Полимерно-битумные вяжущие ооо «газпром нефть – битумные материалы. Ооо дормаш групп россия

Установка ин-лайн обработки вяжущего

Давиал ПБВ ИН-ЛАЙН

(установка для производства полимербитумного вяжущего)

Обзор технологий.

Вопрос обеспечения производства качественного полимерно-битумного вяжущего и последующего производства асфальтобетона с его использованием исследуется на протяжении многих лет большим количеством специалистов. Связано это в том числе и с тем, что в отличие от, например, битумной эмульсии полимерно-битумное вяжущее и по сей день является «скоропортящимся» продуктом:

во-первых, ПБВ имеет устойчивую тенденцию к расслоению, и, следовательно, при значительном времени хранения требует эффективного перемешивания;

во-вторых, в полимерно-битумном вяжущем, приготовленном с использованием наиболее популярных в этой области стирол-бутадиен-стирольных термоэластопластов (СБС) и находящемся в процессе оперативного хранения при достаточно высокой температуре, медленно протекают деструктивные процессы. При этом деструкция и потеря свойств вяжущего идет тем быстрее, чем выше температура ПБВ.

Эти обстоятельства довольно сильно затрудняют работу с ПБВ, ставя перед потребителем задачу организации возможно меньшего временного промежутка между изготовлением ПБВ и его использованием при приготовлении асфальтобетонной смеси.

Наиболее эффективные методы приготовления ПБВ, подразумевающие использование диспергаторов (коллоидных мельниц) прошли, по сути, эволюционный путь развития от простых мешалок в расходных битумных емкостях. Ведь, как известно, полимерно-битумное вяжущее можно приготовить и в обычной расходной емкости с битумом, засыпав туда необходимое количество полимера, и перемешивая до тех пор, пока он полностью не растворится. Здесь время приготовления существенно зависит от температуры битума и эффективности мешалки.

При этом суть процесса одинакова: частица полимера, растворяясь в мальтеновой фракции битума, «набухает» - то есть образуется оболочка, под которой находится еще недорастворенное ядро частицы. Мешалка, в том числе и коллоидная мельница, призвана удалить набухшую оболочку, обнажив сухое ядро, которое в свою очередь начинает растворяться в битуме. Для реализации этого процесса организовывается циркуляция полимерно-битумной массы через диспергатор вплоть до полного растворения полимера.

Небольшим отступлением от этого процесса является способ производства ПБВ, характеризуемый производителем как ин-лайн технология, по которой многократная циркуляция через диспергатор не предусматривается, а полимер проходит через мельницу лишь один раз. При этом он попадает в нее с потоком битума еще практически в твердом состоянии, и, проходя через зазор между ротором и статором, так сказать «расплющивается» до соответствующего размера. Далее все равно предусматривается двухчасовое перемешивание, необходимое для завершения процессов растворения частиц полимера.

Таким образом, в любом случае сохраняется стадийность процесса производства, что обуславливает несвязность процессов изготовления полимермодифицирован-ного битума и асфальтобетонных смесей. Это два разных производства с разной цикличностью. Фактически необходимо вначале произвести нужное количество модифицированного битума, а потом его использовать для производства асфальта. Ввиду этого и возникают вопросы хранения ПБВ, его перемешивания, изменения его свойств в процессе хранения, после прогрева и т. п.

Не столь остро, но во многом те же вопросы возникают и при добавлении в битум адгезионной присадки, приготовлении разжиженного битума, вяжущего для приготовления так называемых «теплых» асфальтобетонных смесей – Warm Mix Asphalt. В этих процессах также необходима технологичность, а связность производства вяжущего и его потребления позволяет обеспечить наименьшую дозировку и наилучшее качество при отсутствии проблем с хранением материалов.

Описание предлагаемой технологии.

Технологическая схема процесса.

Технологическая схема нашего процесса представлена на следующем рисунке:

Суть технологического процесса по схеме в соответствии с рисунком сводится к переводу полимера из сухого состояния в жидкое путем экструзии и последующему смешению вязко-текучего полимера с нагретым до рабочей температуры битумом. При этом по ходу движения материалов единовременно осуществляются несколько процессов:

1) экструзия полимера, сочетающая смешение и растворение образующегося расплава с некоторым количеством битума или пластификатора;

2) смешение получающейся аномально вязкой жидкости с некоторым количеством битума и получение в результате полимерно-битумного вяжущего с высоким или супервысоким содержанием полимера;

3) последующее смешение полимерно-битумного концентрата с основным потоком битума в соотношениях, обеспечивающих потребное содержание полимера в готовом ПБВ.

Процесс осуществляется поточно, в чистом режиме ин-лайн, то есть на входе в установку имеем битум и сухой полимер, на выходе – ПБВ, сразу готовое к использованию. В таком же режиме ин-лайн в вяжущее в соответствии с рецептурой может быть добавлена адгезионная присадка или любой другой жидкий компонент, а также, например, дополнительное количество пластификатора или разжижителя. Температура битума на выходе из установки определяется температурой битума на входе.

При возникновении потребности в приготовлении разжиженного битума, битума с адгезионной присадкой и т. п. энергетически мощный процесс экструзии задействовать не нужно, достаточно обычной работы дозирующих линий и миксера.

Таким образом, фактически установка позволяет обработать вяжущее в широком диапазоне задач – от приготовления праймера до полимербитумного вяжущего.

Технология приготовления полимербитумного вяжущего, реализуемая установкой, запатентована.

Перевод полимера в жидкое состояние.

Подавляющее большинство полимеров в современном промышленном производстве перерабатывается методом экструзии или литья. Экструзия полимеров – целая область науки и техники. Говоря о полимерах, применяемых для производства ПБВ, мы лишь сужаем этот круг, однако он все равно достаточно обширен. К применению предлагают и термореактивные терполимеры типа Elvaloy, и атактические полипропилены, и стирол-этилен-бутадиен-стирольные (SEBS) каучуки, и, конечно же, стирол-бутадиен-стирольные СБС термоэластопласты. Исследования на тему применимости тех или иных полимеров в производстве ПБВ для дорожного строительства проводятся многими специалистами, однако наиболее популярным в этой области применения остается стирол-бутадиен-стирольный термоэластопласт СБС.

Следует заметить, что, несмотря на то, что существуют технологические режимы экструзии СБС практически в чистом виде, мы применили экструзию при одновременной подаче битума или пластификатора, что позволяет снизить вязкость расплава на выходе из машины.

Необходимо отметить, что технология и оборудование позволяют отказаться от применения пластификаторов и работать исключительно на битуме.

Процессы смешения в установке.

Переходя к следующему в технологической схеме процессу смешения битума с расплавом полимера, необходимо отметить, что, по сути, в смесителе одновременно интенсивно протекают два процесса: смешения аномально вязкой жидкости – расплава полимера – с ньютоновской жидкостью – нагретым битумом, а также процесс растворения полимера в мальтеновой части битума.

Говоря о процессе растворения полимера, следует отметить, что его растворимость тесно связана не только с соответствующей способностью битума, температурой самого битума, как это обычно отмечается в исследованиях о ПБВ, но и с температурой самого полимера, а также с площадью границы раздела фаз. Чем выше температура полимера, чем выше площадь его соприкосновения с битумом, тем выше скорость растворения.

В нашей технологии в смеситель поступает полимер с максимально допустимой для него температурой, где помимо равномерного смешения двух объемов жидкостей также обеспечивается достаточно высокая площадь соприкосновения битума и расплава полимера. На выходе из смесителя получаем полимерно-битумный концентрат с высоким процентом содержания полимера, например, 15%.

Следующим процессом по технологической схеме также является процесс смешения, но уже жидкостей с не столь различными вязкостями – полимерно-битумный концентрат и чистый битум. Кроме того, на этой стадии может быть добавлена адгезионная присадка и другие жидкие компоненты, если того требует рецептура. Смешение осуществляется эффективным динамическим миксером.

Исходя из того, что время прохождения расплавленного полимера по ин-лайн системе составляет до 2 минут, а существующие способы приготовления ПБВ, не уделяющие внимания нагреву непосредственно полимера, требуют для приготовления ПБВ 2 часа, то получаем, что эффективность растворения полимера благодаря его нагреву и заблаговременному переводу в жидкое состояние повышается более чем на порядок.

Именно столь существенная интенсификация процессов растворения за счет взаимодействия тонких горячих полностью проплавленных пленок полимера с пленками битума позволила придать процессу характер поточного, ин-лайн процесса.

Достоинства технологии.

Даже в сравнении с наиболее прогрессивными технологиями изготовления ПБВ других производителей, наша технология обладает очень важными достоинствами:

1. Высокая гибкость производства, сбалансированность производства и потребления, отсутствие необходимости в хранении ПБВ и связанных с этим вопросов расслоения и т. п., что стало возможным благодаря реализации классического ин-лайн процесса.

2. Отсутствие испарений легких фракций, так как процесс протекает в системе закрытых трубопроводов и агрегатов при отсутствии доступа воздуха.

3. Высокая энергоэффективность процесса производства, в котором энергия не расходуется на низкоэффективную циркуляцию и перемешивание больших масс битума.

4. Возможность приготовления вяжущего с высоким содержанием полимера, в том числе и суперконцентратов.

Начав с изучения наиболее прогрессивной технологии приготовления ПБВ с помощью коллоидных мельниц, мы попытались довести достоинства реализуемых там процессов, например, процесса съема набухшей оболочки полимера, до еще большего совершенства. В результате технология приобрела представленный вид, а коллоидная мельница, по сути, трансформировалась в два узла – экструдер и смеситель, что позволило существенно интенсифицировать процесс производства, придав ему характер поточной технологии.

Отсутствие испарений легких фракций и какого-либо существенного хранения ПБВ позволяет ожидать от такого вяжущего большей устойчивости к процессам старения, интенсивно протекающим в смесителе асфальтобетонного завода. А это, в свою очередь, дает основу для хороших результатов по асфальтобетону, приготовленному по сути в едином процессе с производством ПБВ.

Краткое описание установки.

Установка смонтирована в 12 метровом контейнере, разделенном на три части: бункер полимера, операторская часть, процессорная часть.

Бункер полимера изготовлен из нержавеющей стали и теплоизолирован, что обеспечивает комфортное хранение полимера и отсутствие конденсата при различных погодных условиях. Подача полимера в процессорную часть осуществляется посредством гибкого шнека, смонтированного под обшивкой контейнера.

В процессорной части смонтировано технологическое оборудование (дозатор полимера, экструдер, смесители, насосное, измерительное оборудование и т. п.), а также трубопроводы. В операторской части находятся пульты управления.

Стены и крыша контейнера утеплены минераловатными матами, закрытыми металлическим профилированным листом с легко моющимся полимерным покрытием. Пол укрыт алюминиевым листом с насечками. Выполнены искусственное освещение и вентиляция . Между процессорной и операторской частями имеется межкомнатное окно, проход осуществляется через межкомнатную дверь, также имеющую остекление.

Коммуникации.

Установка не требует подключения внешних теплоносителей. Технологический обогрев оборудования полностью электрический.
В качестве расходных емкостей битума могут быть использованы стандартные емкости АБЗ.
В качестве емкости готовой продукции предусматривается теплоизолированная вертикальная емкость с перемешиванием и обогревом.

В дорожном строительстве обычные материалы обеспечивали удовлетворительное качество в течение многих лет. Сегодня постоянно растущие транспортные нагрузки, необходимость в надежных и долговечных дорогах и требования экономии сделали недостатки обычных битумов очевидными. Не модифицированные битумы, показывают на практике следующие недостатки:

• высокая термическая чувствительность (размягчение при высоких температурах и хрупкость при низких);
• плохие механические характеристики и низкая упругость;
• склонность к старению.

Ввиду этих недостатков, а также многих практических и экономических факторов, в течение последних 40 лет был проведен ряд исследований. Они продемонстрировали, что полимерные материалы являются лучшими модификаторами для улучшения технологических качеств битума. ПБВ (полимерно-битумное вяжущее) является качественно новым материалом, позволяющим повысить срок службы дорожного покрытия.

Модифицированный битум, образованный объединением обычного битума и полимера, обеспечивает более высокий уровень качества:

• улучшение рабочих характеристик при высоких и низких температурах;
• улучшение эластопластических характеристик;
• повышенное сопротивление усталости материала;
• улучшение когезии и адгезии с наполнителями;
• повышенное сопротивление старению.

Компания MASSENZA производит установки для производства модифицированного полимерами битума только с применением коллоидных мельниц, которые обеспечивают измельчение полимера в процессе приготовления ПБВ. При измельчении полимера увеличивается удельная поверхность контакта смешиваемых компонентов, и соответственно ускоряются процессы набухания и растворения полимера. Использование оборудования такого типа позволяет получать ПБВ с регламентированными техническими требованиями.

Высокие рабочие характеристики достигаются только при условии точного контроля дозировки измельченного полимера и его распределения в битумной массе. А как следствие на данный момент лучшие показатели распределения (гомогенизации) достигаются только при использовании коллоидных мельниц с высокой степенью измельчения.

• Компания MASSENZA производит как многопроходные, так и однопроходные установки, но однопроходные установки имеют, по меньшей мере, три основных недостатка:
  • они пригодны для использования только с СБС (стирол-буталиен-стирол) полимерами, на многопроходных установках, возможно применять помимо СБС практически все известные на данный момент полимерные модификаторы, в том числе и резиновую крошку, а также возможно применение специальных добавок, например серы (для обеспечения возможности влиять на процессы вулканизации в производстве ПБВ);
  • вследствие всего одного прохода через мельницу требуется больше времени на дозревание ПБВ (12 часов и более);
  • должна обеспечиваться высокая совместимость между битумом и полимером, поэтому необходимо иметь гарантии постоянного качества поставляемого битума (что фактически, является огромной проблемой в Российских условиях).
• В составе установки применяется высокоэффективная коллоидная мельница MASSENZA

  Коллоидная мельница (гомогенизатор) MASSENZA специально сконструирована для производства ПБВ. При измельчении полимера увеличивается удельная поверхность контакта смешиваемых компонентов, и соответственно ускоряются процессы набухания и растворения полимера. Использование оборудования такого типа позволяет получать ПБВ с регламентированными техническими требованиями при температуре не выше 160 0С, содержании модификатора не более 3,5 мас. % и маленькой продолжительности процесса. В случае приготовления ПБВ на оборудовании без высокоскоростных измельчителей (коллоидных мельниц) необходимо закладывать большую концентрацию полимера, более высокую температуру процесса (это может привести к старению битума и окислительной деструкции ПБВ, уровень свойств ПБВ при этом существенно снизится), кроме того, продолжительность процесса приготовления увеличивается более чем в 2 раза. Высокие рабочие характеристики достигаются только при условии точного контроля дозировки измельченного полимера и его распределения в битумной массе. А как следствие на данный момент лучшие показатели распределения (гомогенизации) достигаются только при использовании коллоидных мельниц с высокой степенью измельчения. Мельница компании MASSENZA имеет особенную конфигурацию ротора/статора, позволяющую 100% мощности использовать исключительно на измельчающее действие. Фактически, увеличение зазора, имеющее место в мельницах других производителей, в случае когда поступает материал с высоким содержанием полимера означает снижение размельчающего действия, в то время как требуется, наоборот, в достаточной степени размельчить (расщепить) полимер. MASSENZA разработала совершенно иную систему, которая позволяет осуществлять максимально эффективную на все 100% работу по измельчению полимера независимо от содержания полимера в материале. Фактически, мельница MASSENZA обладает специальной системой оснащенной внешним шестеренчатым насосом для подачи в мельницу.

  Этот насос имеет два основных назначения:

  • он позволяет мельнице не производить всасывающее действие и сконцентрировать всю имеющуюся мощность исключительно на размельчении;
  • он имеет изменяющуюся скорость, скорость регулируется обратным сигналом, который поступает при изменении электропотребления электромотра мельницы. Это означает, что выпуск битумно-полимерной смеси из мельницы всегда остается максимальным. В случае если в мельницу поступает смесь с высоким содержанием полимера, то электропотребление электромотора мельницы возрастает, что в свою очередь уменьшает интенсивность работы насоса и наоборот.

  В 2014 году компания MASSENZA , представила свою новейшую модель коллоидной мельницы — PMB 490-S . Многочисленные испытания и изучение влияния строения измельчающего механизма на качество ПБВ привели к разработке и созданию новой конфигурации, которая обеспечивает более мелкую дисперсию, что в свою очередь способствует сокращению времени на химическую фазу и повышению производительности.

  Эта модель, по сравнению с предыдущими, включает в себя следующие улучшения:

  • ротор и статор большего размера;
  • более износостойкие материалы;
  • улучшенная система подачи битума и полимера в мельницу;
  • новая конструкция измельчающих элементов ротора и статора.

  Новая конфигурация гомогенизатора позволяет увеличить эффективность его работы на 40%, по сравнению с предыдущими моделями. Именно поэтому концепция мельницы MASSENZA является выигрышной для производства модифицированных полимерами битумов.

• Регулирование процесса измельчения полимера и его растворения в битуме.

  За счет возможности варьировать количеством проходов смеси битума с полимером через коллоидную мельницу обеспечивается требуемое высокое качество производства ПБВ, независимо от параметров исходного сырья.

• Применение «мягкого» нагрева битумного вяжущего за счет работы маслонагревательной станции, точный контроль температурных режимов.

  При приготовлении ПБВ исключительно важное значение имеет оптимальный выбор температуры и продолжительности процесса. Повышение температуры увеличивает подвижность цепей макромолекул полимера и расстояние между ними. Это облегчает процесс набухания. Оптимальная температура, при которой макромолекулы полимеров типа СБС находятся на максимальном расстоянии друг от друга, соответствует температуре вязкотекучего состояния и составляет 180—190 0 С. Однако повышение температуры приготовления ПБВ выше рабочей технологической для дорожных битумов вызывает старение битумов. Длительное нахождение полимера при повышенной температуре действует на него негативно, в результате чего он теряет эластические свойства. На эффективность растворения большое влияние оказывает размер частиц полимера. Чем выше дисперсность (измельчение) частиц полимера, тем больше удельная поверхность контакта его с битумом, тем быстрее происходит процесс набухания и, соответственно, растворения полимера в битуме. Из всех рассматриваемых параметров, влияющих на эффективность процесса приготовления ПБВ, как с точки зрения экономии затрат, так и максимально возможного уменьшения процессов старения битума и ухудшения полимера, целесообразно изменять вязкость битума и размер частиц полимера. Остальные параметры заранее заданы и являются неизменными, а температура приготовления ПБВ ограничена максимальной рабочей температурой битума - не выше 160 0С.

• В установках MASSENZA в качестве источника тепла применяется теплоноситель - горячее масло.

  Подобная система «косвенного подогрева» обеспечивает следующие преимущества по сравнению с паровым, жаровым и электроподогревом. В первую очередь за счет масляного подогрева возможно одним контуром циркуляции масла обеспечить подогрев всего потребного оборудования: внутренние трубопроводы и агрегаты установки по производству ПМБ, а также всей вспомогательной инфраструктуры (трубопроводы, битумные насосы, емкости, клапаны, задвижки). При масляном «мягком подогреве» не происходит окисление и коксование битума, и соответственно его ухудшение и так не идеального по своим эксплуатационным характеристикам битумного вяжущего. Также масляные системы подогрева, как правило, наиболее эффективны с точки зрения эксплуатационных затрат на теплоэнергию, а также подобная система подогрева позволяет достаточно точно выдерживать все температурные режимы на всех технологических стадиях производства ПМБ, что качественно влияет на характеристики конечной продукции.

• Возможность применения практически всех известных типов модификаторов (полимеров), как твердых порошкообразных и в гранулах, так и жидких.

  Возможность применения полимера в гранулах при сохранении высоких параметров растворения полимера в битуме позволяет получить большой экономический эффект по сравнению с применением например того же полимера, но в порошкообразном виде, только за счет разницы стоимости гранулярного и порошкообразного полимера. Также возможно получение дополнительного экономического эффекта за счет возможности производить ПБВ с высокими эксплуатационными характеристиками с применением полимеров отечественного производства, которые в силу своей низкой стоимости, могут оказаться более привлекательными.

• В установках MASSENZA применяется весовое дозирование битума и полимеров.

  Битум закачивается в установку и проходит через специальное устройство по принципу Кориолиса (измерительная система в кожухе, измеряет интенсивность подачи вне зависимости от других параметров жидкости, таких как: плотность, температура, давление, вязкость, электропроводность и др.). Полимеры дозируются через бункер полимера и шнек загрузки, которые подвешены на тензодатчиках, дозирование осуществляется в автоматическом режиме по принципу потери веса.

• На установках MASSENZA предусмотрена линия ввода жидких добавок непосредственно в смеситель.

  Это позволяет дозировать, в случае если того требует рецептура, ароматические масла (например индустриальное масло И-40А, либо иной пластификатор) или адгезионные добавки непосредственно в смеситель, где перемешивается битум с полимерным модификатором.

• На установках MASSENZA осуществляется предварительное перемешивание исходного битума с полимерным модификатором и другими жидкими добавками в смесителе.

  Предварительное эффективное смешивание в смесителе обеспечивается за счет работы двух трехлопастных мешалок с приводом от электродвигателя мощностью 7,5 кВт. Смеситель оборудован змеевиками масляного подогрева, мембранными уровнемерами и системой контроля температуры.

Вот уже более 10 лет наблюдается непреклонная тенденция увеличения государственных заказов на строительство дорог с применением полимерно битумного вяжущего (ПБВ). А с 1 ноября 2014 года взамен главного норматива на асфальтобетон – ГОСТ 9128-2009 был введен новый ГОСТ 9128-2013, с включенными в него смесями на полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) на основе блоксополимеров типа стирол-бутадиен-стирол (СБС). Особенно частые заказы на федеральных автодорогах, платных автомагистралях и в двух столицах — Москве и Санкт-Петербурге. Цена модифицированного вяжущего, произведенного на может сильно отличаться от региона, однако в среднем она варьируется от 24 до 28 рублей с НДС за кг.

Описание:

По сути, ПБВ — не что иное, как перетертый термоэластопласт типа стирол – бутадиен – стирол (СБС) в битуме. Термоэластопласт обладает свойством растягиваться в горячем состоянии и становиться упругим в холодном. Грубо говоря, процесс вулканизации у термоэластопластов происходит за счет понижения температуры и поэтому в обычных условиях он ведет себя как вулканизированная резина, а в горячем виде – как первичный каучук. В процессе перемалывания термоэластопласта важно раздробить его как можно мельче и диспергировать по всему объему битума, для этого особенное внимание стоит уделить коллоидной мельнице, от работы которой в первую очередь зависит тонкость помола полимера.

Цифры:

Некоторые крупные производители ПБВ замещают СБС более дешевыми полимерами или резиновой крошкой, что при правильном подходе не сильно влияет на свойства конечного продукта, но позволяет значительно экономить, сравните сами:

Стоимость СБС – от 180 рублей за кг,

Стоимость резиновой крошки до 1 мм – 20 рублей за кг,

Стоимость вторичных пластиков – от 15 рублей за кг.

Если на 1 тонну ПБВ требуется 40кг СБС, то заменив даже 10кг можно получить экономию в 1,5 тысячи рублей.

Конечно никто из производителей ПБВ открыто не признается в замене дорогого материала на вторичное сырье, однако, если при этом свойства конечного материала соответствуют требованиям ГОСТа, почему бы и нет?

Проверить наличие резиновой крошки и вторичных пластиков в обычной лаборатории не удастся.
Для этого необходимо редкое оборудование – , способный растворять битум, отделять его от каменного материала и органических примесей (типа резиновой крошки).

Если Вы заинтересовались производством ПБВ, но при этом активно ищите подходы для удешевления производства, вот несколько рекомендаций:

Проанализируйте рынок СБС. В России он представлен крупными игроками, такими как Кротон, LG-Chem, Сибур, и малоизвестными производителями из Америки, Кореи, Китая, Японии у которых цены могут выгодно отличаться от известных.

При замене СБС на более дешевые компоненты, проверьте как это скажется на конечном продукте. Чаще всего у такого ПБВ либо падает растяжимость, либо падает температура при КИШ (кольцо и шар). Для стабилизации этих показателей рекомендуем применять не только дешевые заменители,
но и химические добавки в битум, а также проводить предварительную подготовку сырья перед подачей на установку.

Если Вы работаете на АБЗ, то часть компонентов можно отправлять на замес в сухом виде, например, модификатор может вводится напрямую в мешалку, так как в его составе уже включены химические добавки для предварительной обработки подаваемого материала.

Кроме возможностей прямого замещения СБС на более дешевые компоненты, существует опыт применения химических добавок с целью усилить диспергацию частиц полимера. Одной из таких добавок является полифосфорная кислота, которая позволяет сэкономить до 20% от вводимого СБС. Однако с подобными добавками нужно работать крайне осторожно, так как некоторые из них имеют побочные свойства на сам битум, которые могут не быть проявлены в первый год, но способствовать его ускоренному старению (окислению) в дальнейшем.

Применение ПБВ в качестве вяжущего позволяет значительно изменить ситуацию на автодорогах, избавиться от колееобразования и трещин. Использование ПБВ в составе асфальтобетонных смесей взамен битума дорожного вязкого марки БНД (ГОСТ 22245-90) обеспечило возможность подрядчикам принимать на себя гарантийные обязательства на устроенные ими верхние слои дорожных одежд сроком до 5-7 лет. Но всего этого можно достичь только при правильном изготовлении, хранении, транспортировке и использовании ПБВ. Компания «Техпрогресс» основана в 1995 году как предприятие узкоориентированное на производство полимерно- битумного вяжущего. За эти годы изготовлено более 70 тыс. тонн ПБВ, которое использовалось на дорогах Тульской, Московской, Смоленской, Нижегородской областях и на федеральных дорогах М1 «Москва-Брест», М-2 «Крым», М-4 «Дон». За прошедшие годы накоплен значительный багаж знаний, основывающийся не только на результатах научных исследований, но и на практическом опыте производства и использования ПБВ в дорожном строительстве. Компании пришлось решить много проблем, связанных с изготовлением ПБВ. Одна из проблем – растворение полимера в битуме. Она решается использованием оборудования с малыми и большими сдвиговыми усилиями. Это коллоидные мельницы, диспергаторы, дезинтеграторы и т.п. Тот или иной тип оборудования применяется в зависимости от фракционного состава полимера, который подразделяется на порошок, крошку и гранулы. Полимеры, применяемые в России, как отечественные, так и зарубежные идентичны по качеству и, как правило, процентный состав их в ПБВ одинаков, однако стоимость зарубежных полимеров на 30 % больше отечественных. Используемая компанией технология по изготовлению ПБВ включает в себя комплекс технологического оборудования, связанного между собой трубопроводами в единый технологический цикл и состоит из:  двух смесителей, предназначенных для перемешивания изготавливаемого продукта;  турбосмесителя для более тщательного перемешивания и получения однородной смеси;  битумных насосных станций, обеспечивающих рециркуляцию смеси во время процесса смешивания и перекачивания готового продукта;  коллоидной мельницы предназначенной для измельчения набухших частиц полимера. Технологический процесс приготовления ПБВ состоит в интенсивном смешивании всех компонентов при температуре 1650С. Перед процессом смешивания все исходные компоненты проходят входной контроль. Управление оборудованием на фазе приготовления ПБВ осуществляется специально созданной системой управления, обеспечивающей заданную производительность и требуемое качество полученного продукта. Другая проблема – это правильное хранение ПБВ. Если установка по изготовлению ПБВ расположена на асфальтовом заводе, то производится столько ПБВ, сколько необходимо для изготовления суточной нормы полимерасфальтобетона. Другое дело, когда асфальтовые заводы получают ПБВ от специализированных изготовителей. В этом случае необходимо хранить суточный, а, иногда, и более запас ПБВ в расходных емкостях. А при длительном хранении, при температуре 140-1600С, происходит расслоение ПБВ. Поэтому перед использованием ПБВ необходимо тщательно перемешать с помощью встроенных мешалок или, хотя бы, при помощи битумного насоса. Специалистами компании также была изучена проблема и проведены исследования на предмет расслоения ПБВ при транспортировке его в горячем виде на большие расстояния. В июле – августе 2009 г. ОАО «Чувашавтодор » производил капитальный ремонт федеральной автомобильной дороги А-151 «Цивильск-Ульяновск» на участке №4 в Чувашской республике. Компанией было отправлено на расстояние более 1000 км в г. Чебоксары 280 тонн ПБВ. Были взяты пробы ПБВ до погрузки и при выгрузке из разных уровней цистерны битумовоза. Как показали исследования, проведенные в лаборатории, физико-механические показатели всех проб были одинаковы. То есть, ПБВ во-первых: не расслоилось а, наоборот, при движении перемешивалось; во-вторых: не ухудшились показатели, несмотря на длительное нахождение (более 16 часов) при температуре 150-1650С; и в-третьих: ПБВ хорошо слилось из битумовозов при температуре 1400С.Решены компанией и другие проблемы, связанные с требованиями, предъявляемыми потребителями ПБВ. Это проблемы стабильности в показателях выпускаемой продукции, несмотря на разные показатели поступаемого на производство исходного битума, это изготовление ПБВ с характеристиками повышенными по сравнению с заложенными в ГОСТе. Это проблемы с адгезией ПБВ к минеральному материалу, используемого заказчиком, это и специального состава ПБВ марки ПБВ-130 для поверхностной обработки и многие, многие другие проблемы, возникающие при производстве ПБВ. Кроме изготовления ПБВ, компанией «Техпрогресс» с 2000 года налажен выпуск дорожных мастик, а с 2003 года запатентована и запущена в производство адгезионная присадка нового поколения – «Техпрогресс-1», которая по оценкам независимых лабораторных центров, а также заключений «РОСДОРНИИ » и «СОЮЗДОРНИИ», считается одной из лучших в России по своей эффективности. С 2008 года налажено производство дорожной битумно-полимерной стыковочной ленты «ЛЕНДОР». Лента предназначена для герметизации мест примыкания вновь укладываемого горячего асфальтобетона со старым асфальтовым покрытием (так называемый «холодный стык»), бордюрными камнями, колодцами и т.д. Так же компанией освоен выпуск битумно-полимерного герметика «Престиж», предназначенного для герметизации деформационных швов бетонных покрытий аэродромов, швов сопряжения и трещин в бетонных и асфальтобетонных покрытиях. На сегодняшний день наравне с выпуском материалов для дорожного строительства налажен выпуск кровельных и гидроизоляционных материалов, а так же материалов холодного нанесения (битумные и полимернобитумные мастики, грунтовки, не требующие предварительного разогрева, т.к. в их состав входит растворитель). Компания «Техпрогресс» открыта для сотрудничества и партнерства с любыми фирмами и компаниями, занимающимися улучшениями качества автодорог с использованием для этой цели полимерно-битумного вяжущего и другой продукции, выпускаемой предприятием.

Главный технолог Компании «Техпрогресс» Нечиненный В. А.

Установки циклического действия для производства модифицированного битума фирмы COMAP изготавливаются на единой платформе и имееют производительность до 16 тонн/час.
При приготовлении модифицированного битума установки COMAP дают возможность применять практически любые полимерные модификаторы, известные на сегодняшний день, включая резиновую крошку и различные специальные добавки, которые могут подаваться как в виде порошка и гранул, так и в жидком виде.

МОДЕЛЬНЫЙ РЯД:

Производительность 12-15 т/ч

Емкость №1 (5000 литров) Емкость №2 (5000 литров) Система коллоидных мельниц DOUBLE-MILL

Производительность 8-10 т/ч

Установка смонтирована на SKID платформе размеры: 8200 x 2450 x 2650 мм Емкость №1 (5000 литров) Емкость №2 (5000 литров) КОЛЛОИДНАЯ МЕЛЬНИЦА тип B/M 75 кВТ Компьютерная система управления Установка комплектуется моторизированными и пневматическими кранами.

Производительность до 5-6 т/ч

Установка смонтирована на SKID платформе размеры: 5800 x 2450 x 2650 мм Теплоизолированная Емкость (5000 литров) для ускоренного и медленного перемешивания КОЛЛОИДНАЯ МЕЛЬНИЦА тип B/M 75 кВт Компьютерная система управления Установка комплектуется моторизированными и пневматическими кранами.

Преимущества установок COMAP:

	Высокоэффективная коллоидная мельница с внешним насосом и функцией перемешивания способом резки специально спроектирована для производства ПБВ;
	Возможность применения всех типов модификаторов, в том числе порошкообразных, в гранулах и жидких;
	Использование точных дозирующих агрегатов для полимеров и битума;
	Предварительное перемешивание и нагрев битума с полимерами в специальной ёмкости;
	Применение "мягкого" нагрева битума термальным маслом, точный контроль температуры

Копания COMAP (Италия) производит оборудование для модифицирования битума циклического принципа работы, поскольку установки непрерывного принципа действия имеют несколько значительных недостатков: Первое – при производстве модифицированного битума должна присутствовать гарантия высокого качества использованных компонентов, битума и полимера. Второе - обязательно должна обеспечиваться высокая совместимость битума и вводимого полимера. Третье – при одном проходе через коллоидную мельницу получается продукт, время дозревания которого составляет 12 и более часов. Четвертое – самое главное, однопроходные установки непрерывного принципа действия пригодны только для использования со стирол-бутадиен-стирол полимерами SBS.

При использовании многопроходных установок циклического принципа действия применяются все известные на сегодняшний день полимерные модификаторы битума, в том числе и резиновая крошка, различные специальные добавки. Выполнив несколько проходов через коллоидную мельницу, впоследствии гарантированно получается требуемый продукт высокого качества. Введение подходящего полимерного модификатора придает битумному материалу большую тепло – и морозоустойчивость, эластичность, повышенную сопротивляемость усталостным нагрузкам, повышает долговечность.

Технические особенности установок COMAP

На установках COMAP смешивание битума с полимером и другими добавками осуществляется в теплоизолированном смесителе округлой формы со встроенной спиралью подогрева термальным маслом, с использованием системы контроля температуры и уровня. Эффективность смешивания в первом смесителе обеспечивают три скоростные трехлопастные мешалки. Второй смеситель имеет тихоходную мешалку, позволяющую равномерно распределить компоненты смеси по всему объему перерабатываемой массы. Этот способ смешивания эффективно используется также и при производстве мастик и других составов, предполагающих большую, чем при модификации битума, вязкость.

Автоматическое дозирование битума и полимеров в установках COMAP позволяет с большой точностью контролировать процесс приготовления модифицированного битума. Гибкость комплектации установок, дает возможность использования различных вариантов применяемых устройств. Процесс дозирования полимеров происходит по принципу потери веса с использованием тензодатчиков.
Используя классическую систему ввода гранулированных, стружкообразных и порошкообразных полимеров посредством дозирующего шнека конвейерного типа, на установках COMAP предусмотрена к использованию линия ввода жидких добавок.
Все жидкие добавки вводятся непосредственно в первый смеситель, где происходит скоростное перемешивание битума с модификатором, в случае специальных рецептур, это позволяет дозировать адгезионные добавки и пластификаторы.

Компания COMAP в качестве наиболее эффективного теплового источника, применяет теплоноситель – горячее термальное масло. Обеспечивается подогрев всего необходимого оборудования: агрегаты установки по производству модифицированного битума, внутренние трубопроводы и все вспомогательные элементы (емкости, клапаны, битумные насосы, трубопроводы, задвижки). При поддержании температуры битума с помощью змеевиков масляного подогрева не происходит окисление и коксование битума, и он сохраняет свои первоначальные эксплуатационные характеристики.

При изготовлении модифицированного битума большое значение имеет продолжительность самого процесса и выбор оптимальной температуры. Масло подогревается в нагревателе масла и подается с помощью насоса к оборудованию, требующему нагрева. Нагрев масла выполняется с помощью автоматической горелки RIELLO (Италия). Такой способ нагрева считается наиболее экономичным и эффективным, что обусловлено высоким КПД и низким потреблением выбранного топлива. Хочется отметить, что при повышении температуры процесса приготовления смеси битума с полимером, у последнего происходит увеличение подвижности цепей макромолекул и расстояние между ними. Это благоприятно влияет на процесс набухания, а в последствии и получения качественного продукта. Температура вязкотекучего состояния 180-190°С, является оптимальной, макромолекулы полимеров типа СБС находятся на максимальном расстоянии друг от друга.
ВНИМАНИЕ! Помните, что длительное нахождение полимера при повышенной температуре действует на него негативно, в результате этого он теряет свои эластические свойства, а у битума активизируется процесс старения.
Коллоидная мельница COMAP - это самый главный агрегат установки по производству модифицированного битума. Мельницы обладают высокой надежностью и обеспечивают наилучшее качество измельчения частиц битума и полимера. Отличительная черта коллоидных мельниц COMAP – легкость и экономическая эффективность содержания, а также исключительная долговечность. Мельница имеет рубашку масляного обогрева, а также ручную регулировку зазора между ротором и статором. В конструкции мельницы предусмотрен хороший доступ для технического обслуживания и очистки агрегата изнутри. Привод мельницы обеспечивается электродвигателями мощностью от 75 до 160 кВт с частотным преобразователем для регулировки числа оборотов и производительности.

Роль коллоидной мельницы при производстве модифицированного битума заключается в обеспечении наилучшей дисперсии (гомогенизации), измельчении и перемешивании между ротором и статором битума и полимера. Смесь после этого становится однородной.
При измельчении полимера увеличивается удельная поверхность контакта смешиваемых компонентов, и ускоряются процессы набухания и растворения полимера. При правильном подборе полимера и его совместимости с исходным битумом при строгом контроле регламентированной техническими требованиями температуры процесса производства и последующего дозревания не выше 160°С, гарантированно получается необходимый нам, совершенно новый, качественный продукт прошедший модифицирование физической структуры и химических характеристик.
Компания COMAP использует свою систему, с использованием насоса для подачи на мельницу, которая позволяет осуществлять максимально эффективную работу по размельчению полимера независимо от вязкости материала.
Внешний шестеренчатый насос для подачи в мельницу имеет ряд основных назначений:
а) позволяет мельнице не производить всасывающее действие, а сконцентрировать имеющуюся мощность на размельчение поступающих компонентов;
б) он оснащен преобразователем регулировки производительности.
Нужно отметить, что установки, принцип действия которых не основан на использовании коллоидных мельниц, по заключению ряда ведущих производителей, применять нецелесообразно из-за получения продукта, который более похож на битум с улучшенными свойствами, чем на модифицированный.
Битум является «модифицированным», когда его реологические свойства и основные характеристики можно сравнивать с характеристиками используемого для его приготовления полимера.