RU2450991C2

RU2450991C2 - Method to produce mineral powder for road concrete mix

Info

Publication number: RU2450991C2
Application number: RU2010132428/03A
Authority: RU
Inventors: Валентина Васильевна Ядыкина (RU); Валентина Васильевна Ядыкина; Анатолий Митрофанович Гридчин (RU); Анатолий Митрофанович Гридчин; Анна Ивановна Траутваин (RU); Анна Ивановна Траутваин
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2012-05-20
Also published as: RU2010132428A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method to prepare a mineral powder for an asphaltic concrete consists in sorting of sand and crushed stone by fractions, picking the fraction of 0.5-5 mm in the required quantity, its grinding into a mineral powder. Besides, the freshly ground mineral powder not later than in 10 minutes after grinding is previously mixed with 1-2% of bitumen, and then send into a silo for storage of a bitumen-mineral mixture for further dosing with asphaltic concrete components.

EFFECT: no deactivation of a mineral powder, its higher activity.

2 cl, 2 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к производству дорожно-строительных материалов, и может быть использовано при устройстве и ремонте покрытий автомобильных дорог, полов промышленных зданий.The invention relates to the field of road construction, namely to the production of road-building materials, and can be used in the device and repair of road surfaces, floors of industrial buildings.

Известен способ производства асфальтобетона, включающий приготовление минерального порошка непосредственно на асфальтобетонном заводе путем помола минерального материала фракции 0,5-5,0 мм (МПК⁶ E01C 19/10, B02C 13/06; заявка - 95115657/03, 05.09.1995).A known method for the production of asphalt concrete, including the preparation of mineral powder directly at an asphalt concrete plant by grinding mineral material fractions of 0.5-5.0 mm (IPC ⁶ E01C 19/10, B02C 13/06; application - 95115657/03, 09/05/1995).

Недостатком данного способа является то, что помол материала осуществляется в дезинтеграторе, так как данному помольному оборудованию присущ значительный износ рабочих органов, увеличивающийся при измельчении высокоабразивных материалов. Кроме того, при приготовлении асфальтобетона трудно совместить время, затрачиваемое на помол минерального порошка со временем его подачи в минеральную часть асфальтобетонной смеси. Это связано с тем, что минеральный порошок по данному способу должен поступать только в свежеразмолотом состоянии, так как только в этом случае повышаются физико-механические характеристики асфальтобетона.The disadvantage of this method is that the grinding of the material is carried out in a disintegrator, since this grinding equipment is characterized by significant wear of the working bodies, which increases when grinding highly abrasive materials. In addition, when preparing asphalt concrete, it is difficult to combine the time taken to grind the mineral powder with the time it was supplied to the mineral part of the asphalt mix. This is due to the fact that the mineral powder according to this method should be supplied only in a freshly ground state, since only in this case the physicomechanical characteristics of asphalt concrete increase.

Предложен способ приготовления минерального порошка для асфальтобетона, заключающийся в сортировке песка и щебня по фракциям, отборе фракции 0,5-5 мм в необходимом количестве, помоле ее на минеральный порошок, отличающийся тем, что свежеразмолотый минеральный порошок не позднее чем через 10 минут после помола предварительно смешивают с 1-2% битума, а затем направляют в силос для хранения битумоминеральной смеси для дальнейшей дозировки с компонентами асфальтобетона. Отличие заключается и в том, что измельчение материала осуществляется в шаровой планетарной мельнице. Из силоса активированный минеральный порошок поступает в асфальтосмеситель. В данном случае приготовление асфальтобетонной смеси осуществляется по технологической схеме на базе ДС-168 (фиг.1). За основу может быть взят другой асфальтобетонный завод.A method for preparing a mineral powder for asphalt concrete is proposed, which consists in sorting sand and gravel by fractions, selecting a fraction of 0.5-5 mm in the required amount, grinding it with mineral powder, characterized in that freshly ground mineral powder no later than 10 minutes after grinding pre-mixed with 1-2% bitumen, and then sent to a silo to store the bitumen-mineral mixture for further dosage with the components of asphalt concrete. The difference lies in the fact that the grinding of the material is carried out in a planetary ball mill. Activated mineral powder from the silo enters the asphalt mixer. In this case, the preparation of the asphalt mixture is carried out according to the technological scheme based on DS-168 (figure 1). The basis may be another asphalt plant.

Предлагаемый способ позволяет избежать дезактивации (потери активности) материала, так как происходит смешение битума с минеральным порошком, сразу после его помола. Нет необходимости соизмерять время размола материала со временем приготовления асфальтобетона. Более того, минеральный порошок, измельченный в шаровой планетарной мельнице, в сравнении с вибромельницей и вибрационным истирателем обладает наибольшей активностью.The proposed method allows to avoid deactivation (loss of activity) of the material, as there is a mixture of bitumen with mineral powder, immediately after grinding. There is no need to measure the grinding time of the material with the preparation time of asphalt concrete. Moreover, mineral powder, crushed in a ball planetary mill, in comparison with a vibratory mill and a vibration abrasion device has the greatest activity.

Минеральный порошок, формирующий микроструктуру асфальтобетона, имеет в своем составе тонкодисперсные частицы, которые обеспечивают физико-химическое взаимодействие с органическими вяжущими. При использовании свежеразмолотого минерального порошка происходит лучшее взаимодействие его поверхности с битумом, что положительно влияет на физико-механические характеристики и долговечность асфальтобетона, а именно смешение свежеразмолотого минерального порошка с битумом позволяет избежать его дезактивации, а помол минеральных материалов непосредственно на асфальтобетонном заводе позволяет использовать для производства в качестве минерального порошка не только известняк и доломит, но и местное сырье, а также имеющиеся отсев дробления горных пород или песок.The mineral powder, which forms the microstructure of asphalt concrete, contains finely dispersed particles that provide physico-chemical interaction with organic binders. When using freshly ground mineral powder, its surface interacts with bitumen better, which positively affects the physical and mechanical characteristics and durability of asphalt concrete, namely, mixing freshly ground mineral powder with bitumen prevents its deactivation, and grinding of mineral materials directly at the asphalt concrete plant allows it to be used for production as a mineral powder, not only limestone and dolomite, but also local raw materials, as well as available screenings crushing rocks or sand.

Предложенный способ включает в себя следующие технологические операции: предварительное дозирование минеральных материалов в агрегатах питания 1, поступление их по конвейеру 2 в сушильный барабан 3, нагрев и сушку минеральных материалов, сортировку песка и щебня по фракциям, отбор фракции 0,5-5 мм из дозаторов смесительного агрегата 4, временное хранение отобранных материалов в бункере для хранения 5, поступление битума из битумной емкости 6 и его нагрев, помол минеральных материалов на минеральный порошок, перемешивание полученного свежеразмолотого порошка с 1-2% предварительно нагретым битумом в смесителе 7 не позднее чем через десять минут после помола. Затем полученную битумоминеральную смесь направляют в силос для хранения 8. Необходимый для приготовления смеси активированный минеральный порошок поступает к смесительному агрегату из агрегата минерального порошка, в состав которого входит силос для хранения и транспортирования этого материала. С помощью дозаторов или питателей, установленных на агрегате минерального порошка или смесительном агрегате, обеспечивается заданное содержание минерального порошка в смеси. Остальное количество битума, необходимое для асфальтобетона, поступает в асфальтосмеситель из битумного агрегата 9. После перемешивания щебня, песка, активированного минерального порошка и битума полученная асфальтобетонная смесь поступает в бункер временного хранения смеси 10. В случае возникновения неполадок помольного агрегата или проведения своевременной его профилактики, минеральный порошок при приготовлении асфальтобетонной смеси может поступать из дополнительного силоса неактивированного минерального порошка 11. Однако в этом случае, заявленные результаты физико-механических показателей асфальтобетона не будут достигнуты. Контроль над всеми технологическими процессами, происходящими на асфальтобетонном заводе, осуществляется из кабины управления 12.The proposed method includes the following technological operations: preliminary dosing of mineral materials in power units 1, their entry through a conveyor 2 into a drying drum 3, heating and drying of mineral materials, sorting sand and gravel by fractions, selection of a fraction of 0.5-5 mm from dispensers of the mixing unit 4, temporary storage of the selected materials in the storage hopper 5, receipt of bitumen from the bitumen tank 6 and its heating, grinding of mineral materials into mineral powder, mixing of the obtained fresh zmolotogo powder with 1-2% of the preheated bitumen in the mixer 7 is not later than ten minutes after grinding. Then the obtained bitumen-mineral mixture is sent to the silo for storage 8. The activated mineral powder necessary for the preparation of the mixture enters the mixing unit from the mineral powder aggregate, which includes a silo for storage and transportation of this material. Using dispensers or feeders mounted on a mineral powder aggregate or mixing unit, a predetermined mineral powder content in the mixture is provided. The remaining amount of bitumen required for asphalt concrete enters the asphalt mixer from the bitumen aggregate 9. After mixing the crushed stone, sand, activated mineral powder and bitumen, the resulting asphalt concrete mix enters the temporary storage bin of the mixture 10. In the event of malfunction of the grinding aggregate or its timely prevention, mineral powder in the preparation of the asphalt mixture can come from an additional silo of inactive mineral powder 11. However, in m case the claimed results of physical and mechanical properties of asphaltic concrete will not be attained. Control over all technological processes occurring at the asphalt concrete plant is carried out from the control cabin 12.

Таблица 1Table 1 Физико-механические характеристики образцов асфальтобетона типа Б на минеральных порошках, измельченных в шаровой планетарной мельницеPhysico-mechanical characteristics of type B asphalt concrete samples on mineral powders crushed in a planetary ball mill ХарактеристикиCharacteristics Требования по ГОСТGOST requirements Измельчаемый материалChopped material ПесокSand КварцитопесчаникQuartzite Sandstone ГранитGranite Отходы ММСMMS waste ИсходныйSource СвежеразмолотыйFreshly ground ИсходныйSource СвежеразмолотыйFreshly ground ИсходныйSource СвежеразмолотыйFreshly ground ИсходныйSource СвежеразмолотыйFreshly ground Средняя плотность, кг/м³ The average density, kg / m ³ -- 22952295 23232323 23012301 23292329 23382338 23612361 23362336 23572357 Пористость минерального остова, % по объемуThe porosity of the mineral skeleton,% by volume 19%, не бол19%, not big 17,817.8 17,217,2 17,317.3 17,017.0 16,716.7 16,216,2 17,217,2 16,816.8 Водонасыщение, %Water saturation,% 1,5-41,5-4 4,754.75 3,993.99 2,432.43 2,192.19 3,183.18 2,772.77 2,362,36 2,102.10 Набухание, %Swelling% -- 0,890.89 0,750.75 0,710.71 0,640.64 0,750.75 0,650.65 0,690.69 0,610.61 Прочности при сжатии, МПаCompressive strength, MPa при +50°Cat + 50 ° C 1,0, не менее1,0, not less 0,90.9 1,21,2 2,12.1 2,52.5 1,41.4 1,81.8 2,22.2 2,72.7 при +20°Cat + 20 ° C 2,2, не менее2.2, not less 2,02.0 2,42,4 4,24.2 4,84.8 3,63.6 4,44.4 4,44.4 5,15.1 при 0°Cat 0 ° C 12,0, не более12.0, no more 10,910.9 9,39.3 10,710.7 10,010.0 11,211,2 10,110.1 10,410,4 9,59.5 ВодостойкостьWater resistance 0,85, не менее0.85, not less 0,650.65 0,800.80 0,810.81 0,920.92 0,750.75 0,890.89 0,850.85 0,970.97 Водостойкость при длительном водонасыщенииWater resistance with prolonged water saturation 0,75, не менее0.75, not less 0,540.54 0,680.68 0,750.75 0,890.89 0,680.68 0,840.84 0,800.80 0,960.96 ТеплостойкостьHeat resistance -- 2,22.2 2,02.0 2,02.0 1,921.92 2,572,57 2,442.44 2,02.0 1,891.89

Таблица 2table 2 Физико-механические характеристики образцов асфальтобетона типа Б на минеральных порошках, измельченных в вибромельнице и вибрационном истирателеPhysico-mechanical characteristics of type B asphalt concrete samples on mineral powders crushed in a vibratory mill and vibration abrasive ХарактеристикиCharacteristics Требования по ГОСТGOST requirements ВибромельницаVibratory mill Вибрационный истирательVibrating eraser ПесокSand КварцитопесчаникQuartzite Sandstone ПесокSand КварцитопесчаникQuartzite Sandstone ИсходныйSource СвежеразмолотыйFreshly ground ИсходныйSource СвежеразмолотыйFreshly ground ИсходныйSource СвежеразмолотыйFreshly ground ИсходныйSource СвежеразмолотыйFreshly ground Средняя плотность, кг/м³ The average density, kg / m ³ -- 22952295 23192319 23012301 23172317 22952295 23282328 23012301 23142314 Пористость минерального остова, % по объемуThe porosity of the mineral skeleton,% by volume 19%, не более19%, no more 17,817.8 17,317.3 17,317.3 17,117.1 17,817.8 17,517.5 17,317.3 17,117.1 Водонасыщение, %Water saturation,% 1,5-41,5-4 4,754.75 4,264.26 2,432.43 2,262.26 4,754.75 4,374.37 2,432.43 2,302,30 Набухание, %Swelling% -- 0,890.89 0,800.80 0,710.71 0,650.65 0,890.89 0,820.82 0,710.71 0,660.66 Прочности при сжатии, МПаCompressive strength, MPa при +50°Cat + 50 ° C 1,0, не менее1,0, not less 0,90.9 1,11,1 2,12.1 2,42,4 0,90.9 1,01,0 2,12.1 2,32,3 при +20°Cat + 20 ° C 2,2, не менее2.2, not less 2,02.0 2,22.2 4,24.2 4,74.7 2,02.0 2,12.1 4,24.2 4,54,5 при 0°Cat 0 ° C 12,0, не более12.0, no more 10,910.9 9,59.5 10,710.7 10,210,2 10,910.9 10,610.6 10,710.7 10,410,4 ВодостойкостьWater resistance 0,85, не менее0.85, not less 0,650.65 0,760.76 0,810.81 0,900.90 0,650.65 0,740.74 0,810.81 0,880.88 Водостойкость при длительном водонасыщенииWater resistance with prolonged water saturation 0,75, не менее0.75, not less 0,540.54 0,640.64 0,750.75 0,860.86 0,540.54 0,630.63 0,750.75 0,840.84 ТеплостойкостьHeat resistance -- 2,22.2 2,02.0 2,02.0 1,961.96 2,22.2 2,12.1 2,02.0 1,961.96

Таким образом, различные мельницы, в зависимости от способа воздействия на измельчаемый материал, дают продукты, характеризующиеся различной степенью дисперсности и активностью. Наиболее реакционноспособными являются материалы, измельченные в шаровой планетарной мельнице, наименее - в вибрационном истирателе. При этом в результате активации наблюдается более высокая интенсивность взаимодействия битума с поверхностью минеральных порошков по сравнению с неактивированными, что положительно отразилось на качестве органоминерального композита. Предложенный способ позволяет повысить качество и долговечность асфальтобетона, а также снизить издержки на его содержание.Thus, various mills, depending on the method of influence on the crushed material, give products with different degrees of dispersion and activity. The most reactive materials are those crushed in a planetary ball mill, the least reactive abrasive. Moreover, as a result of activation, a higher intensity of interaction of bitumen with the surface of mineral powders is observed compared with non-activated ones, which positively affected the quality of the organomineral composite. The proposed method allows to improve the quality and durability of asphalt concrete, as well as reduce the cost of its maintenance.

Claims

1. A method of preparing a mineral powder for asphalt concrete, which consists in sorting sand and gravel by fractions, selecting a fraction of 0.5-5 mm in the required amount, grinding it with mineral powder, characterized in that the freshly ground mineral powder no later than 10 minutes after the grinding is pre-mixed with 1-2% bitumen, and then sent to a silo to store the bitumen-mineral mixture for further dosing with the components of asphalt concrete.

2. The method according to claim 1, characterized in that the grinding of the material is carried out in a ball planetary mill.