Методические рекомендации по выполнению практических работ дисциплины «Строительные материалы и изделия»

Самарский колледж строительства и предпринимательства

(филиал)

федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего образования

«Национальный исследовательский

Московский государственный строительный университет»

 

 

 

 

 

Методические рекомендации

 по выполнению практических работ

дисциплины

 «Строительные материалы и изделия»

Для специальности 08.02.02

«Строительство и эксплуатация инженерных сооружений»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самара 2019г.

 

Асфальтобетонные заводы и их классификация

Приготовление горячих смесей

Установки

Асфальтобетонный завод (АБЗ)- комплекс технологического, энергетического и вспомогательного оборудования, предназначенного для выполнения операций по приготовлению асфальтобетонных смесей (горячих, холодных и литых). Кроме того, на АБЗ выпускают щебень, обработанный битумом (черный щебень), и перерабатывают старый асфальтобетон. Классификация асфальтосмесительных установок приведена на рис. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По принципу работы технологического оборудования АБЗ и установки подразделяют на цикличные и непрерывные. На АБЗ цикличного действия используют установки периодического действия и порционные дозаторы для дозирования компонентов смеси. На заводах непрерывного действия операции дозирования, перемешивания и выдачи готовой смеси совмещены по времени.

              По мощности асфальтосмесительных установок АБЗ разделяют на следующие типы:

                  -   малой –  до 40 т/ч;

                  -   средней – 50-100 т/ч;

                  -   большой производительности – 150-350 т/ч

                  -   сверхмощные – 400 т/ч и более.

 

              По компоновке технологического оборудования АБЗ и установки делят на:

                  -  башенные

                  -  партерные.

Наибольшее распространение получили установки с башенным расположением агрегатов.

 

             По степени инвентарности различают установки трех типов:

                -  стационарные,

                -  сборно-разборные

                -  мобильные.

                

 Важная задача при проектировании АБЗ - определить для него место на строящейся дороге. От правильного решения этой задачи зависит не только стоимость смеси, но и успех работы завода, сроки строительства дороги.

                              Месторасположение завода зависит от:

                   -  потребности смеси,

-  сроков строительства,

-  рельефа местности,

- расположения баз и источников снабжения материалами для                    приготовления смеси.

-  железнодорожных станций,

-  возможности получения электроэнергий и воды,

-  производственных или жилых объектов и т.д.

 

Решающим для размещения АБЗ является учет технологических особенностей асфальтобетонных горячих смесей – остывание в пути и соответственно время доставки от завода до объекта строительства.

 

Месторасположение АБЗ и его производительность должны обеспечить наиболее низкую стоимость асфальтобетонной смеси на месте ее укладки, непрерывность потока и запроектированный темп строительства.

 

 

     

Приготовление асфальтобетонных смесей (рис. 2 .) складывается из следующих технологических операций:

-  сушки и подогрева каменных материалов;

-  сортировка их фракциями,

-  дозирования минеральных и вяжущих материалов,

-  перемешивание компонентов смеси

-  выдачи готовой смеси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис . 2. Технологическая схема приготовления горячей асфальтобетонной смеси:

1 – бункера агрегата питания; 2 – питатели; 3 – ленточный конвейер; 4 – наклонный конвейер; 5 – сушильный барабан; 6 – пылеулавливающая установка (циклоны); 7 – дозатор битума; 8 – элеватор; 9 – грохот; 10 – бункера минеральных материалов; 11- бункер минерального порошка; 12 – массовый дозатор минеральных материалов; 13 – мешалка; 14 – скип; 15 – скиповый путь; 16 – накопительный бункер асфальтобетонной смеси; 17 – автосамосвал.

 

Для улучшения качества в асфальтобетонные смеси вводят поверхностно- активные вещества и активаторы. В качестве ПАВ используют катионоактивные и анионоактивные вещества. К катионоактивным веществам относятся соли высших первичных, вторичных и третичных алифатических аминов, четерыхзамещенные аммониевые основания; к анионоактивным – высшие карболовые кислоты, соли (мыла) тяжелых и щелочноземельных металлов высших карбоновых кислот.

 

Применение ПАВ позволяет уменьшить температуру нагрева минеральных материалов и смесей: увеличить степень обволакивания битумом поверхности минеральных частиц: сократить время перемешивания: улучшить удобоукладываемость и уплотняемость смесей. ПАВ на АБЗ вводят в битум или прямо в смеситель при перемешивании асфальтобетонной смеси. Наибольший эффект получателя при введении ПАВ в битумоплавильную установку.

 

 

Свойства и качества вводимых в асфальтобетонную смесь ПАВ должны отвечать требованиям             ГОСТ и другим соответствующим техническим условиям на ПАВ и активаторы.

Асфальтобетонную смесь на АБЗ приготовляют в установках цикличного и      непрерывного действия с гравитационным или принудительным смешением материалов.

При возможности выбора

- в первую очередь применяют асфальтосмесительные установки цикличного действия.

- затем - непрерывного с принудительным перемещением

- в последнюю очередь   -   асфальтосмесительные установки непрерывного действия с гравитационным перемешиванием.

При приготовлении асфальтобетонной смеси в мешалке периодического действия обеспечиваются лучшие условия возможности регулирования времени перемешивания и получения смеси требуемого качества.

Сушка и нагрев каменных материалов должны обеспечить не только заданную температуру, но и полное удаления влаги. При применении ПАВ для приготовления горячих смесей допускается влажность минеральных материалов не более 1% холодных -не более 3%.

Тепловой расчет барабана предусматривает также определение температуры горячих газов по длине барабана, часового расхода топлива, теплового КПД, объема дымовых газов и  определение основных параметров барабана. Тепловой баланс сушильного барабана учитывается полезные затраты теплоты в трех зонах барабана, потери теплоты топкой, стенками барабана, с дымовыми газами, от неполноты сгорания топлива, а также другие неучтенные потери. В табл. 5.1 приведены технические характеристики сушильных барабанов.

Автоматизация сушильного агрегата заключается в контроле и поддержании заданной температуры материала на выходе, а также в контроле за наличием пламени в форсунке. В качестве датчиков температуры применяют термопары, устанавливаемые в разгрузочном (осыпном) лотке сушильного барабана, или бесконтактные тепловые индикаторы – термисторы. Регулируют температуру с помощью электронного прибора, который при отклонении температуры материала от заданной воздействует на реверсивный магнитный пускатель вспомогательного двигателя, управляющего подачей топлива в форсунку.

Система автоматического контроля за наличием пламени в форсунке основана на применении фотоэлектрических датчиков. При угасании пламени сигнал от фотоэлемента усиливается и подается на вспомогательный двигатель воздействующий на кран подачи топлива к форсунке.

 

 

 

 

В современных асфальтосмесительных установках для дистанционного розжига тонок применяют электрогазовый запал, работающий от электрического разрядника.

Для нагрева и обезвоживания битума применяют битумоплавительное оборудование непрерывного и периодического действия. В установках непрерывного действия с газовым или электрическим подогревом обезвоживание проходит в тонком слое. Установки периодического действия из нескольких битумоплавительных котлов. В  них вязкий битум говорят по двухступенчатому циклу в одних котлах битум нагревают до 110°-120° С и при необходимости выпаривают воду, потом перекачивают в другие расходные котлы и нагревают до рабочей температуры.

При необходимости введения ПАВ или разжижителя битум готовят по трехступенчатому циклу: после разогрева и выпаривания воды битум перекачивают в свободные котлы, где объединяют с ПАВ или разжижителями, а затем перекачивают в расходные котлы и нагревают до рабочей температуры.

 

 

Компоненты асфальтобетонной смеси дозируется по массе; исключение  допускается для битума и добавок  ПАВ, дозирование которых ведется по объему. Для предварительного дозирование минеральных материалов (до поступления в сушильный барабан) используют агрегаты питания. Точность дозирования компонентов асфальтобетонной смеси и исправность работы дозаторов ежесменно контролирует представитель заводской лаборатории. Органами ведомственного контроля проверка работы и дозировочных устройств осуществляется каждые 3 месяца.

Особое внимание уделяется режимам перемешивания асфальтобетонной смеси в смесителях цикличного и непрерывного действия.

Режим перемешивания минеральных материалов с битумом играет основную роль в процессе приготовления смеси. Тщательно перемешенная смесь характеризуется равномерным распределением всех ее компонентов и полным обволакиванием поверхности частиц битумом. Продолжительность перемешивания зависит от типа смесительной установки и вида приготовляемой смеси. Она колеблется от 20 до 180 с. В табл. 5.2 приведены рекомендации по продолжительности перемешивания смесей в мешалках принудительного действия.

С увеличением времени перемешивания в 2 раза, по данным СоюзДорНИИ, показатели механической прочности асфальтобетона возрастают на 25-30%. Такой путь повышения качества смеси на лучший, так как обеспечение высокой производительности требует значительного увеличения мешалки. Более рациональным направлении является увеличение в 1.5 раза окружных скоростей лопаток.

 

 

 

 

 

 

 

Повысить качество смеси и производительность технологического процесса перемешивания можно интенсификацией процесса перемешивания, применением ПАВ, активаторов, совершенствованием способа введения вяжущих, а также активацией минеральных материалов. Интенсификация процесса перемешивания обеспечивает сокращение расхода вяжущих материалов и минерального порошка на 10-15%. Способ введения битума также оказывает существенное влияние на перемешивание и качество смеси.

 

Большой эффект достигается при увеличении давления при впрыскивании битума. Перемешивание материалов происходит в битумом тумане. Минеральные материалы равномерно и быстро обволакиваются при сокращении общего цикла времени их перемешивания.

 

В целях совершенствования технологии приготовления асфальтобетонной смеси целесообразно широко применять активаторы – цемент, известь, сланцевую смолу и др. введение этих материалов способствует созданию активной свежеобразованной поверхности, имеющей в начальный период большую энергию, что обусловливает высокую адгезию с вяжущими материалами.

 

Качество щебня оценивают по форме щебенок, зерновому составу, по содержанию пылевидных и глинистых частиц. Для контроля отбирают пробы из каждой  фракции не реже одного раза в 5 дней и при поступлении новых партий щебня. По пробам определяют физико-механические свойства щебня или гравии: предел прочности на сжатие в водонасыщенном состоянии, потери при истирании в полочном барабане, степень морозостойкости.

 

При контроле качества песка определяют зерновой состав, модуль крупности, который должен быть не менее 2-2,5; содержание пыли и глины (количество глинистых и пылеватых частиц не должно превышать 3%). Для контроля отбирают пробы не реже одного раза в 3 дня и при поступлении новых партий песка.

 

Качество минерального порошка в каждой новой партии оценивают по показателям свойств, нормированных ГОСТом.

 

При текущем контроле (один раз в 3-5 дней) определяют зерновой состав, влажность минерального порошка, гидрофобность и однородность активированного порошка.

 

При текущем контроле качества битума определяют глубину проникания иглы при 25 °С вязкого битума или вязкость жидкого битума (стандартным вискозиметром). Для этого отбирают пробы из каждого рабочего котла, а из битумоплавильных установок непрерывного действия – один раз в смену.

 

При приготовлении разжиженного битума на АБЗ проверяют правильность дозирования и последовательность загрузки в котел исходных материалов в соответствии с подобранным в лаборатории состав.

 

Контроль дозирования минеральных материалов и битума включает:

  -  проверку работу дозирующих приспособлений (не реже одного

     раза в месяц) и точности взвешивания минеральных материалов,

     битума, ПАВ и активаторов (два раза в  месяц);

  - определение содержание битума в асфальтобетонной смеси

     методом ускоренного экстрагирования (один раз в 3 – 4 смены, а

     также при изменении внешнего вида смеси);

  - проверку зернового состава минеральной части

     асфальтобетонной смеси после экстрагирования битума.

 

Контроль температурного режима приготовления битума и асфальтобетонных смесей производится систематически через каждые 2 – 3 ч. Температуру битума следует контролировать с помощью термопар, а  при отсутствии их – термометром в пробе битума, отобранной черпаком вместимостью 2 – 4 л. В битумоплавильных установках непрерывного действия температуру битума проверяют по термометру, установленному в отсеке готового битума. Температуру асфальтобетонных смесей контролируют с помощью термометра непосредственно после выпуска смеси из смесителя в кузове каждого автомобиля-самосвала.

В процессе приготовления асфальтобетонной смеси 2 – 3 раза в смену контролируют соблюдение установленного времени перемешивания минерального материала с битумом (если смесители не имеют управления).

 

Качество готовой асфальтобетонной смеси проверяют путём отбора одной – двух проб в смену для каждого вида смеси, из которых формируют образцы.

Для каждого образца определяют:

            - плотность,

            - водонасыщение,

            - набухание,

            - предел прочности при сжатии сухого образца.

 

Если показатели физико-механических свойств асфальтобетонной смеси систематически отличаются от показателей, полученных при подборе, проверяют свойств всех материалов, состав смеси и технологический процесс ее приготовления. Кроме того, однородность, цвет, равномерность, распределение битума, удобоукладываемость при выгрузке, укладке и уплотнении асфальтобетонных смесей оценивают визуально по внешним признакам.

 

 

 

 

                             Схема установки насоса – смесителя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

 

 

                 Схема установки насоса – смесителя в горизонтальной емкости:

а – с лотком; б – с наклонным и эксцентричным расположением;

1 – емкость; 2 – теплоизоляция; 3 – люк-лаз; 4 – электродвигатель; 5 – насос-смеситель; 6 – обойма с заборным конусом; 7 – воронка для загрузки полимера; 8 – лоток; 9 – патрубок подачи битума и жидких добавок; 10 – патрубки слива битума; 11 – электронагреватели с удельной тепловой мощностью не более 1 Вт/см2; 12 – направление струй битума при работе насоса-смесителя (площадка обслуживания, читатель полимера и мерный бачок для пластификатора не показаны)

Технологическая схема получения ПБВ (полимерно- битумные вяжущие) 1 – емкость для битума; 2 – битумная насосная станция; 3 – бункер для полимера; 4 – дозатор полимера; 5 – установка для подготовки СОАМ; 6 – емкость для пластификатора (И-40 или СОАМ); 7 – емкости для приготовления раствора пластификатора с полимером; 8 – смеситель; 9 – насосная станция для перекачки ПБВ; 10 – емкости для хранения ПБВ; 11 – автобитумовоз; 12 – переносная тара; 13 – расходная емкость для ПБВ асфальтосмесительной установки; 14 – дозаторы.

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема получения ПБВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.    Асфальтобетонные заводы и технологическое

          оборудование для их оснащения.

        

  

1.1   Асфальтобетонные заводы (АБЗ) являются основными производственными предприятиями дорожного хозяйства и предназначены для приготовления различных асфальтобетонных смесей для  строительства, реконструкции и ремонта слоев по приготовлению смесей и перечня необходимого для приготовления их оборудования.

 

 

       Однако перечень выполняемых на АБЗ технологических операций, а следовательно и номенклатура технологического оборудования АБЗ, значительно шире просто комплекса операций по приготовлению смесей и перечня необходимого для приготовления их оборудования.

 

      Перечень технологических и обеспечивающих операций включает:

 

 

·         Технологические операции (комплекс операций) по приготовлению смесей, включая предварительное дозирование минеральных материалов, нагрев и сушку минеральных материалов, сортировку (грохочение) и кратковременное хранение нагретых каменных материалов. точное дозирование минеральных материалов, битума или другого специального вяжущего, минерального порошка и добавок, смешение составляющих в мешалке и выгрузка из мешалки готовой (товарной) асфальтобетонной смеси;

·         Технологические операции по приему, хранению и подаче в бункеры по фракциям каменных материалов, а при необходимости получение на АБЗ необходимых по крупности фракций щебня и песка путем дробления и сортировки более крупных фракций щебня;

·         Технологические операции по приему, хранению, нагреву и подаче в дозаторы битума;

·         Технологические операции по приему, хранению и подаче в дозатор минерального порошка (заполнителя);

·         Технологические операции по приему, хранению, нагреву и подаче в дозатор поверхностно-активных веществ (ПАВ);

·         Технологические операции по складированию, кратковременному хранению и отгрузке готовой асфальтобетонной смеси.

 

Для выполнения всего комплекса технологических операций в состав АБЗ входит следующие технологическое оборудование:

·         Асфальтосмесительные установки;

·         Приемные устройства для каменных материалов, площадки для их хранения и машины для их подачи в бункеры асфатосмесительных установок;

·         Приемные устройства для битума, хранилища (емкости) для битума, битумонагревательное оборудование, битумные насосы;

·         Приемные устройства и площадки для бочек с ПАВ или емкости для ПАВ, нагреватели для ПАВ и насосы для их подачи к смесителю;

·         Приемные устройства и емкости для хранения минерального порошка и насосы (пневмосистемы) для подачи его к смесителю;

·         Загрузочные устройство (скип или элеватор) готовой смеси, бункеры-накопители готовой смеси;

·         Дробильно-сортировочное оборудование для получения требуемых фракций щебня и песка.

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема асфальтосмесительной установки непрерывного действия

 

 

1.        Бункеры-дозатор                                                  10. Кабина управления

2.        Сборный конвейер                                               11.Силос минпорошка

3.        Конвейер с контролем влажности                       12.Бункер старого асфальтобетона

4.        Сушительно-смесительный барабан                    13.Конвейер с контролем влажности

5.        Дозатор и подача старого асфальтобетона          14.Пылеуловитель и силос пыли

6.        Смесительная зона                                               15.Битумный бак-цистерна

7.        Бункер ожидания скипа                                       16.Нагреватель масла

8.        Пылесос-вентилятор                                            17. Нагреватель масла

9.        Накопительный бункер                                        18. Конвейер сушильного барабана

 

 

Помимо основного технологического оборудования в состав АБЗ могут входить:

·         Оборудование для приготовления и хранения битумных эмульсий;

·         Хранилища топлива (газа, дизтоплива или мазута);

·         Постройки административно-бытового назначения;

·         Объекты электроэнергетического обеспечения;

·         Котельные;

·         Компрессорные станции;

·         Водопроводное хозяйство;

·         Сети электро-, тепло- и водоснабжения;

·         Лаборатория;

·         Ремонтная мастерская

·         Материально-технический склад.

 

 

АБЗ различают:

·         По типу размещения: на

·         и притрассовые (приобъектные):

·         По длительности работы на одном месте: на стационарные, инвентарные (перебазируемые) и передвижные (часто перебазируемые):

·         По количество и суммарной производительности асфальтосмесительных установок.

 

Прирельсовые АБЗ сооружают непосредственно у железнодорожной ветки, по которой поступают все или большинство исходных материалов: щебень, песок, битум, минеральный порошок, ПАВ и топливо.

 

Притрассовые АБЗ сооружают непосредственно вблизи от строящейся автомобильной дороги с целью сокращения дальности и времени транспортирования готовой асфальтобетонной смеси. Все исходные материалы и топливо доставляют автомобильным транспортом с прирельсовых базисных складов или непосредственно с

Предприятий производящих: с карьеров каменных материалов из песка, заводов по производству битума и минерального порошка.

     

Стационарные АБЗ сооружают, как правило, неразборными и рассчитывают на эксплуатацию на одном месте до 10 и более лет.

 

Инвентарные АБЗ сооружают разборными и рассчитывают на эксплуатацию на одном месте в течении 2-4 лет

 

Передвижные АБЗ сооружают разборными и рассчитывают на эксплуатацию на одном месте до 1 года.

 

Количество смесительных установок на АБЗ колеблется в пределах от 1до 6. На стационарных АБЗ, как правило от 2 до 6,а на инвентарных и передвижных от 1 до 2.

 

С учетом вышесказанного ниже рассматриваются основные технологические комплексы оборудования для приготовления, хранения и отгрузки асфальтобетонной смеси.

 

По принципу действия асфальтобетонные установки подразделяются циклические (периодического действия) и непрерывные (непрерывного действия).

 

 

 

 

 

 

Классические схемы асфальтосме

сительных установок циклического

действия

1.       Бункеры-преддозаторы

2.       Сборный конвейер

3.       Конвейер сушильного   барабана

4.       Сушильный барабан

5.       «Горячий» элеватор

6.       Смесительная башня

7.       Накопительный бункер

8.       Элеватор минпорошка

9.       Силос минпорошка

10.    Пылеуловитель и силос пыли

11.    Пылесос-вентилятор

12.    Битумный бак-цистерна

13.    Нагреватель масла

14.    Кабина управления

С загрузкой автомобилей-самосвалов

 из отдельного бункера-накопителя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С загрузкой автомобилей из смесителя

 и отдельного бункера-накопителя

 

Технология циклического приготовления асфальтобетонный смесей (классическая технология) включает:

·         Хранение небольшого запаса минералов (песка и щебня)в бункерах-преддозаторах и предварительное дозирование влажных щебня и песка. Нагрев и сушку минеральных материалов в сушильном барабане;

·         Сортировку нагретых минеральных материалов по фракциям и складирование в «горячих» бункерах;

·         Дозирование нагретых минеральных материалов по фракциям на весовой площадке и подача в смеситель;

·         «сухое»(без вяжущего) перемешивание минеральных материалов в смесителе;

·         Нагрев вяжущего (битума или ПБВ) в рабочей емкости;

·         Дозирование вяжущего и подача в смеситель;

·         «мокрое» (с вяжущим) перемешивание компонентов в смесителе;

·         Выгрузка готовой смеси в кузов транспортного средства или через подъемное устройство («горяЧий» элеватор или скиповый подъемник) в бункер-накопитель готовой смеси;

·         Выгрузка готовой смеси из бункера-накопителя в транспортное средство.

 

С учетом того, что асфальтобетонная смесь является комплексным многокомпонентным материалом меняющим свойства при изменении состава, все технологические операции (переделы) оказывают значительное влияние на конечные свойства асфальтобетона в покрытии.

 

 

 

1.2. Асфальтобетонный завод непрерывного действия

Особо важными параметрами технологических операций, оказывающих влияние на свойства конечного продукта – асфальтобетонной смеси, являются:

·         Точность предварительного дозирования минеральных материалов, т.к. уменьшение и увеличение дозировки даже одного компонента приводит в итоге к недостатку и переизбытку этого компонента в «горячих» бункерах; обеспечение этого параметра решается путём: повышения точности дозирования, а так же введением в систему автоматического управления (АСУ) блока контроля уровня минеральных материалов в «горячих» бункерах.

·         Температура минеральных материалов на выходе из сушильного барабана, т.к. низкая и высокая температура минеральных материалов приводит к снижению качества смеси: при низкой температуре часть влаги остается на зёрнах минерального материала и ухудшает сцепление битума с поверхностью зёрен, а при высокой температуре зёрен минерального материала происходит окисление

битума на поверхности этих зёрен, что меняет его свойства; обеспечение этого параметра решается введением в систему автоматического управления (АСУ) блока контроля температуры минеральных материалов и блоков регулирования мощности горелки сушильного барабана и суммарной производительности преддозаторов.

·         Температура и режим нагрева органического вяжущего – битума, т.к. высокая температура битума может привести к изменению его свойств, а низкая температура битума ухудшает процесс обволакивания зёрен минерального материала, а резкий режим нагрева битума (высокая температура теплоносителя) также приводит к изменению его свойств; обеспечение этих параметров решается введением АСУ блоков контроля температуры теплоносителя, а также блока регулирования мощности горелки нагревателя теплоносителя (электронагревателя) битума.

·         Точность дозирования минеральных материалов, минпорошка и битума, т.к. отклонение от заданного состава смеси является главной причиной получения некачественной смеси; обеспечение этих параметров решается путём использования весовых дозаторов минеральных материалов, минпорошка и битума на тензодатчиках.

 

·         Точность соблюдения времени «сухого» и «мокрого» перемешивания компонентов асфальтобетонной смеси в смесителе; обеспечение этого параметра  решается введением в АСУ блока задатчика времени перемешивания

 

·         Размеры сечения накопительных бункеров в плане, увеличение которых вызывает сегрегацию смеси по крупности зёрен щебня, резко снижающую однородность и качество смеси; обеспечение этого параметра обеспечивается применением узких накопительных бункеров широких конус смеси, являющихся главной причиной сегрегации.

 

·         Максимальное время хранения асфальтобетонной смеси в накопительных бункерах, т.к. длительное хранение смеси в бункерах приводит к изменению свойств битума, а при снижении температуры смеси препятствует её выгрузке; обеспечение этого параметра обеспечивается загрузкой в накопительные бункеры только требуемого на данную смену работы количества асфальтобетонной смеси.

 

·         Температура нагрева минерального порошка, т.к введение в смеситель минпорошка без нагрева снижает температуру смеси или требует нагрева минеральных материалов до более высокой температуры; применение нагрева минпорошка особо важно для щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей (ЩМАС), в которых содержание минпорошка достигает 13-15%, и обеспечивается применением специальных агрегатов нагрева (теплообменников), в которых отсутствует контакт минпорошка с горячими газами, т.е. нагрев производится через металлический экран (стенку).

 

 

Технология непрерывного приготовления асфальтобетонной смеси включает:

·         Хранение небольшого запаса минеральных материалов в бункерах-дозаторах и дозирование щебня и песка с учетом их влажности;

·         Дозирование минерального порошка;

·         Подача минеральных материалов и минерального порошка в сушильный барабан, их перемешивание, нагрев и сушка;

·         Нагрев вяжущего в рабочей емкости;

·         Дозирование и подача вяжущего в зону»мокрого» перемешивание;

·         «мокрое»перемешивание компонентов в сушильном барабане-смесителе;

·         Выгрузка готовой смеси через подъемное устройство в бункер-накопитель готовой смеси;

·         Выгрузка готовой смеси из бункера-накопителя в транспортное средство.

В технологии непрерывного действия, где отсутствует сортировка горячих минеральный материалов, дозирование горячих минеральный материалов и нагрев минерального порошка, особо важными параметрами технологических операций являются:

·         Точность дозирования холодных минеральных материалов, определяющая состав асфальтобетонной смеси: обеспечение этого параметра решается путем: повышения точности работы дозаторов непрерывного действия за счёт использования тензометрических систем и введение в АСУ

блока контроля влажности минеральных материалов (особенно песка) и блоков регулирования работы дозаторов с учётом влажности материалов.

·         Точность дозирования битума и минерального порошка, также определяющих состав  асфальтобетонной смеси; обеспечение этих параметров решается путем использования высокоточных дозаторов и введением в АСУ регулируемой постоянной связи работы этих дозаторов с дозаторами минеральных материалов.

·         Точность соблюдения времени «сухого» и «мокрого» перемешивания компонентов асфальтобетонной смеси; обеспечивается путём регулировки места введения в смеситель минпорошка и битума.

Влияние и способы обеспечения параметров бункеров-накопителей смеси те же, что и при циклической технологии приготовления смеси.

 

Очень важным параметром обеих технологий является обеспечение постоянства фракционного состава и чистоты минеральных материалов в штабелях АБЗ. Это обеспечивается размещением штабелей минеральных материалов на площадках с асфальтобетонным и бетонным покрытием, а также устройством между штабелями сплошных барьеров, препятствующих смешиванию фракций.

 

Особо важными технологическими параметрами приготовления асфальтобетонной смеси являются:

·         Точность дозирования всех составляющих – отклонение по весу не более 0,5%;

·         Режим сушки и температура нагрева щебня и песка – отклонения по температуре не более 5°С;

·         Режим и температура нагрева вяжущего – отклонения по температура не более 5°С;

·         Время «сухого» и «мокрого» перемешивания отклонение по времени не более 5 сек.;

·         Характер подачи готовой смеси в накопительный бункер и выгрузки (истечения) из  бункера – с недопущением сегрегации минеральных материалов по крупности;

·         Время хранения готовой смеси в накопительном бункере и равномерность    теплоизоляции – с недопущением температурной смеси.

 

Основными причинами и мотивами, определяющими тенденции развития асфальтосмесительных установок, являются:

·         Желание снизить затраты на производство смесей;

·         Требование заказчика на получение смесей высокого качества, т.е. не ниже требований действующих стандартов;

·         Стремление к снижению энергоемкости производства смесей и металлоемкости установок;

·         Стремление приблизить производство смесей к месту укладки, т.е. необходимость их перемещения и сокращения сроков монтажа и демонтажа;

·         Стремление избежать влияние человеческого фактора на процесс производства смесей, т.е. повышение степени автоматизации работы установок;

·         Стремление к повышения надёжности (безотказности) и долговечности установок;

·         Стремление к обеспечению защиты экологии, т.е. снижения пылевых и вредных газовых выбросов в атмосферу.

Основные тенденции развития асфальтосмесительных установок в последние 20 лет – следующие:

 

·         Расширение типоразмерного ряда асфальтосмесительных установок, выпускаемых ведущими производителями Европы  и США, сопровождающееся заметным повышением производительности больших установок, продолжением выпуска установок малой производительности и увеличением количества типоразмеров.

·         Расширение уровня автоматизации технологических процессов приготовления смеси на основе увеличения мест оперативного контроля параметров промежуточных процессов и использование компьютеров для хранения информации, ускорения изменения рецептов смесей и настройки систем обеспечения качества (температуры, дозировок и др.)

Быстрое распространение достижений отдельных фирм в обеспечении:

 

·         Точности дозирования составляющих на базе тензометрического взвешивания компонентов;

·         Использования универсальных горелок в сушильных барабанов, работающих на газе, дизтопливе, мазуте и пылевидном угле;

·         Использование тканевых рукавных фильтров, обеспечивающих высокую степень очистки отходящих газов и возврат пыли в смесь для замены части (до 50%) минерального порошка;

·        Использования теплоизоляции сушильных барабанов.

 

 

2.     Обоснование размещения АБЗ.

Завод будет размещен вблизи железнодорожных путей, так как всё дорожно-строительные материалы будет доставляться по ним.

 

                                  2.1.  Сравнение времени остывания асфальтобетонной

смеси со временем её доставки к месту укладки.

 

Необходимо сравнить время остывания смеси t₁,ч,со временем ее доставки к месту укладки t_2, ч, (t₁ ≥ t₂).

t_1=*1n                (1).

 

 

t_{2=1n 0,9 ч.}

Где                  G-количество смеси в кузове самосвала, для самосвала ЗИЛ-ММЗ-555, G=4500кг;

G_см-теплоемкость горячей смеси, С_см=1,1 кДж/(кг·°С);

F-площадь стенок кузова самосвала, для самосвала ЗИЛ-ММЗ-555 F=11м^2;

h-коэффициент теплопередачи, h=168 кДж/(м²·ч · ͦС;

T_АБЗ- температура смеси при отправке с АБЗ,°С;

T_см-температура смеси при ее укладке,°С;

T_В-температура воздуха,°С.

 

t₂=           (2).

t₂=

где L-дальность транспортировки, км;

       v-скорость движения самосвала, v=40…60км/ч.

 

2.2 Источники обеспечения АБЗ водой и электроэнергией.

Нормативные требования.

Обеспечение АБЗ водой происходит путем водозабора из водопроводной сети. Электроэнергия поступает из городской сети. АБЗ размещают с подветренной стороны к населённому пункту, на расстоянии не ближе 500 м от него. Площадка АБЗ должна быть достаточно ровной, с уклоном 25-30%, обеспечивающим отвод поверхностных вод. Коэффициент использования площади должен быть не менее 0,6, а коэффициент застройки - не менее 0,4. Уровень грунтовых вод-не выше 4 м.

При размещении зданий и сооружений на территории завода следует учитывать следующее:

Здания и сооружения с повышенной пожарной безопасностью следует размещать с подветренной стороны      по отношению к другим зданиям;

Здания и сооружения вспомогательного производства должны располагаться в зоне цехов основного производства;

Складские сооружения нужно располагать с учетом максимального использования железнодорожных и других подъездных путей для погрузочный, разгрузочных операция и обеспечения подачи материала к основным цехам кратчайшим путем;

Энергетические объекты нужно располагать по отношению к основным потребителям с наименьшей протяженностью трубопровода и ЛЭП;

При устройстве тупиковых дорог необходимо в конце тупика предусматривать петлевые объезды или площадки размером не менее 12x12 м для разворота автомобилей.

 

3.      Режим работы завода и его производительность.

                               3.1. Часовая производительность АБЗ, Qч, т/ч.

Q_ч=           (3).

где                         П - необходимое количество асфальтобетонной смеси, т;

       Ф - плановый фонд времени.

                                        Ф=          (4).

 

                                    Ф=8·1·22,3·4·0,9·0,9=578,016ч≈578 ч

где                         8 ч-продолжительность смены;

       n - количество смен;

       22,3 - число рабочих дней в месяце;

       m - количество месяцев укладки смеси;

       0,9-коэффицент использования оборудования в течении смены

       0,9 – коэффициент использования оборудования в течении m месяцев.

П =k · F_i ·h_i · p_i             (5).

П = 1,3·70000 ·0,1 · 2,2 = 20020 т

где                  k- коэффициент, учитывающий неравномерный расход смеси, k=1,1…1,5;

F-площадь укладки асфальтобетонной смеси, м², F=10000·7=70000 м²;

h-толщина укладки асфальтобетонной смеси, м;

p-плотность смеси, p=2,0…2,4 т/м³

 

Q_ч=

 

Полученное значение округляем до целого числа и принимаем смеситель типа ДС-617.

 

 

3.2.Расчет расхода материалов.

      Требование к материалам.

Для приготовление горячей смеси применяются вязкие нефтяные битумы марок БНД 60/90, БНД 90/130.Щебень следует применять из естественного камня. Не допускается применение щебня из глинистых, известковых, глинисто – песчаных и глинистых сланцев. Пески применяются природные или дробленные. Минеральный порошок применяется активированный и не активированный. Допускается использовать в качестве минерального порошка измельчённые металлургические шлаки и пылевые отходы промышленности. Активированный минеральный порошок получают в результате помолки каменных материалов в присутствии активизирующих добавок, в качестве которых используются смеси состоящие из битума и ПАВ в принятом соотношении 1:1.

 

 

Q_ч=34,6 ; Q_ч==15,7

 

Суточная потребность материалов:

      где       8 ч – продолжительность смены;

                    n – число смен;

П _с ^ki=         (6).

                Q_ч – часовая производительность завода, т/ч (м³/ч)

                  N_ki – потребность в K₁ компоненте на 100т асфальтобетонной смеси.

 

 

П_Щ =

                                                                                П_МП=

                                                                                П_Б=

Учитывая естественную убыль (2% для щебня, песка, битума и 0,5% для минерального порошка)     получаем:

П_Щ=П_Щ+0,02 · П_Щ =70,8+0,02 · 70,8=72,2m³

        П_МП=П_МП+0,005 · П_МП=24,6+0,005 · 24,6=24,7 т

                                                                П_Б=П_Б+0,02 · П_Б=17,7+0,02 · 17,7=18,1 т

Материал	Единица измерения	Суточная потребность	Норма запаса, дней	Запас единовременного хранения
Щебень	м3	72,2	15	1083
Минеральный порошок	Т	24,7	15	387
Битум	т	18,1	25	452,5

 

 

4.      Определение длины железнодорожного пути для

прирельсовых АБЗ.

 

         4.1.Количество транспортных единиц N, прибывающих в сутки.

 

            (7).           

 

 

где     Q₁ - суточная потребность, т (m=V · p):

            k – коэффициент неравномерности подачи груза. k= 1,2;

            q – грузоподъемность вагона. т:

            p – плотность щебня, p_щ – 1,58 т м³

 

            N_UI 2,7 ≈3

  N_МП = =0,6 ≈ 1

N_Б = = 0,4 ≈ 1

 

 

                                        4.2. Длина фронта разгрузки L,м.

                                                       L=                 (8).

где           l – длина вагона, l=1,5 м;

                 n –число подач в сутки, n=1…3.

                                                       L=  = 37,5 м.

                   5.       Склады минеральных материалов.

             5.1.Расчет щебеночных штабелей.

 

 

Обычно для АБЗ проектируются склады щебня и песка открытого штабельного типа небольшой емкости с погрузочно-разгрузочными механизмами (конвейеры, фронтальные погрузки). При проектировании необходимо предусмотреть  бетонное основание или основание из уплотненного грунта, водоотвод от штабелей, распределительные стенки между штабелями, подачу материалов в штаеля и в агрегат питания ленточными транспортерами.

                                                 V= +  =› L =         (9).

 H= 4 м.

  R= 20 м.

                         L_{Щ = =24,4} м.

 

              

                5.2. выбор и расчет ленточных конвейеров.

 

 

На АБЗ для непрерывной подачи минерального материала используют ленточные и винтовые конвейеры. Ленточными конвейерами можно перемещать песок и щебень в горизонтальном направлении и под углом не превышающим 22°. Выполняют ленточные конвейеры из нескольких слоев прорезиненной хлопчатобумажной ткани. Ширина ленты В, м, определяется по часовой производительности:

 

                                                             В =               (10).

 

где     Q- часовая производительность, т/ч;

            v- скорость движения ленты м/с;

            р- плотность материала, т/м³.

 

                                                   В_Щ=  = 0,192 м.

 

5.3. выбор типа бульдозера.

 

Таблица 2. Марка бульдозера и его характеристики.

Тип м марка машины	Мощность двигателя, кВт	Отвал
		Тип	Размеры, мм	Высота подъема, мм	Заглубление, мм
ДЗ-24А (Д-521А)	132	Неповоротный	3640х1480	1200	1000

 

Производительность П_э, т/ч выбранного бульдозера:

                                                         П_Э=                (11).

 

      где         v – объем призмы волочения, V= 0,5ВН²= 0,5²=3,987 м³, здесь В- ширина отвала. м: Н- высота отвала, м;

                     k_p - коэффициент разрыхления, k_p= 1,05…1,35.

                     k_ПР - поправочный коэффициент к объему призмы волочения, зависящий от соотношения  ширины В и высоты Н отвала Н/В = 0,41,а также физико-механических свойств разрабатываемого грунта, k_ПР=0,77;

                     k_В - коэффициент  машин по времени, k_B=0,8;

                     Т_Ц- продолжительность цикла, с;

 

Т_Ц=t_H+t_PX+t_XX+t_ВСП,

      здесь     t_H - время набора материала,

 

                                                                                  t_H= =  =3,84 с

      где           L_Н - длина пути набора, L_H=6…10 м;

                       v₁ - скорость на первой передаче, v₁=5…10 км/ч;

 

      t_PX – время перемещения грунта, с,

 

                                                                    t_PX= =  =7,2 с

 

      где          L – дальность транспортировки, м, L = 20 м:

                  v₂- скорость на второй передаче, v₂=6…12 км/ч;

 

      t_XX – время холостого хода, с,

 

                                                                                 t_XX=  =  = 9,16 с

 

        где         v₃ – скорость на третей передаче, v₃ = 7…15 км/ч;

        t_ВСП = 20 с;  Т_Ц = 3,84 + 7,2 + 9,16 + 20 = 40,2 с;

 

 

                                П_Э =  = 169,18

 

                            6.        Битумохранилище

 

              6.1.   Расчет размеров битумохранилища.

 

Для приема и хранения вяжущих устраивают умные постоянные и временные битумохранилища только закрытого типа. Битумохранилища устраивают на прирельсовых АБЗ с битумоплавильными установками. Современные закрытые битумохранилища ямного типа должно быть защищены от доступа влаги как наружной, так и подземной путем устройства специальных зданий, дренажей или навесов. Глубина ямного хранилища допускается  в пределах 1,5-4 м в зависимости от уровня грунтовых вод. Для достижения рабочей температуры применяют электронагреватели. Наиболее перспективный способ нагрева битума – разогрев в подвижных слоях с использованием закрытых нагревателей. Для забора битума из хранилища устраивают приемки с боку или в центре хранилища. Таким образом, битумохранилище состоит из собственно хранилища, приямка и оборудования для подогрева и передачи битума.

Значение запаса единственного хранения битума округляем до 500, тогда средняя площадь F, м² битумохранилища:

F= = =200            (12).

     где          Е – емкость битумохранилища, м³;

                     h – высота слоя битума h= 1,5…4 м.

Затем, исходя из значения  строительного модуля, равного трем, и отношения длины L к ширине B битумохранилища, равного  L/B = 1,5, назначением средние значение длин L_cр и B_ср.

 

                =  =› B_СР =   =  = 11,5 м; L_ср=17,4 м.

 

  Ввиду того что стенки битумохранилища устраивают с отскоком:

 

                                        L_дн = L_ср -  =16,15 м;

                                        B_дн = B_cp -  =10,25 м;

                                        L_бр  = L_ср + = 17,4 + 1,25 + 0,2 = 18,85 м;

                                        B_бр = B _{cp +}=11,5 + 1,25 + 0,2 = 12,95 м.

 

6.2.  Количество тепла, необходимое для нагрева битума

                        в хранилище и приямке Q, кДж/ч.

 

                                                                     Q=Q₁+Q₂         (13).

                  где        Q₁ – количество тепла, затрачиваемое на плавление битума, кДж/ч.

                                                                                                Q₁=µG      (14).

                  где      µ - скрытая теплота плавления битума, µ = 126 кДж/кг;

                              G – количество подогреваемого битума, кг/ч, G= 0,1 Q_см,, где Q_см  - производительность выбранного смесителя, кг/ч.

                                                     

                                                       G = 0,1 35000 = 3500 =›  Q₁ = 126 3500 = 441000

 Q₂- количество тепла, затрачиваемое на подогрев битума, кДж/ч:

                                                                  Q₂ = K G            (15).

 

где       K – коэффициент, учитывающий потери тепла через хранилища и зеркало битума, K = 1,1:

             C_б – теплоемкость битума, C_б = 1,47…1,66 кДж/(кг°C);

             W -  содержание воды в битуме, W = 2…5%;

              t₁ и t₂ –

           для хранилища t₁ = 10°С; t₂ = 60°C;

                                         

                             Q_2хp = 1,1 3500  = 304150

          

          для приемника t₁ =60°C; t₂ = 90°C.

                                          

                             Q_2np = 1,1 3500    = 182490

                                                   

                                                Q = 304150 + 441000 = 745150

Битумоплавительные агрегаты  предназначены для плавления, обезвоживания и нагрева битума до рабочей температуры. Разогрев битума в битумохранилище  производится в два этапа:

1 этап: разогрев битума донными нагревателями, уложенными на дне хранилища до температуры текучести (60°C), дно имеет уклон, битум стекает в приямок в котором установлен змеевик.

2 этап:   Разогрев битума  в  приямке  до  температуры  90°C.   Нагретый  битум  с  помощью  наноса перекачивается по трубопроводам в битупловительные котлы.

 

                               6.3.   Расчет электрической системы подогрева.

 

P =  =  = 866,5           (16).

                                                           В каждом блоке по шесть нагревателей. Мощность одного блока:

                                                             P₁ =  =  = 216,6          (17).

                                              где           n

                                                          -количество блоков нагревателей, n = 3…4 шт.   

 

Принимаем материал в спирали нагревателя полосовую сталь с  = 0,12 16^-6 Омм. Сечение спирали

                                                                                       S = 1010^-6 м²

                              

                                                          P_ф =  =  = 72,2                 (18).

Сопротивление фазы, Ом:

                                                         R =  =  = 0,67               (19).

где    U = 380 В.

Длина спирали, м:

                                                           L =  =  = 55,8        (20).

Величина тока, А:

                                                          L =  =  = 327,8            (21).

Плотность тока, А/мм²:

                                                L =  =  = 32,810⁶                     (22).

 

             

 

 

7.      Определение количества битумоплавильных

                                      установок.

 

            7.1.Часовая производительность котла Пк, м³/ч.

                                                           П_к =                   (23).

где             n – количество смен;

                   k_В  - 0,75…0,8;

                   Vк – геометрическая емкость котла для выбранного типа агрегата, м³;

                   K_Н – коэффициент котла, k_Н = 0,75…0,8;

                   t₃ – время заполнения котла, мин:

 

                                                  t₃ =  =  = 43,6

                       где             П_Н – производительность насоса (см.таблицу 3).

                                                                                              Таблица 3. Тип насоса и его характеристики.

Тип насоса	Марка насоса	Производите льность, л/мин.	Давление кгс/см2	Мощность Двигателя, кВт	Диаметр Патрубков, мм
передвижной	ДС-55-1	550	6	10	100/75

                       t_Н = 270 мин – время выпаривания и нагрев битума до рабочей температуры;

                       t_В = время выгрузки битума, мин:

                                                  t_В =  =  = 734,7

где             - объемная масса битума, = 1т/м³;

                  Q – часовая производительность смесителя, т/ч:

                  

                           П_к =   _{= 8,79}

 

  7.2.Расчет количества котлов.

 

          j_{к =  +1     (24).}

 

    где          – суточная потребность в битуме,т/сутки;

                    – коэффициент неравномерности потребления битума. = 1,2

Выбираем тип агрегата:

                                                                                                        Таблица 4. Тип агрегата и его характеристики.

Тип агрегата	Рабочей объем, л	Установление мощность, кВт		Расход топлива, кг/ч	Производи тельность, т/ч
		э/дв.	э/нагр.
ДС-91	30000 3	35,9	90	102,5	16,5

 

 

                    

8.Расчет склада и оборудования для подачи

минерального порошка.

Для подачи минерального порошка используют два вида подачи: механическую и пневмотранспортную.

Для механической подачи минерального порошка до расходной емкости применяют шнеко - элеваторную

подачу. Применение пневмотранспорта позволяет значительно увеличить производительность труда, сохранность материала, дает возможность подавать минеральный порошок, как по горизонтали , так и по вертикали. Недостаток – большая энергремкость. Пневмотическое транспортирование заключается в непосредственном воздействии сжатого воздуха на перемещаемый материал. По способу работы пневмотранспортное  оборудование делится на всасывающее, нагнетательное и всасывающе-нагнетательное. В общем случае пневмотранспортная установка включает компрессор с масло- и влагоотделителем, воздухопроводы, контрольно-измерительные приборы, загрузочные устройства подающие материал к установке, разгрузочные устройства и системы фильтров. Для транспортирования минерального порошка пневмоспособом  используют пневмовинтовые и пневмокамерные насосы. Пневмовинтовые насосы используют для транспортирования минерального порошка на расстояние до 400 м.Недостаток – низкий срок службы быстроходных напорных шнеков. Камерные насосы перемещают минеральный порошок на расстояние до 1000 м.Могут применяться в комплекте с силосными складами. Включают в себя несколько герметично закрытых камер, в верхней части которой имеется загрузочное отверстие с устройством для его герметизации. В состав линии подачи входит склад, оборудование, обеспечивающее перемещение минерального порошка со склада до расходной емкости и расходная емкость.

                               8.1.Расчет вместимости силоса в склад.

 

Рекомендуется хранить минеральный порошок в складах силосного типа с целью избежания дополнительного увлажнения, которое приводит к комкованию и снижению его качества, а также к затруднению

                                                               ( 25).

транспортирования. Потребная суммарная вместимость силосов склада         

 где                   -масса минерального порошка:

                          -плотность минерального порошка,

                          -коэффициент учета геометрической емкости,

                                                       = 322,5

Количество силосов рассчитывается по формуле:

                                             n =              (26).

где              – вместимость одного силоса, ; V = 20,30,60,120.

                                             n =  = 2,69 3

8.2.Расчет пневмотранспортной системы.

Для транспортирования минерального порошка до расходной емкости принимается механическая или пневматическая система.

Для транспортирования минерального порошка можно использовать пневмовинтовые пневмокамерные насосы. Подача в пневмотранспортную установку сжатого воздуха осуществляется компрессором. Потребная производительность компрессора  составляет :

 ·                      (27).

где   - расход, необходимый для обеспечения требуемой производительности пневмосистемы.

/ мин.

                                                    =                                (28).

где      - производительность пневмосистемы,=0,21·  - часовая производительность АБЗ;

                     µ - коэффициент концентрации минерального порошка, µ = 20…50;

                       воздуха  равная 1,2 кг/ 

 

 

                                                         = 2,9

                                                    1,25·2,9 =3,6

Мощность на привод компрессора  кВт;

 

                                                                               (29).

 

где              ƞ = 0,8 – КПД привода;

                   

                   

 

                                                     · a +                               (30).

 

где     a  =1,15…1,25;

            = 0,3 атм;

 - рабочее давление в смесительной камере подающего агрегата, атм,

полное сопротивление пневмотранспортной системы, атм;

 

= + +       (31).

 

где              

       

                     

Путевые потери давления:

=            (32).

где          k – опытный коэффициент сопротивления:

                                                                k =                                 (33).

где          - скорость воздуха зависит от µ=20…50 соответственно  ;

                  -  диаметр трубопровода, м :

 =                          (34).   

                                                                = 0,06

                                                               K =  =  = 0,45

- коэффициент трения чистого воздуха о стенки трубы

                                                               λ= 0,246·^-0,22               (35).

                                                               λ = 0,246· ^-0,22= 0,02

 

где                 v – коэффициент кинематической вязкости воздуха,/с ,v=14,9·.

                       –приведенная длина трубопроводов, м:

= ++                           (36).

где        – сумма для длин  горизонтальных участков пневмотрассы, м ,   =3+3+4+4+20+20=54;

  - длина ,  эквивалентная сумме  поворотов (колен),м, = 8·4=32  (каждое колено принимаем    равным 8  м);

  - длина, эквивалентная сумме кранов переключателей .Для каждого крана принимают 8 м, =8·2=16;

= 54+32+16=102

 

==0,8

Потери давления на подъем:

=       (37).

где        -1,8 кг/-средняя плотность воздуха на вертикальном участке;

               h-высота подъема материала ,м.Принимается 12…15 м, в зависимости от типа   асфальтосмесительной   установки.

=1,8·35·14·=0,088

 =1,8·35·14·=0,088

Потери давления при вводе минерального порошка в трубопровод:

=            (38).

где            %  - коэффициент зависящий от типа загрузочного устройства. Для винтовых насосов следует принимать χ= 1, для пневмокамерных χ= 2;

=                        (39).

==8,5

 при вводе минерального порошка, кг/:

               (40).

==3,4

==0,05

Тогда :

=0,938+1=1,938

По формуле (29) находим :

                                                          ==6,04

 

На основании проведенного расчета производится подбор подающего агрегата по табл. 11

 

 

                                                                                                  Таблица 5.Тип подающего агрегата и его характеристики.

Тип и марка насоса	Производи тельность, м3/ч	Дальность транспортирования, м		Расход сжатого воздуха	Диаметр трубопровода, мм	Установленная мощность, кВт
		по горизонтали	по вертикали
К-2305	10	200	35	22	100

 

Расчет механической системы подачи минерального порошка .Механическая система представлена в виде шнеко - элеваторной подачи. Подающий агрегат-шнек.

Производительность шнека Q_ш, т/ч составляет:

                                               Q_ш=47   t         (41).

где                    -коэффициент заполнения сечения желоба,=0,3

                        -плотность минерального порошка в насыпном виде, =1,1 т/м³

   -диаметр шнека, принимает 0,2 м;

                       t  -шаг винта, t=0,5 D_ш=0,1 м;

                       n  -частота вращения шнека, об/мин     n =  = 67,08

                       k_Н   -коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, k_Н = 1.

                                                Q_ш = 47·0,3·1,1·0,1·67,08·0,2²·1 = 4,16

 

Мощность привода шнека N, кВт определяется по формуле:

                                                                N= 0,0037· Q_ш · L·  +0,027· k₃ · q_м · L·V_м · ω_в                  (42).

где             L  -длина шнека, м L=4 м;

                   ω -коэффициент,  характеризующий абразивность материала, для минерального порошка

принимается ω=3,2;

 k₃  -коэффициент, характеризующий трансмиссию, k₃=0.15;

 V_м=t ·· n/60=0,1-скорость перемещения материала, м/с;

 ω_В -коэффициент трения, принимаемый для подшипников качения равным 0,08;

  q_м=80·D_ш=16 кг/м -погонная масса винта.

                                                                  N=0,0037·4,16·4·3,2+0,027·0,15·16·4·0,1·0,08=0,2

 

Производительность элеватора   Q_э т/ч определяется из выражения:

                                                         Q_э= = 10.03                  (43).

где           i   -вместимость ковша, составляет 1,3 л;

                 Ɛ    -коэффициент наполнения ковшей материалом. Ɛ =0,8;

                     -шаг ковшей, м (0,16;0,2;0,25;0,3;0,4;0,5;0,65)

                 =1,0 м/с – скорость подъема ковшей.

 

Необходимая мощность привода элеватора:

                                                               Q_э== 10,3

где              h-высота подъема материала, м, принимается 14 м;

                         -коэффициент, учитывающий массу движущихся элементов,

                     А=1,1 –коэффициентоучитывающий форму ковша;

                     С=0,65-коэффициент, учитывающий потери на зачерпывание.

                                                      N_э =0,004· Q_э ·h·              (44).

Таблица 6. Тип элеватора и его характеристики.

Тип элеватора	Ширина ковша, мм	Вместимость ковша, л	Шаг ковшей, мм	Скорость цепи, м/с	Шаг цепи, мм	Мощность, кВт	Производи тельность м3/ч
			300	0,8…1,25	100	2,0	12…18

                                      

                                     9.Расчет потребности предприятия в

                                  электрической энергии и воде.

            9.1.Расчет потребного количества электроэнергии.

Потребное количество электроэнергии

       (45).

 

                    где           -коэффициент, учитывающий потери мощности,

                                 -суммарная мощность силовых установок ,кВт;

                                 =

                                 -то же, внутреннего освещения, кВт,  ;

                                 - то же, наружного освещения , кВт, ;

Примечание: нормы расхода электроэнергии на 1м² берем по табл. 12 методических указаний.

                                  =0.75

=1.1*1.3*

9.2. Определение общего расхода воды.

Общий расход воды определяется по формуле, м³:

B=      (46).

где                                 =1,2;

                                       =1,1…1.6;

                                       -расход воды на производственные нужды, м³/ч, ;

                                       -расход воды на бытовые нужды, потребление,м³/ч

В=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.3. Определение расхода воды на восстановление запаса в

пожарном резервуаре,

Расход   

        (47).

где    =5…10л/с;

T- время заполнения резервуара, Е=24 ч.

9.4. Определение диаметра трубы водопроводной сети,  м.

     (48).

где      V­– скорость движения воды, V=1.0… 1.5 м/с.

Принимаем диаметр трубы водопроводной сети равный 0,10 м.

10.Технологическая схема приготовления

Модифицированного битума.

Сама схема приводится в конце РПЗ. Модифицированный битум – органическое, вяжущее, полученное путем смешивания битума с сыпучим модификатором и маслом. Его приготавливаю с целью получения органического вяжущего с наиболее лучшими характеристиками ( прочность, морозостойкость, пластичность и др.) по сравнению с обычным битумом.

Назначение масла- понизить эластичность битума, что повышает его сопротивление воздействию отрицательных температур. Сыпучий модификатор повышает прочностные характеристики битума и сдвигоустойчивость.

В технологическую схему приготовления модифицированного битума входят также элементы как емкости для хранения материалов ( масла, битума); емкость для хранения готового модифицированного битума; дозатор масла; четыре насоса; ленточный конвейер; диспергатор; дозатор.

Масло из емкости подается в дозатор при помощи насоса. Из дозатора масло поступает в деспергатор.В него же по ленточному конвейеру подается сыпучий модификатор и из емкости битум. Для того чтобы все это качественно перемешать, необходимо затратить 6-8 часов. Поэтому для ускорения процесса перемешивания в технологическую схему включен дезинтегратор. С помощью насоса из диспергатора в дезинтегратор подается смесь битума с маслом и сыпучим модификатором .Потом эта смесь  прошедшая обработку в дезинтеграторе, снова подается в диспергатор, где опять подвергается перемешиванию. И так этот цикл повторяется в течение часа, после чего мы    получаем модифицированный битум. Его мы можем по битумопроводам подавать на разлив в битумовозы, а при их отсутствии в емкость.

 

      

 

               

 

Схема установки насоса-смесителя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                 Схема установки насоса-смесителя в горизонтальной емкости:

            а – с лотком; б – с наклонным и эксцентричным расположением; 1 – емкость; 2 – теплоизоляция; 3 – люк-лаз; 4 – электродвигатель; 5 – насоссмеситель; 6 – обойма с заборным конусом; 7 – воронка для загрузки полимера; 8 – лоток; 9 – патрубок подачи битума и жидких добавок; 10 – патрубки слива битума; 11 – электронагреватели с удельной тепловой мощностью не более 1 Вт/см2; 12 – направление струй битума при работе насоса-смесителя (площадка обслуживания, читатель полимера и мерный бачок для пластификатора не показаны)

Технологическая схема получения ПБВ (полимерно- битумные вяжущие) 1 – емкость для битума; 2 – битумная насосная станция; 3 – бункер для полимера; 4 – дозатор полимера; 5 – установка для подготовки СОАМ; 6 – емкость для пластификатора (И-40 или СОАМ); 7 – емкости для приготовления раствора пластификатора с полимером; 8 – смеситель; 9 – насосная станция для перекачки ПБВ; 10 – емкости для хранения ПБВ; 11 – автобитумовоз; 12 – переносная тара; 13 – расходная емкость для ПБВ асфальтосмесительной установки; 14 – дозаторы.

 

 

 

 

 

Технологическая схема получения ПБВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

 

1.        Проектирование производственных предприятий дорожного строительства: уч. пособие для ВУЗов: Высшая школа 1975-351 с.

2.       Асфальтобетонные и цементобетонные  заводы: Справочник/ В. И. Колышев. П. П. Костин. – М. Транспорт, 1982-207 с.

3.       Вейцман М. И., Соловьев Б. Н. Битумные базы и цехи. – М. Транспорт,1977-104 с.

4.       Проектирование АБЗ: Методические указания/М. Аннабердиев. – Ростов – на – Дону, 1972-17 с.