Технология кровельных и гидроизоляционных материалов - страница 16

1 – ёмкость для сырья; 2 – компрессорная установка; 3 – воздушная магистраль; 4 – паровая магистраль; 5 – обратная воздушная магистраль с ловушками; 6 – битумные кубы; 7 – насос; 8 – аварийная ёмкость; 9 – парообразователь; 10 – раздаточник; 11 – подающая магистраль; 12 – обратная магистраль; 13 – насос; 14 – куб

Рисунок 28 – Технологическая схема производства окисленного битума в установках непрерывного действия

Нефтяной битум более высокого качества получается в аппаратах трубчатого типа, работающих по непрерывной схеме. Трубчатый реактор состоит из серии вертикальных труб диаметром 200 мм и высотой 10 м, соединенных между собой переходными звеньями. Общая длина труб реактора – 310 м, рабочая вместимость – 9,75 м^>3.

С одного конца реактора осуществляется подача в него воздуха и битума – исходного и рециркулята, – а другой конец реактора соединен с сепаратором, где происходит отделение газа от битума. Газ сжигается в печи дожига, а битум частично идет на рециркуляцию, а частично в продуктовый бак.

1 – реактор; 2 – сепаратор; 3 – циклонная печь; 4 – продуктовый бак; 5 – продуктовый насос; 6 – насос сырьевой паровой; 7 – насос циркуляционный паровой; 8 – электродвигатель

Рисунок 29 – Аппарат трубчатого типа

Реакция окисления протекает при температуре от 260 °C до 270 °С. Производительность реактора – от 15 до 17 т/ч при получении битума с температурой размягчения в интервале от 85 °C до 95 °С по КиШ. Рециркуляция окисленного битума позволяет обеспечить устойчивость процесса окисления битума в реакторе. Чем больше кратность циркуляции, тем устойчивее протекает процесс окисления. Но увеличение коэффициента кратности циркуляции повышает расход электроэнергии, поэтому значение коэффициента поддерживают в пределах от 6 до 10.

Свойства зависят от структуры, состава и температуры. Полярность молекул характеризует распределение электрических зарядов на молекулах компонентов битумов. Она определяет адгезию, когезию, величину и скорость смачивания.

О полярности органических вяжущих судят по коэффициенту растворимости, рассчитываемому по формуле

где А – растворимость битума в метиловом спирте, %;

В – растворимость битума в бензоле, %.

Для нефтяных битумов значения коэффициента растворимости α изменяются от 5 до 35. Чем больше коэффициент растворимости, тем выше полярность и тем лучше сцепление битума с минеральными материалами. Адгезия битумов в отношении каменных материалов оценивается по сохранению плёнки на щебне в процессе кипячения его зёрен в воде.

Вязкость вязких битумов определяется по глубине проникновения иглы в битум в течение 5 с при температуре 25 °C либо в течение 60 с при температуре 0 °C. Определяемая при этом пенетрация является величиной обратной вязкости. Переход от пенетрации к динамической вязкости осуществляется по формуле Зааля

где ηн – динамическая вязкость, Па∙с;

П – пенетрация , град.

Вязкость жидких битумов характеризуется временем истечения, с, определённого количества битума через отверстие вискозиметра при стандартной температуре. Обозначение вязкости C^>5_>25 либо C^>10_>60, где верхний индекс характеризует диаметр отверстия, мм; нижний – температуру испытания °С.

При повышении температуры вязкость битумов снижается. Графическая зависимость вязкости битумов от температуры представлена на рисунке 30.

Рисунок 30 – Изменение вязкости битумов при нагревании