dorozhnostroit

Для очистки от кокса и возможных твердых осадков поворотные колена экранных труб выполняют съемными и располагают вне зоны горения топлива.

310

стве вяжущего материала при строительстве и ремонте дорожных покрытий имеет место их использование также в эмульгированном виде, т. е. раздробленными в воде. Кроме вяжущего материала и воды в состав эмульсии входит в небольшом количестве ( 2 - 5 % ) вещество, называемое эмульгатором, которое предохраняет капельки от слияния. В качестве эмульгаторов используются сосновая смола, сульфатное мыло, соапсток, асидол и другие продукты нефтяной и химической промышленности. При смешении минеральных материалов с эмульсиями последние распадаются, и выделенный при этом битум прилипает к поверхности минеральных частиц, а вода удаляется из смеси или испаряется. В зависимости от скорости распада эмульсии разделяются на быстрораспадающиеся - при продолжительности распада менее 5 мин; среднераспадающиеся, если продолжительность распада равна 5 мин, и медленнораспадающиеся — при продолжительности распада более 5 мин.

В отличие от битумов и дегтей, применяемых в горячем состоянии, эмульсии применяются в холодном виде. Это позволяет производить работы с эмульсиями в холодную погоду и с влажным каменным материалом и тем самым удлинить дорожно-строительный сезон и увеличить коэффициент годового использования парка машин. Применение эмульсии в ряде случаев позволяет уменьшить расход вяжущего материала до 3 0 - 3 5 % .

При строительстве дорожных покрытий и оснований с эмульсиями применяются обычные дорожные машины. Уплотнение этих объектов катками должно закончиться до начала распада эмульсий.

Существует несколько способов эмульгирования: механический, акустический, химический, барботирование и др. При любом способе существенную роль играют физико-механические факторы, зависящие от активности и концентрации битума и эмульгатора, теплового режима, технологии работ и т. п.

При механическом способе битум в основном дробится под воздействием механических усилий: удара, скалывания, растяжения, сжатия, трения и т. п.

При акустическом способе звуковые или ультразвуковые волны пронизывают эмульгируемые жидкости и вызывают в различных точках частиц битума разные ускорения, под воздействием которых частицы разрываются на части.

311

При химическом способе под воздействием химических реакций (при введении в жидкости высокомолекулярных кислот) снижается межфазное поверхностное натяжение на границе раздела "битумводный раствор эмульгатора", благодаря чему дробление происходит при незначительном усилии, которое достигается простым встряхиванием или механическим и пневматическим перемешиванием (барботированием),

Для получения эмульсии применяются эмульсионные машины, называемые в технической литературе гомогенизаторами, диспергаторами, коллоидными мельницами, эмульсаторами и т. п. В дальнейшем эмульсионные машины будем называть гомогенизаторами.

Основным типом машин для механического эмульгирования является одноконусный гомогенизатор (рис. 11.43). Он состоит из чугунного корпуса с двумя боковыми крышками, внутри которого расположен на подшипниках ротор, состоящий из двух дисков. На одном из дисков имеются четыре радиальных выступа, выполняющие роль перемешиваю-

312

Внутренняя поверхность корпуса выполнена конической и имеет одинаковую конусность с рабочими поверхностями дисков ротора. Конусность равна 1:15. Длина образующей одного диска 0,038 м. Регулирование зазора между коническими поверхностями дисков и корпуса осуществляется специальным механизмом. При вращении штурвала механизма происходит осевое перемещение вала с ротором, и благодаря конусности изменяется зазор между ротором и корпусом. Частота вращения ротора 2500 в минуту.

Эмульгируемые жидкости поступают по приемному каналу в левой крышке внутрь машины и под действием центробежных сил вращающегося ротора продавливаются с большой скоростью через зазор, где битум дробится на мелкие капельки и перемешивается водным раствором эмульгатора. Готовая эмульсия вытекает из каналов в нижней части крышек корпуса.

Производительность гомогенизатора 1,7 л / с . Она может быть при необходимости увеличена в несколько раз. Для этого эмульгируемые жидкости необходимо подавать в гомогенизатор под давлением в 5 • 10Э Н / м 2 и более.

Разновидностью одноконусного гомогенизатора является пятиконуспый (многощелевой) конструкции В. В. Назарова, у которого ротор и статор имеют пять концентрических конических поверхностей (рис.11.44).

В рабочем положении выступы ротора входят во впадины статора, образуя пять зазоров, в которых происходит эмульгирование.

В настоящее время промышленностью осваиваются гомогенизаторы дискового типа (рис. 11.45). На вертикальном валу укреплены гори-

313

лением специальным насосом подается в гомогенизатор. Сюда же, в гомогенизатор, аналогичным способом подается из битумоплавильни битум при температуре 140-150° С. Готовая эмульсия вытекает непрерывным потоком из гомогенизатора в резервуары для хранения и оттуда отпускается потребителю. Концентрация битума в эмульсии регулируется визуально изменением величины струи битума и водного раствора эмульгатора.

При выборе угловой скорости ротора необходимо учесть ее критическое значение, при котором может произойти разрушение вала. Для определения критического значения вначале рассчитывают максимальный прогиб вала /п по формуле:

вала, м; £ = 2' 10" - модуль упругости, Па; / = 7rrfV64 - экваториальный момент инерции, м4; d - диаметр вала, м.

315

Далее находят критическое значение частоты вращения (мин'1) по формуле:

Фактическая частота вращения (мин1 ) вала должна быть

На процесс эмульгирования большое влияние оказывает характер потока эмульгируемых жидкостей, оцениваемый критерием Рейнольдса

Критическая величина критерия Рейнольдса, при которой поток приобретает турбулентный характер при концентрации эмульсии 50% и температуре эмульгирования 50°С, равна примерно 105.

Эта критическая величина применяется также для сравнительной оценки гомогенизаторов. Предпочтительнее гомогенизаторы, обладающие более развитой турбулентностью.

При проектировании однотипных гомогенизаторов разной произ-

где г - радиус ротора, м; п - частота вращения ротора, мин1; а — полови-

316

где Лд ~ динамическая вязкость смеси битума с водным раствором эмульгатора при 50-процентной концентрации и температуре 50°С, Пах; Я - длина образующей ротора, м.

Приведенная формула не учитывает величины пусковой мощности,

установки с акустическим вибратором. Схема такой установки показана на рис. 11.47, а, б.

ц

- о

Она имеет бак с мешалкой, в котором растворяется эмульгатор, расходный бак для водного раствора эмульгатора, эмульсионный бак с

Глава 12. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

12.1.Классификация бетоносмесителей

Современные бетоносмесители классифицируют:

-по принципу смешивания материалов - на бетоносмесители свободного (гравитационного), принудительного и комбинированного смешивания;

-по характеру протекания технологического процесса - на бетоносмесители циклического (периодического) действия и непрерывного действия;

-по степени мобильности - на стационарные, перебазируемые, передвижные и автобетоносмесители;

-по способу загрузки - на бетоносмесители со скиповым ковшом,

Кроме перечисленных принципиальных признаков смесители классифицируются по конструктивным признакам: по типу привода, числу двигателей, форме смесительного барабана, типу перемешивающего устройства, расположению оси перемешивающего устройства в пространстве, способу разгрузки и т. п. Классификация по этим признакам приводится ниже применительно к конкретным типам бетоносмесителей.

12.2.Гравитационные бетоносмесители

Гравитационный бетоносмеситель представляет собой вращающийся барабан, к внутренним стенкам которого прикреплены под определенными углами лопасти. При вращении барабана материал силами трения, а также лопастями поднимается на некоторую высоту и затем свободно падает вниз. При этом образуются определенные радиальные

319