Расчет технологических показателей производства сероасфальтобетона

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Среди многочисленных строительных материалов асфальтобетону уделяется значительное внимание. Этот материал широко используется в дорожном, аэродромном, промышленном, жилищном, гидротехническом и других видах строительства. Он обладает рядом существенных преимуществ перед многими другими строительными материалами при строительстве соответствующих покрытий, хотя и не лишен некоторых недостатков, которые проявляются в дорожных конструкциях, работающих в условиях интенсивного движения современного тяжелого транспорта.

Повышение эффективности дорожного строительства связано с решением ряда крупных научных и производственных проблем. В первую очередь, это проблемы поиска новых материалов, в частности вяжущих, которые позволят заменить битумы и снизить расход цемента. Такими вяжущими могут стать полимерные материалы при условии снижения стоимости их производства.

Асфальтовый бетон, т.е. разновидность бетонов с применением органических вяжущих веществ (битума, дегтя), является широко распространенным дорожно-строительным материалом вследствие ряда существенных его достоинств. Покрытия из этого материала медленно изнашиваются под действием тяжелого транспорта, они сравнительно прочны и устойчивы к воздействию климатических факторов и воды, безупречны в санитарном отношении, так как не пылят и легко очищаются от наносной пыли и грязи. Пониженная вибрация автомобильного транспорта при движении по дорогам с асфальтобетонным покрытием способствует спокойной езде, а свойство этого материала - поглощать звук от движущегося колеса - уменьшает шум в городах и населенных пунктах.

Сероасфальтобетон является разновидностью асфальтобетона. Производство сероасфальтобетона базируется на сырье серосодержащих отходах основного производства с использованием отходов угледобычи, камнепиления и камнедробления, кирпичного производства, золы уноса и шлаков электростанций, песка и щебня местных карьеров.

Производство сероасфальтобетона получило развитие еще в 80-х годах прошлого века. Использование серы в производстве асфальтобетона наряду с улучшением прочностных качеств, имеет пониженную себестоимость продукции. Кроме того, в связи с быстро развивающейся нефтедобывающей промышленностью Казахстана, открытой остается проблема использования серы, получаемой при очистке нефти, ресурсы которой в ТОО «Тенгизшевройл» составляет 100 000 тонн в год с ежесуточным производством 350 тонн. Также обоснована и экономическая эффективность применения полимерсерных бетонов и изделий на их основе в строительной индустрии Казахстана, климат которого резко континентальный.

Особый научный вклад в разработках теоретических основ структурообразования, основ проектирования и методики расчета составов, изучении физико-механических свойств, химической стойкости, внутренних напряжений и других характеристик полимерсерных бетонов, а также основах их заводской технологии вложен Патуроевым В.В., Орловским Ю.И., Волгушевым, Шестеркиной Н.Ф., Касимовым И.К., Меньковским М.А., Яровским В.Т., Орловской Е.В.

Комплексные исследования бетонов в получении эффективных модифицированных экологически безопасных конгломератов проведены учеными Баженовым Ю.И., Горчаковым Г.И., Ворониным В.В., Алимовым Л.А., Ергешевым Р.Б., Батраковым В.Г., Микульским В.Г., Козловым В.В., Соловьевым В.И., Шинтемировым К.С.

Использование серы имеет много преимуществ. Сероасфальтобетонные покрытия обладают повышенной прочностью по сравнению с асфальтобетоном, что позволяет снизить их толщину. Значительно повышается модуль упругости покрытий ( с 2100 до 4200 МПа ). Это объясняется тем, что сера хорошо заполняет пустоты между частицами заполнителя и наполнителя, покрытыми пленкой битума и при охлаждении надежно их скрепляет.

Сероасфальтобетонные смеси характеризуются благоприятными эксплуатационными свойствами при действии пониженных и повышенных температур. Они стойкие к действию бензина и дизельного топлива, долговечные, обладают повышенной износостойкостью.

Использование сероасфальтобетонных смесей особенно эффективно при ремонте покрытий, заполнении вырубок, швов, устройстве полов. Благодаря высокой текучести, такие смеси могут просто наливаться и разравниваться, а эксплуатация может быть возобновлена после остывания смеси.

К настоящему времени серные и сероасфальтовые бетоны еще не достаточно изучены и не полностью раскрыты их потенциальные возможности, однако, приведенные выше данные показывают широкие возможности использования этих новых материалов в строительной индустрии Казахстана.

1. Технико-экономическое обоснование места строительства

Проектируемый цех по производству сероасфальтобетона строится в городе Атырау. Город Атырау является центром Атырауской области Казахстана. Расположен он у северного побережья Каспийского моря, по обоим берегам реки Урал.

Климат резко континентальный, крайне засушливый, с жарким летом и умеренно холодной зимой. Средняя температура января -3.4С на юге, - 10.6С на севере, июля 26С на юге, 24С на севере. Осадков выпадает от 100-116 мм на юге до 180-200 мм на севере, снежный покров не устойчив. Характерны сильные ветры - пылевые бури и суховеи летом. Каспийское море в прилегающей к области части имеет глубины менее 50 м. Береговая линия изрезана мало, встречаются небольшие песчаные косы и прибрежные острова. В результате понижения уровня Каспийского моря образовались большие заболоченные участки. Значительная площадь области занята грядовыми и барханными песками - Каранжарык у западного подножья Устюрта, Тайсойган и Бийрик в бассейне реки Уил.

По характеру почвенно-растительного покрова территория области относится к пустынной зоне. Большая часть поверхности покрыта солонцами, солончаковыми и солонцеватыми бурыми почвами, глинистыми в Юго-восточных, песчанистыми в северных районах.

Перспективы области связаны с освоением разнообразных полезных ископаемых Мангышлака, которые сосредоточены главным образом в районе гор Каратау и Актау.

В равниной площади имеются пески. Северную часть области занимает северная полынно-солянковая и злаково-полынная пустыня на бурых почвах. На территории области песчаные массивы занимают огромные площади (свыше 4 млн.га), особенно в части Волго-Уральского междуречья. Здесь преобладают бугристые, грядово-бугристые, закрепленные и полузакрепленные растительностью пески.

На крайнем юго-востоке области возвышаются северо-западные окраины плато Устюрт, представляющее собой высокое столовое плато, сложенное третичными осадочными породами. В Атырауской области были открыты и разведаны разнообразные полезные ископаемые. Из них наибольшее значение имеет нефть. Кроме того, имеются месторождения горючих газов, связанные с нефтью и встречающиеся самостоятельно. Открыты также многочисленные, но небольшие по запасам бурых юрских углей, а близ озера Индер - целый комплекс полезных ископаемых, среди которых наиболее важны калий и особенно бор. Имеются крупные запасы гипса, связанные с соляными куполами, и поваренной соли, а также сульфата натрия. Ведущую роль в современном хозяйстве области играет нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность. В связи с ней и рыболовством значительно выросли металлообработка и машиностроение, в частности судостроение.

По особенностям природы и хозяйственной специализации в Атырауской области можно выделить пять экономико-географических подрайонов: Низовья Урала, Южная Эмба, Тайсаганье, Мангышлак и Устюрт, Северо-западный подрайон.

Перспективы области связаны с освоением разнообразных полезных ископаемых Мангышлака, которые сосредоточены главным образом в районе гор Каратау и Актау.

Особенно велики запасы строительных материалов: известняков и мергелей, песчаников и песков, глин, гипса и минеральных красок. Здесь разведаны довольно большие запасы железных руд.

Промышленность развивается преимущественно на базе добычи и переработки нефтепродуктов. Самым крупным предприятием является ТОО «Тенгизшевройл». Город Атырау является развитым промышленным городом и в том числе в нем имеются некоторые запасы сырьевых и энергетических ресурсов, а транспортные магистрали способны облегчить перевозку, доставку этих ресурсов к местам потребления. При переработке нефти и газа Тенгизского месторождения отходом является сера. Более в млн. тонн серы накопилось на предприятии. Ресурсы ТОО «Тенгизшевройл» составляют 100 000 тонн в год с ежесуточным производством 350 тонн. Отходы очистки нефти Тенгизского месторождения оказывают не благоприятное влияние на экологическую обстановку Атырауской области.

При производстве асфальтобетона сера добавляется в состав вяжущего, тем самым, уменьшая расход битума и повышая прочность и теплоустойчивость дорожного покрытия. Исследования показали, что загрязнения воздушной среды рабочей зоны производственных помещений сернистыми соединениями значительно ниже допустимого нормами. Газохроматографические исследования показали, что исследованные составы серных мастик и бетонов при обычных температурах химически стабильны и не выделяют в воздушную среду вредных примесей.

Так как город Атырау является быстро развивающимся городом, а состояние дорог города и области не удовлетворительное, необходимо наладить производство сероасфальтобетона. Области требуется производство дорожных покрытий на основе местных сырьевых ресурсов.

На основании выше изложенных фактов и учитывая экологическую обстановку области, можно сделать вывод, что в городе Атырау нужно строить завод по производству сероасфальтобетона.

Выбор площадки для строительства должен осуществляться в соответствии с земельным законодательством РК, основами водного законодательства РК и другими законодательными актами, при этом должны учитываться проекты районной планировки, проекты планировки городов и поселков. Трассы линейных сооружений выбираются с учетом региональных схем развития железнодорожных и автомобильных дорог, нефтепроводов, энергосистем сетей связи и других коммуникаций. Определяются размеры земельного участка, потребность в тепле, воде, электроэнергии, транспортном обслуживании, качество стоков и выбросов в атмосферу, организовываются необходимые мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды, а также по обеспечению пожарной и взрывобезопасности при выборе площадки для строительства должно соответствовать требованиям СНиПа.

При выборе района и конкретной площадки для размещения проектируемого предприятия, здания и сооружения должны быть учитаны следующие основные положения:

1. Предприятие должно быть приближено к сырьевым и энергетическим ресурсам, трассы транспортных магистралей должны обеспечить вывод этих ресурсов к местам потребления. Предприятия с трудоемкими процессами производства размещают в районах, располагающих большими трудовыми ресурсами.

2. Предусматривается возможность кооперирования с имеющимися или строящимися в данном районе предприятиями.

Строительство завода по производству сероасфальтобетона в близи ТОО. Тенгизшевройл дает ряд преимуществ:

1. Уменьшаются затраты на транспортировку.

2. Уменьшаются затраты на электроснабжения и другие.

Потребность в производстве сероасфальтобетона в настоящее время в Казахстане не обеспечиваются полностью. В Западном Казахстане, особенно в Атырауской облости сероасфальтобетон может заменить полностью производство обычного асфальтобетона, так как с пользованием в составе вяжущего - серы, понижает себе стоимость, происходит экономия битума, который является очень дорогим нефтепродуктом.

В связи с увеличением дорожного строительства по всей республике, потребность будет увеличиваться. Чтобы полностью обеспечить потребность в дорожных материалах в Казахстане следует организовать строительство заводов по производству сероасфальтобетона, который по прочным качествам не устает асфальтобетону, в ряде областей.

Состав сероасфальтобетона (1 и 3), который будет выпускаться на заводе в городе Атырау.

- песок и щебень - 83 %,

- минеральный порошок - 11 %,

- битум - 4,2 %,

- сера - 1,8 %.

Этот состав соответствует требованиям ГОСТ 9128-84. Для производства сероасфальтобетона используется сырые:

1. вяжущее (сера и битум),

2. заполнитель (щебень и песок),

3. наполнитель (минеральный порошок).

Все сырьевые материалы соответствуют требованиям ГОСТа. В Западном Казахстане преобладают известняки, состоящие главным образом из кальцита СаСО3, образовавшиеся в морских бассейнах из ракушек или остатков растений. Полностью известняков от 1700 до 2600 кг/м3, прочность при сжатии от 80 до 200 МПа. Берем известняки с Мангистауского месторождения.

Песок используем местных месторождений. Сера отход переработки нефти и газа Тенгизкого месторождения.

Основное топливо завода - природный газ. Способ траспортировки - трубопровод. Природный газ, получаемый при крекинге нефти нефтеперегонном заводе.

Электроэнергией завод подписывается от главной подстанции ТОО, Тенгизшеврайл, расположенной на территории предприятия.

Источником производственного и хозяйственного водоснабжения является артезианские скважины, расположенной рядом с ТОО, Тенгизшевройл. Из скважины вода поступает по главному водопроводу на территорию ТОО. Тенгизшевройл, а оттуда уже на сам завод. Канализация подключена к действующей канализации. Загрязненная вода направляется к чистым сооружениям, принадлежащим ТОО Тенгизшевройл. Также существует оборотное водоснабжение. Вода после очистки повторно используется на производстве.

Транспорт делится на внешней и внутризаводской. К внешнему относятся автомобильный и железнодорожный транспорт. К внутризаводскому транспорту относятся битумовозы, автосамосвалы и другие. Отправка готовой продукции производится автомобильным транспортом.

2. Основные положения проекта

Основные положения включают следующие показатели:

- производительность цеха - 25000 м3 в год;

- способ производства - по традиционной технологии;

- используемое сырье: щебень, песок, минеральный порошок, битум сера;

- основное технологическое оборудование: сушильный барабан, смесительная установка.

3. Характеристика сырьевых материалов и выпускаемой продукции

Серо - асфальтобетон - строительный материал искусственного изготовления. Для его производства требуются минеральные материалы: щебень, песок, минеральный порошок и органическое вяжущее вещество - битум и сера.

Щебень изготовляется из прочных морозостойких невыветреных горных пород магматического, осадного или метаморфического происхождения, а также некоторых разновидностей атмосферостойких и крупных шлаков. Предпочтительнее применять изверженные основные породы, а из шлаков - доменные и цветной металлургии, обладающие устойчивой структурой. Чаще других употребляются граниты, габбро, диабаз, базальт, андезиты, гнейс, трахиты, известняки и доломиты. В Атырауской области преобладают известняки. В щебне не допускается глинистых и пылеватых фракций свыше 2%, тем более - комков глины, суглинка и других загрязняющих примесей. Ограничивается применение метаморфических пород, так как кварцит нуждается в добавлении извести, цемента или других активизаторов, без которых он показывает слабое сцепление с битумом, а гнейсы и сланцы дают при дроблении в щебень повышенное количество плоской щебенки. Из осадочных пород весьма распространены в производстве асфальтового бетона гравийные материалы в дробленом состоянии, из скальных пород - известняки. Горные породы осадочного происхождения берутся с пределом прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии не менее 800 кг/см2. При употреблении щебня в асфальтовый бетон для нижнего слоя покрытия требования к прочности камня снижаются на 20-25 %, поскольку верхнее покрытие всегда испытывает более высокое напряжение от движущегося транспорта. Способность щебня к полировке в нижнем ( несущем ) слое также практически не имеет значения.Во всех случаях важно, чтобы щебень был однородным по прочности и содержал щебенок пластинчатых и игольчатых не более 15 % по весу для верхнего и 25 % для нижнего слоев серо-асфальтового бетона в покрытии.

Важной качественной проверкой служит испытание щебня на морозостойкость. Эта проверка осуществляется циклическим замораживанием и оттаиванием образцов в водонасыщенном состоянии. Независимо от происхождения породы образец щебня должен выдерживать без разрушения не менее 50 циклов, а при применении камня в нижний слой покрытия - не менее 25 циклов. Допускаемая потеря в весе после испытания на морозостойкость не более 5 %, а для нижнего слоя покрытия - не более 10 % по весу. Щебень должен быть всегда чистым и разделенным по фракциям, иметь по возможности кубическую форму отдельных щебенок.

Крупность рядового щебня находится в пределах от 3-5 до 40 мм. В целях обеспечения однородного гранулометрического состава щебень при хранении сортируется по фракциям 20-40, 10-20, 5-15, 5-10 мм. Смешивание отдельных фракций при хранении не допускается. Слишком крупные зерна допустимы в количестве не более 10 % от веса минеральной смеси.

Песок применяется природный и искусственного дробления. Среди природных песков - горный, речной, морской, озерный и другие. Всегда желательно использовать пески с более остроугольными частицами. За границу пофракционного разделения песка применяется либо 1.25 мм, либо 0.63 мм, в зависимости от крупности прогрокачиваемого песка.

Модуль крупности песка должен быть по возможности более 2.5; содержание зерен крупнее 0.63 мм не менее 50 %. Но могут использоваться и средние пески с модулем крупности 2.5-2.0, содержащие зерна крупнее 0.63 мм в количестве 35-50 %.

Дробленный песок изготовляется из невыветреной горной породы прочностью не ниже прочности щебня, применяемого в серо - асфальтовом бетоне. В дробленном песке рекомендуется иметь не менее 25 % по весу фракций 0.6-2.0 мм, что регулируется добавлением высевок от отходов камнедробления.

В песке не допускается комков глины, суглинка, а количество пылевидных, глинистых и илистых примесей допускается не более 3 % от веса природного песка или не более 5 % от веса дробленного песка. Эти требования проверяются методами отмачивания песка в воде.

Минеральный порошок приготовляют путем искусственного помола известняков и доломитов. Породы камня используются с прочностью на сжатие не менее 200 кг/см2.

Одной из основных качественных характеристик порошка является тонкость помола. Необходимо, чтобы частицы мельче 0.071 мм содержались в порошке не менее 70 % по весу ( при мокром рассеве ); через сито с отверстиями 1.25 мм порошок должен проходить полностью, а с отверстиями 0.315 мм - не менее 90 % от веса порошка. Среди других требований к качеству минерального порошка, используемого в производстве серо - асфальтового бетона, следует отметить, что пористость в уплотненном состоянии порошка под нагрузкой 300 кг/см2 - не более 35 % объема. Пористость увеличивается с повышением одноразмерности частиц порошка. В заводских условиях минеральные порошки всегда должны быть сухими, рыхлыми, не должны комковаться. В них ограничивается содержание глинистых частиц, определяемое по количеству окиси железа и алюминия, пределом до 1.5 %. Не допустимы и другие загрязняющие примеси в минеральном порошке.

Кроме карбонатных пород, для приготовления минеральных порошков допускаются другие основные горные породы, не содержащие глинистых примесей, а также отсев после 2-3 й стадии дробления известняков и доломитов.

Малопригодными, однако, иногда применяемыми, являются лессовые минеральные порошки, молотые мергель, гипсовый камень или гипс, фильтпрессные и дефекционные отходы сахарной промышленности, отходы содовых заводов с повышенным содержанием водорастворимых соединений и другие. В каждом отдельном случае принято исследовать возможность использования нового минерального порошка, особенно при низкой его стоимости для производства серо-асфальтового бетона. В настоящее время имеется ряд методов, позволяющих достаточно полно характеризовать свойства нового или мало изученного минерального порошка.

Отвергать порошки без достаточного обоснования нежелательно, так же как нельзя использовать минеральный порошок, получаемый из местных материалов и отходов, без тщательной проверки его свойств и состава в лабораторных и производственных условиях. Особенно важно правильно оценить его влияние на долговечность серо - асфальтового бетона, на технологические свойства серо - асфальтобетонной массы и расход битума.

Битум применяется нефтяной. Природный битум также можно применять, но в нашей республике строительные организации его практически не получают. Нефтяные битумы используются как вязкие, так и жидкие. Битумы, улучшенные дорожные вязкие выпускаются следующих пяти марок: БНД - 200/300; БНД - 130/200; БНД - 90/130; БНД - 60/90; БНД - 40/60. При отсутствии жидкого битума заводского изготовления его, приготавливают в необходимом количестве из битумов вязкие. С этой целью вязкий битум объединяется в определенном весовом соотношении растворителем. Получаются разжиженные битумы с теми же необходимыми вязкостными характеристиками, которыми обладают заводские жидкие битумы.

Качество вязких и жидких битумов обуславливается в ГОСТ 22245 - 76 и ГОСТ 11955 - 82.

Выбор основных характеристик битума, т.е. его марки, производится в зависимости от вида изготовляемого асфальтового бетона и некоторые дополнительных факторов сезона работ, района строительства и.н.

Сера является ценным сырьем для получения новых и улучшения свойств традиционных строительных материалов. Источники техногенной серы в Казахстане многообразны : это отходы при переработке на серную кислоту кускового пирита, сульфидных руд, отходы коксования углей и переработки нефти и газа Тенгизского месторождения. Сера, получаемая в результате переработки нефти и газа на предприятии ТОО «Тенгизшевройл», пригодна для использования в производстве серо - асфальтобетона. Благодаря сере асфальтобетон повышает прочность и теплоустойчивость.

4. Обоснование способа производства

Серо-асфальтобетонные смеси изготавливают на стационарных или передвижных асфальтобетонных заводах. Первые строятся там, где имеется постоянная потребность в серо-асфальтобетонных смесях - в городах, у крупных транспортных узлов. Передвижные ( временные ) асфальтобетонные заводы создают при строительстве или реконструкции магистральных или автомобильных дорог.

Удаленность завода от места укладки горячей смеси определяют продолжительность ее транспортирования, которая не должна превышать 1.5 ч.

Серо-асфальтобетонную смесь приготовляют, как правило, одним из следующих способов:

- в асфальтосмесителях принудительного перемешивания периодического действия с предварительным просушиванием, нагревом и дозированием минеральных материалов. Ввиду наиболее широкого распространения этой технологии она названа традиционной;

- в асфальтосмесителях принудительного действия, в которых отдозированные холодные влажные минеральные материалы перемешивают с горячим битумом, а затем до заданной температуры. Такая технология названа беспыльной;

- в асфальтосмесителях принудительного перемешивания барабанного типа, в которых отдозированные минеральные материалы просушиваются, нагреваются и смешиваются с битумом. Такая технология названа турбулентной.

В нашей республике серо - асфальтобетонные смеси изготавливают в основном по традиционной технологии в смесителях периодического действия.

Холодный влажный песок и щебень подаются со склада в бункера агрегата питания с помощью погрузчиков или конвейеров. Из бункеров агрегата питания холодный и влажный песок и щебень непрерывно подаются с помощью питателей в определенных пропорциях на сборный ленточный конвейер, который загружает холодный и влажный песок и щебень в барабан сушильного агрегата. В барабане песок и щебень высушивают и нагревают до рабочей температуры. Нагрев материала осуществляется вследствие сжигания газообразного топлива в топках сушильных агрегатов. Газы и пыль, образующиеся при сжигании топлива и просушивании материала, поступают в пылеулавливающее устройство, состоящее из блока циклонов, в котором пыль осаждается. Не осажденная тонкая пыль улавливается мокрым пылеуловителем и удаляется в виде шлама.

Нагретые до рабочей температуры песок и щебень поступают из сушильного барабана на элеватор, который подает их в сортировочное устройство смесительного агрегата. Сортировочное устройство разделяет материалы на фракции по размерам зерен и подает их в бункеры для горячего материала. Из этих бункеров песок и щебень различных фракций поступает в дозаторы, а оттуда в смеситель.

Минеральный порошок поступает из агрегата минерального порошка, в состав которого входят оборудование для хранения и транспортирования этого материала. С помощью дозатора, установленного на агрегате минерального порошка, обеспечивается заданное содержание порошка в смеси. Из дозатора порошок подается в смеситель.

Битум, разогретый в хранилище до жидкотекучего состояния с помощью нагревательно-перекачивающего агрегата подаётся в нагреватель битума, в котором обезвоживается и нагревается до рабочей температуры. Сера подается со склада конвейером в бункер дозируется и подаётся в агрегат смешивания серы с битумом.

Полученная масса поступает к смесительному агрегату, дозируется и вводится в смеситель.

Все компоненты, поданные в смеситель, перемешиваются. Затем готовая продукция.

Направляется с помощью подъёмников в бункеры для готовой смеси.

Управления серо-асфальтосмесительными установками осуществляется из кабины управления.

Асвальтосмесители, работающие по такой технологической схеме, служат надёжно и дают высокое качество продукции.

К асвальтомесительным установкам такого типа относится Д-597-А, производительность 25 т/ч и другие. К недостаткам смесителей традиционной технологии относят их большую металлоёмкость, энергоёмкость и пылимость.

Для уменьшения образования пыли при производстве асфальтобетонной смеси используют асфальтосмесители работающие по беспыльной технологии.

В последние годы нашли применения турбулентные барабанные асфальтосмесительные установки непрерывного действия свободного перемешивания.

Изготовление асфалтобетонных и других смесей в этих смесителях по сравнению с традиционными имеет ряд экономических и экологических преимуществ. Но так как изготовление серо-асфальтобетона выделяет не только пыль, но и соединения серы, которые в больших количествах могут быть вредны. В связи с этим для производства серо-асфальтобетона отдаётся предпочтение традиционной технологии, которые модернизируются.

5. Расчет сырьевой смеси

В данном разделе мы определяем производительность основных переделов с учетом потерь при производстве и количество сырьевых материалов необходимых для выполнения годовой программы завода.

Содержание материалов в серо-асфальтобетонной смеси, % по весу:

- щебень - 6,5 %,

- песок - 18 %,

- минеральный порошок - 9 %,

- битум - 4,2 %,

- сера - 1,8 %.

Определяем производительность основных переделов с учетом потерь при производстве.

Расчет производительности каждого из переделов производят по формуле:



Где: Пр - производительность рассчитываемого предела; По - производительность предела следующего за рассчитываемы; Б - брак по переделу.

Основные пределы определяем согласно технологической линии производства.

В бункере готовой продукции серо-асфальтобетон поступает в количестве 5000000кг.

1. Потери при контроле качества, 1 %:

Пр =

2. Потери при транспортировке, 1 %:

Пр = .

3. Потери при перемешивания, 3 %:

Пр =.

Полученные данные сводим в таблицу.

Таблица 1. Производительность по технологическим пределам

№ п/п	Наименование технологического предела	Единицы измерения	Расходы
			В год	В сутки	В смену	В час
1.	Бункер готовой смеси	кг	55000000	350318,47	175159,23	10947,451
2.	Контроль качества	кг	55555555	353857,03	176928,51	22116,063
3.	Транспортировка	кг	56116722	357431,35	178715,67	22339,46
4.	Перемешивание	кг	57852290	368485,92	184242,96	23030,37
	Итого:	кг	224524567	1430092,77	715046,37	89380,8

Теперь определяем количество сырьевых материалов, необходимых для выполнения годовой программы завода.

С учетом различных потерь количество сырьевых компонентов рассчитывается следующим образом.

Рассчитываем количество щебня.

а) потери при дозировке составляют 1 %.

Пр= кг/год.

б) потери при транспортировке составляют 1 %.

Пр=кг /год.

в) потери при сушке составляют 3 %.

кг /год.

г) количество щебня на складе с учетом влажности.

/год.

Рассчитываем количества песка.

а) потери при дозировке составляют 1 %.

.

б) потери при транспортировке составляют 3 %.

.

в) потери при сушке составляют 3 %.

.

г) количество песка на складе с у четом влажности.

.

Рассчитываем количество минерального порошка.

а) потери при дозировке составляют 0,5 %.

.

б) потери при хранении и транспортировке, 1 %.

Рассчитываем количества битума

а) потери при дозировке составляют 0,5 %.

.

б) потери при смешивании с серой составляют 0,5 %.

.

в) потери при нагреве составляют 0,5%.

.

г) количество битума в битумохранилище.

.

Рассчитываем количество серы.

а) потери при дозировании составляют 1 %.

.

б) потери при смешивание с битумом составляют 0,5 %.

.

в) количество серы на складе.

.

Полученные данные сводим в таблицу.

Таблица 2. Данные о расходах сырья без производственных потерь

№ п/п	Наименования сырья	Ед. измерения	расходы
			в год	в сутки	в смену	в час
1.	Щебень	кг	35750000	227707	113853,5	7115,84
2.	Песок	кг	9900000	63057,32	31528,66	1970,54
3.	Минеральный порошок	кг	4950000	31528,66	15764,33	985,27
4.	Битум	кг	2310000	14713,37	7356,68	495,79
5.	Сера	кг	990000	6305,73	3152,86	197,05

Таблица 3. Данные о расходах сырья с учетом потерь

№ п/п		Ед. измерения	расходы
			в год	в сутки	в смену	в час
1.	Щебень	кг	38737412	246923,54	123461,77	7716,36
2.	Песок	кг	10720684	68378,83	34183,41	2136,84
3.	Минеральный порошок	кг	5010332,5	32007,17	16003,58	1000,22
4.	Битум	кг	2368686	15087,17	7543,58	471,47
5.	Сера	кг	1015176,8	6466,09	3233,047	202,065

6. Расчет материального баланса

Данные материального баланса завода по производству серо - асфальтобетона сводим в таблицу.

Таблица 4. Сводная таблица материального баланса

№	Приход, кг	№	Расход, кг
1.	Щебень -38737412	1.	Склад готовой продукции -55000000
2.	Песок -10720684	2.	Потери при контроле качества -555555
3.	Минеральный порошок -5010332,5	3.	Потери при транспортировке -561167
4.	Битум -2368686	4.	Потери при перемешивании-1735568
5.	Сера -1015176,8
	Прихода -57852290		Расход 57852290

7. Технологическая схема производства

Процесс приготовления серо-асфальтобетона включает просушивание, нагрев и сортировку нагретых песка и щебня по сортам, нагрев битума, дозировка песка, щебня, минерального порошка, серы и битума в соответствии с заданным составом смеси, перемешивание всех компонентов смеси. Погрешности дозирования не должны превышать 3 % для минеральных составляющих и 1,5 % для битума. Температура готовой горячей серо - асфальтной смеси при выходе из смесителя должна быть в пределах 140-160.

Песок и щебень поступают со склада в агрегат питания для предварительного дозирования и подачи в сушильный агрегат. Подсушенными и нагретыми их подают горячим (теплоизолированным) многоковшовым элеватором на сортировочное устройство (грохот). Рассортированные по крупности материал направляют в соответствующие отсеки бункера. В один из его отсеков поступает минеральный порошок (возможно, его поступление не в отсек бункера горячих материалов, а в отдельно стоящую расходную емкость). Негабаритный материал удаляют в специальный бункер. Каждый сорт материала после взвешивают на суммирующем весовом устройстве и загружают в двухвальную лопастную мешалку, в которую из дозирующего устройства подают битум и серу. Готовую смесь выгружают из смесителя в автомобили - самосвалы или накопительные бункера - термосы.

В последнее время, в связи с повышением требований к точности дозирования составляющих серо - асфальтобетонной смеси, особенно к дозированию минерального порошка, устанавливают отдельные весовые аппараты для взвешивания минерального порошка.

Дымовые газы из сушильного барабана и воздух из очагов интенсивного пылеобразования отсасывают вентиляторами через агрегат сухого обеспыливания и дополнительно очищают в агрегате мокрого обеспыливания. Битум нагревают в хранилище до 90 и перекачивают шестеренным насосом по битумопроводам в нагревательный агрегат или в обогреваемые расходные емкости. Битум, нагретый до рабочей температуры, поступает в дозирующее устройство по закольцованному обогреваемому битумопроводу.

Технология оборудование САБЗ - серо-асфальтосмесительные установки. В их состав входят: агрегаты, питания, сушильный, обеспыливания, смесительный дозировочно-сортировочный; расходные емкости битума и минерального порошка; накопительные бункера; кабины с пультами управления. На САБЗ организуют склады топлива, органических вяжущих, минерального порошка, щебня. Песка, серы, лабораторий, ремонтные мастерские, бытовые помещение, конторы.

Технология производства серо - асфальтобетона схожа с технологией приготовления обыкновенного асвальтобетона. На приведенной схеме показана технология приготовления серо - асфальтобетона.

Согласно технологической схеме песок и щебень дозируется и подается в сушильный барабан, где высушивается и нагревается до рабочей температуры. Битум нагревается в нагревателе битума. Сера подается со склада в бункер, дозируется и подается в агрегат смешивания серы с битумом. Минеральный порошок также дозируется. Все компоненты перемешиваются в смесители. Затем готовая продукция направляется в бункер.

8. Расчет и подбор основного технического оборудования

Технология оборудование САБЗ - серо-асфальтосмесительные установки. В их состав входят: агрегаты питания, сушильный, обеспыливания, смесительный дозировочно-сортировочный; расходные емкости битума и минерального порошка; накопительные бункера; кабины с пультами управления.

Оборудование рассчитывается по следующей формуле:

.

Где: Пм - количество машин, подлежащих установке; Пт - требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу; Пп - часовая производительность машин выбранного типоразмера; Квн - коэффициент использования оборудования по времени (принимается Квн=0,8-0,9).

1. Смесительная установка Д-597-А, предназначена для приготовления серо- асфальтобетонной смеси.

Техническая характеристика Д 597 - А.

Производительность, т/ч 25.

Установленная мощность, кВт 63,0.

Вид лопастного смесителя период действия.

Частота вращения лопастных валов, об/мин. 20.

Наибольшая крупность заполнителя, мм 40.

Габаритные размеры, мм.

- длина 3500.

- ширина 3000.

- высота 2800.

Масса, кг. 5500.

Для песка:

Пм = 2136,84/2200*0,8 = 1,21.

Принимаем 1 дозатор для песка.

Для щебня:

Пм= 7716,36/2200*0,8=4,38.

Принимаем 4 дозатора для щебня.

Дозатор для битума марки АВДЖ - 2400.

Техническая характеристика АВДЖ -2400.

Производительность, кг/ч.

- максимальная 500.

- минимальная 50.

Габаритные размеры, мм.

Длина 1790.

Ширина 1140.

Высота 2950.

Масса, кг 570.

Определяем необходимое количество дозаторов для битума:

Пм = 471,47/500*0,8=1,17.

Принимаем 1 дозатор для битума.

Дозатор для серы марки АВДЦ - 1200.

Техническая характеристика АВДЦ - 1200.

Производительность, кг/ч.

- максимальная 300.

- минимальная 100.

Взвешиваемый материал.

Габаритные размеры: длина 1706.

- ширина 906

- высота 2100

Масса, кг 1000.

Определяем количество необходимое строительных установок.

Пм = Пт/Пп*Квн = 23030,37/25000*0,8=1,15.

Принимаем один смеситель для общего смешивания.

2. Сушильный барабан, предназначен для сушки щебня и песка.

Расход щебня и песка (часовой).

Пт = 7716,36 + 2136,84 = 9853,2 кг/ч

Техническая характеристика сушильного барабана.

Производительность, т/ч 12.

Объем, м3 2,74.

Диаметр, мм 1000.

Длина, мм 3500.

Установленная мощность, кВт 4,5.

Угол наклона, град. 4.

Частота вращения, об/мин 6,3.

Определим необходимое количество сушильных барабанов

Пм = 9853,2/12000*0,8=1,02

Принимаем 1 сушильный барабан.

3. Дозатор для щебня марки АВДЧ - 1200.

Техническая характеристика АВДЧ - 1200.

Производительность: максимальная, кг/ч 2200.

- минимальная 200.

Количество взвешиваемых фракций 2.

Взвешиваемый материал песок и щебень.

Габаритные размеры, мм.

- длина 3000.

- ширина 1300.

- высота 2200.

Масса, кг 1300.

Определяем необходимое количество дозаторов серы:

Пм = 202,065/300*0,8=0,84.

Принимаем 1 дозатор для серы

4. Для сортировки применяются барабанные вращающиеся грохоты.

Техническая характеристика барабанных грохотов С - 213 А.

Диаметры барабанов, м:

- внутреннего 0,6.

- внешнего 0,87.

Количество сортировочных секций внутреннего барабана 2.

Длина сортировочной секции, м:

- внутреннего барабана 1,5.

- внешнего барабана 1,42.

Диаметр отверстий барабана, мм:

- внутреннего 20-40.

- внешнего 6.

Наклон барабана 1:10.

Число оборотов барабана в секунду 0,33.

Производительность, т/ч 8,0.

Мощность электродвигателя, кВт 1,7.

Габаритные размеры, м:

- длина 5,64.

- ширина 1,135.

- высота 1,2.

Масса, кг 1102.

Определяем необходимое число грохотов.

Пм = 9853,2/8000*0,8=1,53 1 грохот.

Принимаем 1 барабанный грохот С - 213А.

5. Ленточный конвейер. Для транспортировки сырьевых материалов.

Техническая характеристика ленточного конвейера.

Ширина ленты 300-2600.

Наибольшая скорость, м/с 6.

Наибольшая производительность, м3/ч 8500.

Наибольшая длина одной секции, м 1500.

Мощность электродвигателя, кВт 1,51.

По технологической схеме принимаем 5 конвейеров.

6. Элеватор ковшовый предназначен для транспортирования кусковых и порошкообразных материалов в вертикальном положении.

Он состоит из башмака, в котором вращается барабан с двумя желобами для цепи, и в верхней головке, где находится ведущий барабан с приводом от электродвигателя.

9. Организация технологического контроля

Важным звеном в технологии производства серо-асфальтового бетона является технический контроль. При заводе имеется отделы технического контроля, которые обычно обслуживают и строительные объекты.

Контроль качества применяемых материалов. Качество поступающих на завод материалов - щебня, песка, минерального порошка, серы и битума регламентируется ГОСТами, отмечается в паспортах на эти материалы. Однако независимо от наличия паспортов и сертификатов необходимо систематически проверять качество поступающих на завод материалов.

Особо тщательный контроль должен осуществляться за качеством тех минеральных материалов, которые поступают на завод не в порядке централизованного снабжения, т. е. со специализированных предприятий, а получают непосредственным дроблением или помолом в цехах завода.

Качество готового щебня, поступающего на завод в централизованном порядке, проверяется испытанием средней пробы, отобранной от каждой новой партии. Главные показатели качества: гранулометрический состав, износ в полочном барабане и морозостойкость.

Качество песка проверяется испытанием средней пробы, отобранной от каждой новой партии. Главные показатели качества: гранулометрический состав, модуль крупности, содержание пылевато-глинистых фракций и минералогическая характеристика песка. Дополнительными характеристиками могут быть объемный и удельный веса, влажность и объем пустот. Эти же показатели качества проверяют один раз в 2-3 дня.

Качество минерального порошка проверяется испытанием средней пробы, отобранной от каждой новой партии. Главные показатели качества: гранулометрический состав на ситах с размером отверстий 1.25; 0.63; 0.315; 0.14; 0.071 мм; пористость в уплотненном состоянии под нагрузкой 300 кг/см2; коэффициент гидрофильности; влажность, минеральная характеристика. Дополнительными показателями качества могут быть объемный и удельный веса, скорость капиллярного насыщения водой.

Качество серы проверяется испытанием средней пробы, отобранной от каждой новой партии.

Независимо от поступления новых партий материалов проверка гранулометрического состава щебня, песка, минерального порошка и серы производится ежедневно, желательно в начале утренней смены, но не реже 1 раза в 2-3 дня.

Качество битума проверяется при поступлении каждой новой партии его. Его контролируют также при загружении битума в котел. Определяют следующие основные свойства вязкого битума: глубину проникания иглы пенетрометра; растяжимость с помощью дуктилометра.

Получаемые при испытаниях показатели качества материалов сравниваются с требованиями стандартов и исходными свойствами, принятыми при проектировании состава серо - асфальтового бетона.

Технический контроль качества сырья, технологического процесса и качества готовой продукции оформляют в табличной форме. Контроль осуществляется на всех этапах технологического процесса.

сероасфальтобетон сырьевой производственный технологический

Таблица 5. Технологический контроль качества сырья, технологического процесса и качества готовой продукции

№	Контролируемые параметры	Периодичность контроля	Наименование методики контроля или контролируемый прибор	Место отбора пробы или установки датчика
1	Влажность песка	Ежесменно	Согласно ГОСТ	Склад песка
2	Температура сушки песка	Ежесменно	Сушилка (термопара)	Сушильный барабан
3	Температура размягчения сушки нефтебитума 90С	Ежесменно	Методом КиШ	Трубчатый реактор
4	Вязкость жидкого битума	Ежесменно	Вискозиметр	Битумохранилище
5	Текучесть жидкого битума	Ежесменно	Пенетрометр	-//-
6	Температура вспышки	Ежесменно	Источник огня	-//-
7	Теплоустойчивость битума	Ежесменно	Индекс пенетрации	-//-
8	Тонкость помола минерального порошка	Ежесменно	Ситовой анализ	Склад минерального порошка
9	Влажность минерального порошка	Ежесменно	По ГОСТу	-//-
10	Влажность щебня	Ежесменно	По ГОСТу	Склад щебня
11	Влажность серы	Ежесменно	По ГОСТу	Склад серы
12	Температура минерального материала	Ежесменно	Термопара	Сушильный барабан
13	Контроль качества серо - асфальтобетонной массы	Ежесменно	По ГОСТу	Бункер готовой смеси
14	Температура готовой смеси	Ежесменно	По ГОСТу	Бункер готовой смеси

Размещено на Allbest.ru