мешалку следует оборудовать термопарой.

Битумоплавильные котлы и установки должны быть оборудованы системой, позволяющей осуществлять циркуляцию битума и серобитумных вяжущих.

Перед перекачиванием битума и СБВ по трубопроводам необходимо предварительно проверить исправность фланцевых соединений, кранов и насосов; места возможного застывания вяжущих прогреть. Обогрев должен производиться паром или при помощи индукционного электрического подогрева. Запрещается применять для разогрева открытый огонь.

Котлы для разогрева, смесительные установки требуется снабжать противопожарным оборудованием. Особое внимание должно быть обращено на состояние противопожарных средств, средств индивидуальной защиты, наличие средств первой помощи при ожогах, отравлениях, травмах.

Заполнение котлов битумом и СБВ допускается не более чем на 3/4 их емкости.

Асфальтобетонный завод по приготовлению асфальтобетонных смесей на основе СБВ необходимо располагать по отношению к бли-

173

жайшему жилому району с подветренной стороны для ветров преобладающего направления и отделять от жилых районов санитарнозащитными зонами [81].

Места, опасные в пожарном отношении (склад серы, асфальтобетонные машины, битумоплавильные установки, мешалки для приготовления СБВ), должны быть снабжены щитами с противопожарным оборудованием, ящиками с сухим и чистым песком, огнетушителями.

Продолжительность работы с СБВ не должна превышать одной смены в сутки. Оператор асфальтобетонной машины должен находиться в закрытой будке, оборудованной вентиляцией или кондиционерными установками.

При работе автоматизированных АБЗ необходимо: пульт управления размещать на расстоянии не менее 15 м и обеспечивать благоприятные санитарные условия; перед каждой сменой проверять исправность проводки и узлов автоматики, отдельных машин и устройств, механизмов управления.

Для предотвращения образования и выделения токсичных газов при приготовлении асфальтобетонной смеси температура готовой смеси при выпуске из смесителя не должна превышать 150 °С.

При приготовлении СБВ и асфальтобетонных смесей на основе СБВ в лабораторных условиях должна быть обеспечена приточновытяжная вентиляция с 10 – 15-кратным воздухообменом.

Лабораторное оборудование (гидравлические прессы для формования образцов асфальтобетона, весы, термостат и др.) должно находиться под вытяжными шкафами или зонтами.

Технический персонал, занятый на выпуске асфальтобетонной смеси, должен быть обеспечен индивидуальными средствами защиты

– респираторами, очками.

При укладке асфальтобетонной смеси на основе СБВ в покрытии также необходимо применять меры предосторожности. Рабочим следует работать в респираторах. Покрытие из асфальтобетонной смеси на основе СБВ следует устраивать вне населенных пунктов.

174

6. ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РАБОТЫ ПО ВЫПУСКУ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ НА СЕРОБИТУМНОМ ВЯЖУЩЕМ

На основе экспериментальных исследований по изучению влияния добавок серы на технологические и эксплуатационные свойства битумов разработан технологический регламент производства серобитумных вяжущих.

Для получения серобитумных вяжущих применяют:

-битумы нефтяные дорожные вязкие улучшенного и обычного качества, соответствующие требованиям ГОСТ 22245-90;

-элементарную комовую серу – вторичный продукт производства, образующийся в ОАО «Омский НПЗ» на установке УПС при очистке нефти и нефтепродуктов от серы. Сера комовая должна соответствовать требованиям ГОСТ 127-90.

Рекомендуемые пределы содержания серы в битумах, температура и продолжительность смешения серы с битумом при получении СБВ указаны в табл.6.1.

Смешение серы с битумом можно осуществить одним из двух вариантов.

Вариант 1. Технологическая схема производства СБВ при использовании предварительно приготовленной концентрированной серобитумной композиции (СБК) изображена на рис. 6.1.

175

Бункер серы расходный № 3

Дозатор

Поворотная или двухрукавная течка

Шнеколопастная мешалка для приготовления СБК

Рис. 6.1. Технологическая схема получения СБВ с использованием предварительно приготовленной концентрированной СБК

176

Технология приготовления СБВ состоит из следующих стадий: подготовка серы комовой; обезвоживание исходного битума; приготовление концентрированной СБК; приготовление готового СБВ.

Подготовка серы комовой. Сера комовая со склада направляется при помощи ленточного транспортера в бункер № 1 исходной серы, из которого поступает на вальцы, где происходит дробление комков серы до фракции менее 10 мм. Измельченная сера накапливается в бункере № 2, откуда транспортером поступает в расходный бункер серы № 3. Из бункера отдозированное количество серы направляется в лопастную мешалку с подогревом (рис. 6.2) для приготовления концентрированной СБК. Шнеколопастная мешалка на лопастном валу имеет винтовую поверхность (шнек), что способствует более интенсивному диспергированию и перемешиванию [82]. Это особенно важно на заключительной стадии, когда достигается максимальная концентрация битума и, следовательно, наибольшая вязкость смеси.

Подготовка исходного битума. Исходный битум из битумохранилища насосом направляется в битумоплавильный котел № 1 и выдерживается в нем при температуре 90 – 110°С до полного удаления воды. Обезвоженный битум поступает в битумоплавильный котел № 2, из которого насосом нагнетается в шнеколопастную мешалку.

Приготовление концентрированной СБК. Обезвоженный битум из битумоплавильного котла № 2 направляется в шнеколопастную мешалку, где нагревается до 140 – 150 °С. Сюда же поступает из дозатора подготовленная сера комовая. Соотношение «битум : сера» составляет 50:50 по массе.

Температуру в мешалке поддерживают в интервале 130 – 140 °С. Композицию тщательно перемешивают в течение 0,5 – 1,0 ч до полного расплавлении серы. Затем концентрированную СБК насосом направляют в битумоплавильный котел № 3.

Приготовление готового СБВ. Исходный обезвоженный битум из битумоплавильного котла № 2 и концентрированную СБК насосами нагнетают в битумоплавильный котел № 3 в заданном количестве. Битум и СБК перемешивают в течение 0,5 ч лопастной мешалкой, установленной в котле № 3, или путем циркуляции при помощи насоса при открытом вентиле на битумопроводе в течение 2,0 – 2,5 ч. Готовое СБВ выдерживают в битумоплавильном котле при температуре 110 – 120 °С в течение суток для повышения однородности, после чего направляют потребителю для производства асфальтобетонных смесей.

177

Рис. 6.2. Шнеколопастная мешалка для приготовления концентрированных серобитумных композиций

и серобитумных вяжущих: 1 – фундамент; 2 – обогреваемая рубашка; 3 – обечайка; 4 – неподвижные направляющие лопатки; 5 – крышка; 6 – электродвигатель; 7 – коническая передача;

8 – редуктор; 9 – шнеколопастной вал; 10 – лопасти; 11 – трубопровод

Содержание концентрированной СБК и исходного битума в зависимости от содержания в нем серы определяют по номограмме (рис. 6.3). При построении номограммы исходили из того, что состав СБК остается постоянным, а именно: соотношение «битум : сера» равно 50:50 (мас. %). Например, для приготовления 10 т (100 %) СБК необ-

178

ходимо ввести в битумоплавильный котел 5 т (50 %) серы и 5 т (50 %) битума.

Кроме того, при расчете содержания компонентов в СБВ исходили из того, что содержание серы входит в 100 % готового вяжущего.

————————————————————————

Рис. 6.3. Номограмма для определения содержания концентрированной серобитумной композиции и битума в серобитумном вяжущем с заданным количеством серы

Пример расчета. Определить необходимое количество концентрированной СБК (соотношение «битум : сера» = 50:50) и исходного битума при приготовлении 10 т серобитумного вяжущего при содержании в нем серы 15 мас. %.

По номограмме на оси ординат находим точку, соответствующую 15 %-ному содержанию серы в СБВ. По графику определяем необходимое содержание СБК (30 %) и необходимое количество битума (70 %) от массы СБВ.

Таким образом, для приготовления 10 т СБВ с 15 %-ным содержанием серы необходимо ввести в битумоплавильный котел 3 т (30 %) концентрированной серобитумной композиции и 7 т (70 %) исходного битума.

Вариант 2. Технологическая схема производства СБВ путем прямого введения измельченной серы в битумоплавильный котел изображена на рис. 6.4.

179