Асфальтбетон

КІРІСПЕ

 «КазГерСтрой»  холдингі 2007 жылы холдингтің құрылымдық  ядросына айналған «КазГерСтрой»  ҚК ЖШС- нің түрленуі арқылы  құрылды. Холдинг құрамына үш  құрылыс компаниясы, заманауи асфальтбетон  зауыты және Қазақстан Республикасындағы  қолданылатын құрылыс материалдарының  сапасын зерттейтін бірегей неміс  сынақ зертханасы кіреді. Кәсіпорын  штатында 800- ден астам қызметкерлер  жұмыс істейді.

«КазГерСтрой» холдингімен өнімділігі 160тонн/сағ  болатын заманауи асфальтбетон зауыты қолданысқа енгізілген. Зауыт Германияның  «Ammann» фирмасымен әзірленген және еуропалық сапа стандарттары мен экологиялық нормаларына сәйкес келеді.

«ҚазГерСтрой» ҚК ЖШС  ҚР СТ ИСО 9001:2001 стандарт талаптарына сәйкес сапа менеджменті енгізілген, жұмыс істейді және жетілдіріліп тұрады.

«КазГерСтрой» холдингі Қазақстан Республикасы жағдайында жол құрылысына қажетті озық шет  елдік және отандық технологияларға  ие. Ауа- райы жағдайына байланысты жер жабындысы тез қолданыстан шығады. Шет елдік жол жабындыларының қызмет ету мерзімінің ұзақтығы, соның ішінде Германия, жол жабындысының қызмет ету ұзақтығын анықтайтын негізді дұрыс дайындау болып табылады. Ол үшін біріншіден, жол құрылымының геологиялық меңгерілуі, сонымен қатар, инженерлік- техникалық ізденістер. Екіншіден, жол құрылысының сапасы компания қолданатын материалдар сапасымен және техникалық ресурстармен анықталады. Үшіншіден, адами ресурстар, жұмыс істеу тәжірибесі және өз ісіне деген жауапкершілік.

Осы курстық жұмыста  асфальтбетон сапасын жақсарту үшін жүргізілетін сынақ жұмыстары, сапаны жақсарту тәсілдері және сапаны жақсарту үшін қолданылатын жаңа технологиялар қарастырылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ЖАЛПЫ ЖАҒДАЙЛАР

1.1 Өнімнің сипаттамасы, классификациясы  және қызметтік тағайындалуы

Асфальтбетон – тығыздалған қиыршықтастардың, құмның, минералды ұнтақ және битум ерітіндісінен құралған құрылыс материалы^[1]. Асфальтбетондар үшін минералдық ұнтақты әктастарды, шлактарды және битумды әктастарды сындыру, ұсату арқылы дайындайды. Асфальтбетон қоспасын дайындауда ГОСТ 11954- 66 және ГОСТ 11955- 66 талаптарына жауап беретін мұнайлы тұтқыр және сұйық битумдар қолданылады. Асфальтбетонның беріктілігі және тұрақтылығы, көбінесе, қоспадағы битумның бірқалыпты таралуына байланысты.

Асфальтбетонның негізгі параметрлері және типтері

Асфальтбетон  қоспалары (одан әрі - қоспалар) және асфальтбетондар  минералдық құраушылардың түріне байланысты қиыршықтасты, малтатасты және құмды  болып бөлінеді.

Қолданылатын  битум тұтқырлығы мен төселетін  кездегі температурасына байланысты қоспалар бөлінеді:

Ыстық, тұтқыр және сұйық мұнайлы жолдық битумдар қолданылып дайындалатын және 120⁰С температурадан төмен емес температурада төселетін қоспалар;

Суық, тұтқыр және сұйық мұнайлы жолдық битумдарқолданылып дайындалатын және 5⁰С температурадан төмен емес температурада төселетін қоспалар.

Ыстық қоспалар және асфальтбетондар минералдық дәндердің өлшеміне байланысты бөлінеді:

Ірі дәнді, өлшемі 40мм- ге дейін;

Ұсақ дәнді, өлшемі 20мм- ге дейін;

Құмды, өлшемі 5мм- ге дейін.

Суық қоспалар ұсақ дәнді және құмды болып бөлінеді.

Ыстық қоспадан дайындалған асфальтбетондар қалдық кеуектілік шамасына байланысты бөлінеді:

Тығыздылығы жоғары, қалдық кеуектілігі 1- ден 2,5%- ға дейін;

Тығыз, қалдық кеуектілігі 2,5%- дан 5%- ға дейін;

Кеуекті, 5%-дан 10%- ға дейін;

Кеуектілігі жоғары, 10%- дан 18%- ға дейін.

Суық қоспадан дайындалған асфальтбетонның кеуектілігі 6%- дан 10%- ға дейін болады.

Қиыршықтасты  және малтатасты ыстық қоспалар мен  тығыздалған асфальтбетондардағы  қиыршықтас мөлшеріне байланысты келесі типтерге бөлінеді:

А, құрамындағы  қиыршықтас мөлшері 50- 60%- дан жоғары;

Б, құрамындағы  қиыршықтас мөлшері 40- 50%- дан жоғары;

В, құрамындағы  қиыршықтас мөлшері 30- 40%- дан жоғары.

Қиыршықтасты  және малтатасты суық қоспалар мен  сәйкес асфальтбетондар құрамындағы  қиыршықтас мөлшеріне байланысты Бхжәне Вх типтеріне бөлінеді. Ыстық және суық құмды қоспалар және сәйкес асфальтбетондар  құрамындағы құмның мөлшеріне байланысты келесі типтерге бөлінеді:

Г және Гх –  құмды електен өткізу және олардың  табиғи құммен қоспасы, табиғи құм мөлшері 30%- дан көп емес.

Д және Дх –  табиғи құм немесе табиғи құм қоспасы, құм мөлшері 70%- дан аз.

Тығыздылығы жоғары ыстық қоспалар және оларға сәйкес асфальбетондар құрамындағы  қиыршықтас мөлшері 50- 70%- дан артық.

Өндірістік  ғимараттарға еден төсегенде және жол  төсеуде асфальтбетон қолданылады. Өзге жабындыларға қарағанда ол өз қасиеттерімен ерекшеленеді – беріктілік, суға төзімділік, климаттық факторларға  тұрақтылық. Тегіс төселген асфальтбетон жабындысы тозбас бұрын біршама  уақыт қызмет етеді және әртүрлі  шаң мен кірден тазартылады. Асфальт өндіруде және жоғары сапалы өнім алуда сәттілікке жетудің кепілі – асфальт жасаудың ұйымдасқан үрдісі. Жұмыс басталмас бұрын, қалдық материал бірнеше тестілеу және талдау сатыларынан өткізіледі. Асфальт дайын болған соң да осындай процестерден өтеді, беріктілікке сынау, суға төзімділік, тұрақтылығы сыналады.

 

 

 

1.2 Өнім өндірісінің  технологиясы

Асфальтбетон зауытының технологиялық  сұлбасы

1- сурет. Асфальтбетон зауытының технологиялық сұлбасы

1. шаң ұстағыш

2. циклондар блогы

3. басқару кабинасы

4. битум қыздырғыш

5. дайын қоспаға арналған бункерлер

6. қоспалауыш

7. минералдық ұнтақ агрегаты

8. іріктеу құрылғысы

9. кептіргіш барабан

10. қоректену агрегатының бункерлері

Асфальт өндіру процесі қажетті температура  режимінде жүргізіледі және цехта  қажетті микроклимат жағдайын сақтау қажет. Жұмысшылар өндірістің барлық технологиялық үрдістерін қатаң түрде сақтайды және әрбір саты қатал тексерістен өткізіледі. Асфальтбетон өндірісі үшін автоматтандырылған жұмыстар кешені қолданылады.

Салқын, ылғалды құм мен қиыршықтас жүк  тиегіш көмегімен қоймадан қоректену  агрегатының бункерлеріне 10 беріледі. Салқын, ылғалды құм мен қиыршықтас қоректену агрегатының бункерлерінен  қоректендіргіштер көмегімен қоректендіру агрегатының төменгі жағында  орналасқан құрама ленталық конвейерге беріледі. Материал құрама ленталық конвейерден  салқын, ылғалды құм мен қиыршықтасты кептіргіш агрегаты барабанына 9 жүктейтін  көлбеу ленталық конвейерге беріледі. Барабанда құм мен қиыршықтасты кептіреді және жұмыстық температураға  дейін қыздырады. Материалды қыздыру  кептіргіш агрегатының пешінде  сұйық немесе газ тәрізді отын жағу есебінен жүзеге асады. Отынды жағу және материалды кептіру кезінде  бөлінетін шаң мен газдар шаңды  тұндыратын циклондар блогынан 2 тұратын  шаң ұстағыш құрылғыға беріледі. Ал тұндырылмаған шаң ылғалды  шаң ұстағыш арқылы ауланады және қақ түрінде айдалып шығарылады.

Жұмыстық  температураға дейін қыздырылған  құм мен қиыршықтас кептіргіш  барабаннан элеваторға жіберіледі, ал ол өз кезегінде оны қоспалауыш агрегаттың 8 іріктеу құрылғысына береді. Іріктеу  құрылғысы материалды дәндер өлшемдеріне  сәйкес фракцияларға бөледі және ыстық  материалдарға арналған бункерлерге  беріледі. Бұл бункерлерден әртүрлі  фракциядағы құм мен қиыршықтас дозаторға беріледі, ал ол жақтан қоспалауышқа 6 жіберіледі.

Минералдық  ұнтақ құрамына материалды сақтауға және тасымалдауға арналған жабдық кіретін  минералдық ұнтақ агрегатынан 7 беріледі. Минералдық ұнтақ агрегатына орнатылған дозатор көмегімен қоспадағы  ұнтақтың берілген мөлшері қамтамасыз етіледі. Ұнтақ дозатордан қоспалауышқа шнекпен беріледі.

Қоймада сұйық жағдайға дейін қыздырылған  битум, битум қыздырғышына 4 беріледі, онда құрғатылады және жұмыстық температураға  дейін қыздырылады.

Битум қыздырғыштан битум өткізгіш арқылы қоспалауыш агрегатқа беріледі, мөлшерленеді және қоспалауышқа түседі.

Қоспалауышқа  түскен барлық компоненттер араластырылады. Асфальт қоспалауыш қондырғы – бұл кептіру және араластыру агрегаттары, арнайы мамандандырылған бункер, битумға және минералдық ұнтаққа арналған әртүрлі контейнерлер. Мұның барлығы басқару пульті арқылы оператормен басқарылып отырады. Асфальт қоспалауыш қондырғыда жоғарғы беті белсенді заттарды битумға ендіретін әртүрлі құрылғылар бар. Автоматтандырылған қондырғыда асфальтбетон қоспасын алу бірнеше сатыдан тұрады. Бірінші, минералдық материалдар дайындалады және дозатор бункеріне беріледі. Асфальтбетон қоспасы үшін бұл уақытта қажетті материалдың қажетті мөлшері алынып жатады. Мұның барлығы кептіріледі және қажетті температураға дейін қыздырылады. Одан кейін минералдық материалдар фракциялар бойынша бөлінеді, алынған минералдық ұнтақ салқындатылған түрде салмақтық дозаторға, одан кейін араластырғышқа түседі. Бұл кезде битум қоймасынан араластырғышқа берілетін битумның қыздырылуы және берілуі жүріп жатады. Онда жұмыстық материалдар да енгізіледі, барлығы араластырылады, содан соң дайын өнім автомобиль- самосвалдарына артылады немесе жүк көтергіштер көмегімен дайын қоспаға арналған бункерлерге 5 бағытталады. Асфальт қоспалауыш қондырғыларды басқару кабинада 3 жүзеге асады. Мүндай типті асфальт қоспалауыш қондырғыларға өнімділігі 50т/сағ болатын ДС-158 және өнімділігі 200т/сағ болатын ДС-842 жатқызуға болады. Мұндай технологиялық сұлбамен жұмыс істейтін асфальт қоспалауыш қондырғылар сенімді қызмет атқарады және жоғары сапалы өнім береді.

1.3 Бақыланатын көрсеткіштердің номенклатурасы

Асфальтбетонның негізгі бақыланатын көрсеткіштерінің номенклатурасы: сығу және созуға беріктілік шегі, суға төзімділік, химиялық тұрақтылық, қолайлы төселгіштік, сызат түсуге тұрақтылық.

Сығу  барысындағы беріктілігі 50⁰, 20⁰, 0⁰С температураларда гидравликалық престермен анықталады^[1]. Температура жоғарылаған сайын асфальтбетон беріктілігі төмендейді. Асфальтбетон құрамындағы тұтқыр битум мөлшері артса, оның беріктілігі артады. Асфальтбетонның 6- 8 есе созғандағы беріктілігінен сыққандағы беріктілігі артық. Асфальтбетонды сығу және созу барысындағы беріктілік шегі оның құрамындағы минералдық дәндердің өзара ішкі үйкелісі мен ұстасуына байланысты. Ішкі үйкеліс бірлік көлемдегі дәндердің беттік жанасуына тәуелді, ал ұстасу (жабысу) – тұтқырғыштың минералдық бөлшектер бетіне жабысу күші мен битумдық плеканың қалыңдығына тәуелді. Қиыршықтастың, жасанды құмның қолданылуы үйкелісті күшейтеді, яғни, асфальтбетон беріктілігі артады. Бастапқы материалдардың сапасы мен құрамына тәуелсіз асфальтбетон беріктілігіне оның тығыздалу дәрежесі қатты әсер етеді. Асфальтбетон беріктілігі асфальтбетон жабындысының эксплуатациялық сапасын көрсететін маңызды көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Ол жабындының қирау шегін, сызат түсуге төзімділігін және ұзақ қызмет етуін анықтайтын көрсеткіш. Асфальтбетон жабындысының беріктілік мінездемелері температураға және жүктеме түрінен тәуелді болады. Ал температура ауытқуының әсерінен қирау себебін білу үшін әлсін деформация кезінде созылу беріктілігін білу қажет.

Суға төзімділік. Суға төзімділікті келесі шамалармен сипаттауға болады: қату және еру, температура, судың әсерінен беріктіліктің төмендеуі, механикалық тербеліс және өзге де жасанды әсерлер. ГОСТ 12801-98 стандарты бойынша асфальтбетонның суға төзімділігі үлгіні сығу кезіндегі беріктілігінің су әсер еткеннен кейінгі беріктілігіне қатынасы. Асфальтбетон мен судың әсерлесуі салдарынан асфальтбетонның құрылымды- механикалық қасиеттері – беріктілігі, пластикалылығы және т.б. қасиеттері өзгереді. Суға төзімділігі жоғары тау жыныстары мен шлактарынан жасалған асфальтбетонның қышқыл жыныстардан жасалған асфальтбетондарға қарағанда суға төзімділігі жоғары. Жаңадан дайындалған қоспа ылғалдылығы да асфальтбетонның сапасына елеулі түрде әсер етеді: оның ылғалдылығы неғұрлым жоғары болған сайын, асфальтбетон сапасы соғұрлым төмен. Асфальтбетон жасауда құрғақ және таза материалдардың қолданылуы оның суға төзімділігін арттырады.

Химиялық тұрақтылық – асфальтбетонның тұрақты тұтқырғыш материалының тобын сақтау қабілеті. Асфальтбетонның химиялық тұрақтылық қабілеті – оның тозу процесіне береді. Тұтқырғыш материалдың тозуы асфальтбетонның эксплуатациялық сапасын төмендетед, оны сынғыш етеді. Асфальтбетонның және оның тұтқырғыш компонентінің тозуын жылулық өңдеу әдісі немесе ұзақ қыздыру әдісі арқылы анықтайды. Жобалау барысында асфальтбетонның қандай жағдайларда жұмыс істейтіндігін ескеру қажет. Мысалы, 1%- ға жетпейтін көлемде минералдық тұздар болса, ол асфальтбетон құрылымының тез бұзылуына әкеліп соғады.

Қолайлы төселгіштік. Асфальтбетон қасиеті көбінесе дайындалған және тығыздалған қоспа сапасына тәуелді болады. Ыстық күйінде төселуге арналған қоспа төсеуге қолайлы болуы қажет. Қоспаның жылжуына битум тұтқырлығы маңызды әсер етеді. Битум тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, қоспа жылжығыштығы азаяды және оның тығыздалуы үшін жоғары дәрежедегі механикалық әсер қажет болады. Төсеуге ыңғайлы қоспа асфальт төсегіш көмегімен бірқалыпты төселеді, тығыздалу кезінде тез қалыптасады.

Сызат түсуге тұрақтылық. Асфальтбетонның сызат түсуге тұрақтылық көрсеткішін анықтау үшін оның созылу барысындағы беріктілік шегінің R серпінділік модуліне Е қатынасын аламыз. Асфальтбетонның созымдылыққа беріктілігі оның сызат түсуге қарсылығының басты факторы болып келеді: беріктілік неғұрлым жоғары болса, материалдың сызат түсуге тұрақтылығы соғұрлым жоғары болады. Серпінділік модулі асфальтбетон жабындысындағы температуралық жүктеме шамасына әсер етеді: ол неғұрлым жоғары болған сайын, температуралық жүктеменің мөлшері соғұрлым жоғары және жабындының сызат түсуге тұрақтылығы төмендей түседі. Сондықтан, бір жағынан беріктілікті арттыруға, ал екінші жағынан серпінділік модулін төмендетуге тырысу қажет.

2. ӨНДІРІСТІ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУ

2.1 Өнімнің өмірлік циклі стадиясын метрологиялық қамтамасыз ету

Пресс – қандай да бір заттың тығыздалуы үшін жоғары дәрежедегі қысым түсіруге, сұйықтарды сығуға, бұйым пішінін  өзгертуге, ауыр заттарды көтеруге және орнын ауыстыруға арналған құрылғы.  Құрылымы бойынша престер 4 типке  бөлінеді:

• Клинді
• Винтті
• Рычагты
• Гидравликалық

Гидравликалық пресс – бір жерге аз мөлшерде күш сала отырып, басқа жерде жоғарғы  күш алуға көмектесетін өндірістік машина. Гидравликалық пресс диаметрлері  әртүрлі, бір- біріне хабар беретін 2 гидравликалық цилиндрден және 1 поршеннен  тұрады. Цилиндр гидравликалық сұйықпен сумен, маймен немесе басқа да сұйықтармен  толтырылады. Паскаль заңы бойынша  қысым (аудан бірлігіне әсер ететін күш) тыныштыкта тұрған сұйықтың немесе газдың кез келген жерінде және кез  келген бағытта бірдей. Паскаль заңы гидростатиканың негізгі заңы болып  табылады. Гидравликалық пресс өндіретін  барлық зауыттар осы заңға сүйенеді.

Гидравликалық престер орын ауыстыру әдісі бойынша  горизонтальды және вертикальды  болып бөлінеді. Горизонтальды гидравликалық  престер әртүрлі бөлшектер мен  құрылымдарды майыстыру, шабу және түзету операцияларын орындауға арналған. Гидравликалық престі басқару үшін бір оператор жеткілікті. Вертикальды  гидравликалық пресс бөлшектер мен дайындамаларды престеу жиі қолданылатын машина жасау және транспортты жөндеу жұмыстары кезінде жиі пайдаланылады.