Производство асфальта

Министерство  образования и науки 
 
 
 
 
 
 

     Пояснительная записка:

     «Производство асфальта» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Пермь, 2011

Введение 

       Производство  асфальтобетонной смеси - это один из самых энергоемких процессов  дорожного строительства. 

       Асфальтовый бетон (асфальтобетон) - искусственный  строительный материал, получаемый в  результате затвердевания уплотненной  смеси минеральных заполнителей (щебень, песок, минеральный порошок) с органическим вяжущим (битум). Асфальтовые бетоны значительно более стойки к коррозионным воздействиям, чем цементные, но боятся воздействий жидких топлив и масел. Износостойкость асфальтовых бетонов выше, чем цементных.  Наиболее широкое применение асфальтовый бетон находит в строительстве при возведении магистральных, городских, аэродромных, дорожных, кровельных и других покрытий, гидротехнических, мостовых, промышленных, жилищно-гражданских и иных зданий и сооружений. На  каждом этапе производства асфальта происходит воздействие на окружающую среду.

       Целью данной работы является оценить потенциальное воздействие процесса «производство асфальта» на окружающую среду.

       Для достижения данной цели были выдвинуты  следующие задачи:

• рассмотреть стадии и технологическую схему производства асфальтобетона;
• выбрать функциональную единицу;
• составить контекстную диаграмму;
• построить функциональную модель процесса;
• рассмотреть источники выбросов загрязняющих веществ на асфальтобетонном заводе, а также мероприятия по защите окружающей среды.

 
 
 
 

       1. Общие сведения  об асфальтовом  бетоне

       1.1. Классификация асфальтовых  бетонов 

       Асфальтобетон – это бетон на битумном связующем, то есть это смесь минеральных компонентов (гравий, песок, минеральный порошок) и органического связующего (битум).

       1) По показателю бывает:

       - холодный;

       - горячий;

       2) По виду минеральной составляющей (заполнителя):

       - щебёночный;

       - гравийный;

       - песчаный;

       3) По вязкости применяемого битума:

       - горячий а\б - вязкие и жидкие;

       - холодный а\б - жидкие;

       4) По остаточной пористости

       - горячие а\б делятся:

       а) высокоплотные - от 1 до 2.5%

       б) плотные - свыше 2.5 до 5%

       в) пористые - свыше 5 до 10%

       г) высокопористые - свыше 10 до 18%

       - холодные а\б - свыше 6 до 10%

       5) По содержанию щебня:

       - горячий а\б:

       а) А - свыше 50 до 60%

       б) Б - свыше 40 до 50%

       в) В - свыше 30 до 40%

       - холодный а\б:

       а) Бх - свыше 40 до 50%

           б) Вх-свыше 30 до 40%

       6) По производственному назначению;

       7) По технологическим признакам  асфальтобетонной смеси в процессе  укладки.

       К основным классификационным признакам  асфальтобетонов относятся разновидность  крупного заполнителя, вязкость битумов, размеры зерен щебня или гравия, структурные параметры, производственное назначение.

       В зависимости от вида крупного заполнителя  асфальтобетоны разделяют на:

       - щебеночные, состоящие из щебня, песка, мин. порошка и битума;

       - гравийные, состоящие из гравия, песка, мин. порошка и битума;

       - песчаные, отсутствует крупный заполнитель (щебень или гравий).

       По  вязкости применяемого битума и по температуре укладки асфальтобетонной массы в конструктивный слой они  подразделяются на:

       - горячие, укладываемые при температуре не ниже 120°С;

       - теплые, укладываемые при температуре не ниже 70°С;

       - холодные, укладываемые при температуре не ниже 5°С.

       Кроме того, горячие и теплые асфальтобетоны в зависимости от использования  их в дорожной конструкции разделяют  на:

       - плотные - для верхних слоев покрытия дорог с остаточной пористостью от 2 до 7%;

       - пористые - для нижнего слоя и оснований дорожных покрытий, с

остаточной  пористостью от 7 до 12% по массе;

       - высокопористые - с пористостью 12 ... 18%.

       Плотные дорожные асфальтобетоны (горячие и  холодные) в зависимости от количественного  содержания в них крупного или  мелкого заполнителя подразделяют на пять типов: А, Б, В, Г, Д. Так, например, тип А содержит 50 ... 65% щебня; тип Б - 35 ... 50% щебня или гравия; тип В - 20 ... 35% щебня или гравия. 

       Кроме того, плотные горячие и теплые асфальтобетоны подразделяют на три марки - I, II, III в зависимости от качественных показателей.

       По  производственному назначению различают  асфальтобетоны: дорожные, аэродромные, гидротехнические, для плоской кровли и полов.

       По  технологическим признакам асфальтобетонной массы в процессе ее укладки и  уплотнения асфальтобетоны и растворы разделяют на:

       - жесткие;

       - пластичные;

       - литые.

       Для уплотнения жестких и пластичных масс применяют тяжелые и средние  катки. Литую асфальтобетонную массу  часто уплотняют специальными валками, легким катком или вовсе не уплотняют

       Для уплотнения жестких и пластичных масс применяют тяжелые и средние  катки. Литую асфальтобетонную массу  часто уплотняют специальными валками, легким катком или вовсе не уплотняют.

       1.2. Составляющие материалы  асфальтового бетона

       При изготовлении асфальтобетонной массы  используют щебень, гравий, песок, минеральный  порошок и битум.

       Щебень  применяют из изверженных и метаморфических  горных пород с пределом прочности  при сжатии не менее 100,0-120,0 МПа или  пород осадочного происхождения  с пределом прочности не менее 60,0-80,0 МПа (в водонасыщенном состоянии); для дробления горных пород на щебень чаще всего используют граниты, диабазы, базальты, известняки и доломиты, а также прочные доменные шлаки. Щебень или гравий должны быть чистыми, разделенными по фракциям 20...40, 10... 20 и 5... 10 мм с морозостойкостью не менее Мрз25; в мягких климатических условиях - не менее Мрз15. 

       Песок природного происхождения или полученный в результате дробления горных пород  с прочностью не ниже прочности щебня. Природные пески должны быть разнозернистые, чистые с модулем крупности более 2,0 и содержанием пылевато-глинистых частиц не более 3% (по массе).

       Минеральный порошок изготовляют путем измельчения  известняков и доломитов с  пределом прочности при сжатии не менее 20,0 МПа, а также доменных шлаков или асфальтовых пород. По степени  измельчения необходимо, чтобы порошок  проходил (при мокром рассеве) через  сито с отверстиями 1,25 мм, содержание же частиц мельче 0,071 мм было не менее 70% по массе, а частиц мельче 0,315 мм - не менее 90%.

       Битумы  бывают природные и нефтяные. Природные являются продуктом естественного видоизменения нефти. Они встречаются иногда в чистом виде, образуя озера, в виде твердых скоплений - асфальтитов, но чаще пропитывают горные породы - известняки, доломиты, песчаники. Содержание битума них 10-80%. Из этих пород битум получают путем экстрагирования с помощью различных растворителей.

       В основном применяют нефтяные битумы. Их стоимость в 5-6 раз ниже природных.

       По  способу получения нефтяные битумы делят на:

       - остаточные (остаток после отгонки  из нефти бензина, керосина  и части масел);

       - окисление (нефтяные остатки окисляют  кислородом воздуха в конвекторах  периодического или непрерывного  действия или в трубчатых реакторах,  называемые окислительными колонками;.

       Кроме указанных компонентов в процессе приготовления асфальтобетонной массы  иногда добавляют ПАВ, улучшающие качество готового асфальтобетона. Эти вещества позволяют удлинить сроки строительного  сезона, облегчить технологические  операции и увеличить долговечность  материала.

2. Технология производства

     Асфальтобетонные  заводы (АБЗ) производят асфальтобетон (АБ), именуемый в обычном разговорном языке словом «асфальт» и предназначенный для использования в дорожном строительстве.

     АБЗ обычно расположены на открытых площадках, так как подготовка АБ и его  укладка на дороги производится исключительно  в теплый период года при положительных  наружных температурах. В состав АБЗ входят следующие основные технологические компоненты:

• открытые склады хранения гравия или щебня;
• открытый склад хранения песка;
• закрытый склад хранения минерального порошка;
• дробилка (может отсутствовать);
• промежуточные склады хранения щебня (при наличии дробилки);
• сушильный барабан;
• установка пылеочистки газов сушильного барабана;
• смесительный агрегат (асфальтосмеситель);
• бункера готовой асфальтобетонной смеси;
• битумохранилище с оборудованием для подогрева и перекачки;
• битумонагревательная установка;
• емкости хранения мазута;
• транспортеры для перемещения минеральных компонентов.

     Склады  хранения каменных материалов предназначены для приема и долговременного хранения неорганических материалов для АБ (песка, гравия или щебня). Они представляют из себя открытые площадки, на которые исходный материал завозится на железнодорожных платформах или автотранспортом. Завоз материала может идти достаточно длительный период, включая холодный период года, до начала работы АБЗ.

     В зависимости от вида транспорта, используемого  для завоза материалов, склады оборудуются  соответствующими подъездными путями. После разгрузки материала его  перемещение по складу обеспечивается бульдозерами. Со складов материал подается передвижными транспортерами непосредственно в склады питания или, если требуется, к дробилке.

     Склад хранения минерального порошка предназначен для приема и временного хранения наиболее мелкой фракции неорганических материалов для асфальтобетонной смеси. Они представляют собой закрытые емкости (силоса), как правило, цилиндрической формы с коническим днищем, оборудованные устройствами для загрузки и дозирования порошка. Загрузка силосов осуществляется при помощи пневмотранспорта из цементовозов. В момент загрузки пневмотранспортом происходит активное пыление, поэтому силоса оборудованы устройствами очистки, в качестве которых чаще всего применяются рукавные фильтры, установленные непосредственно на крышке емкости силоса.

     Дробилка предназначена для измельчения крупных каменных материалов до размеров щебня, используемого в производстве АБ. Чаще всего дробление горных пород производится в карьерах, где они добываются, и на АБЗ поступает готовый гравий. Однако возможны ситуации, когда требуется добавочное измельчение каменных материалов до требуемых размеров. Наличие дробилки снижает зависимость АБЗ от поставщика материалов и позволяет обеспечить точное соблюдение требуемого фракционного состава компонентов асфальтобетонной смеси.