Производство битумной кровельной горячей мастики

Министерство  образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО  «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия»

(СибАДИ)

Инженерно-строительный институт (ИСИ)

 

 

 

Кафедра СМ и СТ

 

 

 

 

 

 

Технологический регламент

 

«Производство битумной кровельной горячей мастики».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Иванина К.А.

студентка группы 31ПСКб

Проверил: Ушаков В.В.

к. т. н. доц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Омск - 2012

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

1. Общая характеристика  производства ……………………………………………………3

2. Характеристика выпускаемой  продукции……………………………………………….4

3. Характеристика исходных  материалов…………………………………………………..5

4. Описание технологического  процесса…………………………………………………...7

5. Нормы расхода материалов ……………………………………………………………...10

5. Техника безопасности  …………………………………………………………………....12

6. Правила приемки………………………………………………………………………….14

7. Методы испытаний………………………………………………………………………..15

8. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение………………………………..17

9. Спецификация  основного технологического оборудования  …………………………..18

Приложение 1……………………………………………………………………………...…20

Приложение 2…………………………………………………………………………………20

Список используемой литературы…………………………………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          

     1. Общая характеристика производства

 

Настоящий технологический регламент описывает  технологический процесс 

производства  битумной кровельной горячей мастики.

Мастика битумная кровельная (горячая) представляет собой  смесь, состоящую из нефтяных битумов (ГОСТ 1544-46 и ГОСТ 3147-46) и наполнителей (волокнистых или комбинированных, т. е. смеси волокнистых и пылевидных).

           Мастика (в разогретом состоянии) применяется: в качестве приклеивающего слоя при устройстве кровельных покрытий из битумных рулонных материалов (пергамин, рубероид, гидроизол, пропитанные битумом ткани и т. д.);для покрытия кровель с верхним слоем из беспокровных битумных материалов (пергамин, гидроизол);при ремонте покрытий из битумных рулонных материалов.

Готовят мастики  из вяжущих (битума, дегтя, песка) и сухих  наполнителей: торфяной крошки, мела, мелкого  асбеста № б или № 7, молотого шлака или известняка, древесной  муки, просеянных через частое сито. Наполнители снижают хрупкость  мастики при низких температурах, повышают ее теплостойкость, уменьшают  расход битума при пониженных температурах. Лучше всего применять волокнистые наполнители — асбест и древесную муку.

Для пожарной безопасности котел или бак, в  котором готовится мастика, рекомендуется  обмуровать кирпичом и укрепить над  ними тяжелую плотно закрывающуюся  крышку.

Посторонние примеси с расплавленного битума снимают сеткой, натянутой на проволоку, или консервной банкой с пробитыми  в дне отверстиями и укрепленной  на длинной ручке.

 

Режим работы:

  • 250 рабочих дней в год;
  • 21 рабочий день в месяц;
  • 2-сменная работа;
  • 8-часовой рабочий день.

 

Производительность  участка: 5000  тыс. тонн в год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           2. Характеристика выпускаемой продукции

    

    2.1. Мастику в зависимости от теплостойкости подразделяют на марки, указанные в табл. 1.

 

Т а б л и ц а 1

Марка

МБК-Г-55

МБК-Г-65

МБК-Г-75

МБК-Г-85

MBK-Г-l00

Теплостойкость, °С

55

65

75

85

100


 

2.2. В зависимости от марки мастика должна соответствовать требованиям табл. 2.

 

Таблица 2

 

Наименование

показателей

Норма для мастики марок

МБК-Г-55

МБК-Г-65

МБК-Г-75

МБК-Г-85

МБК-Г-100

1. Теплостойкость в течение 5 ч, °С, не менее

55

65

75

85

100

2. Температура размягчения по методу  «кольцо и шар», °С

55-60

68-72

78-82

88-92

105-110

3 Гибкость при температуре (18±2) °С на стержне диаметром, мм

10

15

20

30

40

4. Содержание наполнителя. % по массе: волокнистого

пылевидного

 

12-15

25-30

 

12-15

25-30

 

12-15

25-30

 

12-15

25-30

 

12-15

25-39

5 Содержание воды

следы


 

     2.3. По внешнему виду мастика должна быть однородной без посторонних включений и частиц наполнителя, антисептика или гербицида, не покрытых битумом.

На срезе  мастики площадью 50 см2 не должно быть более двух непропитанных частиц наполнителя, антисептика или гербицида размером более 0,4 мм.

 

 2.4. Мастика должна прочно склеивать рулонные материалы. При испытании образцов пергамина, склеенных мастикой, разрыв и расщепление образцов должны происходить по пергамину.

 

2.5. Мастика должна быть удобонаносимой: при температуре 160 — 180° С мастика массой 10 г должна свободно растекаться по поверхности пергамина размерами (50 х 100) мм ровным слоем толщиной 2 мм.

 

2.6. При транспортировании мастики в горячем состоянии возможно оседание наполнителя. При этом количество наполнителя (на разных уровнях транспортного средства) может отличаться от указанного в табл. 2 соответственно для волокнистого наполнителя не более чем на 3 %, а для пылевидного— 10 %.

 

 

 

 

 

3. Характеристика  исходных материалов

 

3.1. Битумное вяжущее

 

В качестве вяжущего для приготовления  мастики следует применять нефтяные кровельные битумы, соответствующие  требованиям ГОСТ 9548, и их сплавы, а также нефтяные дорожные битумы по ГОСТ 22245 и их сплавы с кровельным битумом марки БНК 90/30 (БНК 90/40).

 

3.1.1. Для уменьшения оседаемости наполнителей в битумное вяжущее следует вводить поверхностно-активные вещества (ПАВ).

В качестве ПАВ следует применять  анионные или катионные вещества.

Перечень  продуктов, применяемых в качестве ПАВ, приведен в приложении 3 к настоящему стандарту.

 

3.1.2. В битумное вяжущее, применяемое для изготовления мастик в зимних условиях, следует вводить: масло каменноугольное для пропитки древесины по ГОСТ 2770, масло сланцевое для пропитки древесины по ГОСТ 10835-78 или кукерсольный лак по техническим условиям, утвержденным в установленном порядке.

 

3.1.3. Температура размягчения и хрупкости битумного вяжущего для изготовления мастик разных марок должна удовлетворять требованиям табл. 3.

 

Таблица 3

Марка мастики

Температура размягчения битумного вяжущего по методу «кольца и шара», °С

Температура хрупкости битумного вяжущего, (С, не выше

МБК-Г-55

45—50

—18

МБК-Г-65

51—60

—15

МБК-Г-75

61—70

—13

MBK-Г-85

71—80

—12

МБК-Г-100

85—95

—10

     

 

Примечание. При введении пластифицирующих добавок в битумное вяжущее температура его размягчения может быть на 3—5°С ниже.

3.2. Наполнитель

 

3.2.1. Для приготовления мастики должны применяться волокнистые или пылевидные наполнители.

В качестве волокнистого наполнителя  следует применять хризотиловый асбест 7-го сорта по ГОСТ 12871-67.

В качестве пылевидного наполнителя  следует применять тонкомолотые тальк или талькомагнезит по ГОСТ 21235-75, сланцевые породы, известняки, доломиты, трепел или мел по техническим условиям, утвержденным в установленном порядке.

 

3.2.2. Для уменьшения оседаемости наполнителя при его помоле может быть введено ПАВ на основе синтетических жирных кислот, указанных в приложении 3 к настоящему стандарту. В этом случае ПАВ в битумное вяжущее не вводят.

Примечание. В случае, когда  в качестве наполнителя используют сланцевые породы, ПАВ не вводят.

 

3.2.3. Наполнитель для изготовления мастики должен удовлетворять требованиям

         табл. 4.

 

Таблица 4

Наименование показателя

Норма

1. Плотность (удельный вес), кг/м3 (г/см3), не более

2,7

2. Влажность % по массе, не более:

  

волокнистого наполнителя

5

пылевидного наполнителя

3

3. Зерновой состав:

  

волокнистого наполнителя

Проходит полностью через сито с

сеткой №  04

пылевидного наполнителя

Проходит полностью через сито с сеткой

№ 02, а остаток на сите с сеткой № 009-не более 10 %

 

3.3. Антисептики и гербициды

 

   3.3.1. В качестве антисептирующих добавок должны применяться кремнефтористый натрий по ГОСТ 87-77 или фтористый натрий по ГОСТ 2871-75.

В мастики с пластифицирующими  добавками антисептик не вводят.

 

    3.3.2. В качестве гербицидов должны применяться симазин по ГОСТ 15123-78 или аминная (натриевая) сольдихлорфеноксиуксусной кислоты (2, 4Д) по техническим условиям, утвержденным в установленном порядке.

Количество  антисептиков и гербицидов в составе  мастики должно соответствовать  требованиям СНиП II-26-76.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Описание технологического процесса

 

4.1. Горячие кровельные битумные мастики следует готовить в заводских условиях (например, на асфальтобетонных заводах), на централизованных установках строительных трестов в обогреваемых емкостях, оборудованных перемешивающими устройствами. Допускается изготовление мастик в построечных условиях.

 

4.2. Процесс приготовления битумного вяжущего состоит в обезвоживании и расплавлении битума, в сплавлении битумов, в введении в битум или сплав ПАВ и пластифицирующих добавок.

 

4.3. Первоначально в емкость загружают легкоплавкий битум, который обезвоживают при температуре 105-110 (С, после этого загружают битум марки БНК 90/30 (БНК 90/40) и при постоянной работе мешалки температуру битумного вяжущего доводят до 160 - 180

 

4.4. Количество кровельного битума марки БНК 90/30 (БНК 90/40), вводимого в расплавленный легкоплавкий битум, зависит от температуры размягчения смешиваемых битумов и определяется по формулам:

 

 

 

    где Бт - содержание в сплаве более тугоплавкого битума (марки БНК 90/30), %;

Бм - содержание в сплаве легкоплавкого битума, %;

t - температура размягчения битумного вяжущего для приготовления мастик, назначаемая в соответствии с табл. 3 настоящего стандарта;

tт, tм - температура размягчения, соответственно, тугоплавкого и легкоплавкого битумов.

 

    4.5. Для предотвращения вспенивания битума при нагревании следует добавлять пеногаситель марки СКТН-1, из расчета 0,01 г (2-3 капли) на 1 т битума.

 

   4.6. Добавки ПАВ, вводимые для уменьшения оседаемости наполнителя при транспортировке мастик при температуре не выше 130 (С, следует вводить непосредственно в битумное вяжущее или с наполнителем.

В битумное вяжущее вводят ПАВ в количестве 1,5 - 2 % от массы битумного вяжущего.

ПАВ в наполнитель  вводят при помоле в количестве 0,15 - 0,2 % от массы наполнителя.

 

   4.7. По согласованию с потребителем для работ в зимних условиях допускается вводить в количестве 3 - 8 % от массы битумного вяжущего пластифицирующие добавки. При введении пластифицирующих добавок вводить в битумное вяжущее ПАВ не следует.

 

   4.8. После отбора проб и определения температуры размягчения битумного вяжущего вводят наполнитель отдельными порциями при постоянном перемешивании.

 

   4.9.  Количество загружаемого наполнителя в каждой порции должно составлять 1/3 - 1/4 часть от потребного расчетного количества. При интенсивном подъеме пены, введение наполнителя прекращается до понижения уровня пены, после этого засыпку наполнителя возобновляют.

 

   4.10. После загрузки последней порции наполнителя варку мастики продолжают при температуре 160 - 180 (С при постоянном перемешивании до получения однородной смеси и полного оседания пены.

   4.11. Антисептирующие добавки в количестве 4 - 5 % или гербициды в количестве: симазина 0,3 - 0,5 %, аминной (натриевой) соли 2,4Д 1 -1,5 % от массы битумного вяжущего вводят отдельными порциями в 2 - 3 приема при постоянном перемешивании перед окончательным приготовлением мастики.

 

Основными показателями горячей кровельной мастики являются ее теплостойкость, гибкость и клеящая  способность; по ним и подбирается  приготовляемый состав.

Горячие битумные мастики готовят из битума марки  БН-IV и наполнителя. Для мастики с теплостойкостью 65° С разрешается использовать битум марки БН-Ш.

 

     При отсутствии битума БН-IV мастику допускается готовить из битума других марок, смешивая их для получения мастики упомянутой марки. Помимо этого битум марки БН-IV можно получить из одного легкоплавкого битума, окислив его до марки БН-IV. Окисление битума производится путем продувки его горячим воздухом.

Вначале подбирают  вяжущее, температуру размягчения  которого принимают на 5° С ниже необходимой температуры теплостойкости приготовляемой мастики (табл. 5).

В зависимости  от местных условий котел может  быть оборудован трубчатыми электрическими подогревателями или форсуночным  устройством с использованием в  качестве топлива солярового масла

 

    Для варки мастики применяют, также стандартный асфальтоварочный котел емкостью 0,6 м3 с обогревом любым видом топлива.

Загруженный в котел битум расплавляют  и обезвоживают до прекращения вспенивания. Затем при температуре 180° С в вяжущее постепенно при непрерывном перемешивании добавляют сухой наполнитель, пропущенный через сито с ячейками 4X4мм и подогретый до 110° С; наполнитель сушат в жаровнях.- Одновременно с наполнителем вводят антисептик (кремнефтористый или фтористый натрий) в количестве 3—5% от массы битумного  вяжущего.

 Рабочие, загружающие антисептик в котел, должны пользоваться респираторами и рукавицами.

Если сплав  вяжущего готовят без наполнителя, то его в соответствующем объеме вводят в транспортные термосы, или  закладывают непосредственно в  расходные бачки (на делянках). Если при загрузке наполнителя начнется усиленное вспенивание, то ее приостанавливают до понижения уровня кипящего сплава, после чего загрузку возобновляют. После загрузки последней порции наполнителя мастику варят до получения однородной массы и оседания пены.

   При изготовлении вяжущего из смеси битумов и дозировании их по массе необходимо вначале загружать в котел и обезвоживать легкоплавкий битум и затем постепенно отдельными кусками размером 80—100 мм тугоплавкий битум, доводя температуру сплава до 180° С.

При объемном дозировании битумов сплав приготовляют в трех котлах: в одном обезвоживают и расплавляют тугоплавкий битум, во втором — легкоплавкий, а в  третьем смешивают оба битума и нагревают сплав до температуры 180° С. Дозируют битум в этом случае мерным черпаком с учетом объемной массы битума, равного единице.

  В процессе плавления битума его необходимо периодически перемешивать ручной мешалкой и снимать плавающие на поверхности посторонние включения металлической сеткой.Количество разогретого битума или сплава битумов готовят не более чем на 2—3 ч работы, так как длительная варка ухудшает их качество.После полного обезвоживания и нагрева битума или сплава битумов их переливают из котла в термосы, куда добавляют подогретый наполнитель. Выбирают готовый битум из котла в построечных условиях черпаком, а также через краны или при помощи насосов, имеющихся в некоторых конструкциях котлов.

 

     Рабочее место для установки варочных котлов на строительной площадке организуют под навесом на открытом воздухе. По противопожарным требованиям и для удобства работ расстояние между варочными котлами и фронтом работ должно быть не менее 50 и не более 100 м. Котлы устанавливают на предварительно спланированной и утрамбованной площадке с некоторым наклоном от топки. Мастиковарочный завод представляет собой промышленное предприятие. В комплекс технологического оборудования завода входят приемные и распределительные устройства для создания запасов исходных компонентов (вяжущих веществ, наполнителей, антисептиков, добавок), дозировочные, варочно-смесительные блоки и устройства для выдачи готовых мастик, а также внутренний и внешний транспорт. Варочно-смесительные блоки работают по циклическому режиму, где отдельные технологические операции (дозировка, смешивание, варка, выдача) сменяют друг друга во времени. В соответствии с графиком готовую мастику развозят автогудронаторами по строительным площадкам.

     Мастику в зависимости от состояния транспортируют следующим образом: поставляемую в горячем состоянии — автогудронаторами, в холодном состоянии (как в таре, так и брусками) —любым видом транспорта;   при поставке без  тары мастика должна быть защищена; от1 увлажнения атмосферными осадками и солнечного облучения.

  Битумная ластика должна иметь хорошую склеивающую способность. Расщепление двух склеенных кусков пергамина при температуре 18±2° С должно происходить, по материалу, а не по мастике. При разрывании двух склеенных полосок пергамина при температуре 18±2°С разрыв также должен происходить по  пергамину.

Кровельная  битумная мастика не должна иметь  видимых частиц; наполнителя, не покрытых вяжущим, видимых посторонних включений  и примесей. При нагревании до температуры 100°С мастика не должна вспениваться и должна сохранять однородность структуры. Остывшую мастику необходимо подогревать и перемешивать.

 

 


 

 

 

            

 

      

5. Нормы расхода материалов

 

Нормы расхода сырьевых материалов приведены в таблице:

 

 

Наименование материалов

Расход материалов

кол-во, %

на 1 м3 , кг

в сутки, кг

в месяц, тонн

в год, тонн

1

2

3

4

5

6

1. Битум 

40

400

7933,3

166,6

2000

Наполнители:

          

2.  волокнистые - из асбеста 6-го или 7-го сорта

10

100

1981,1

41,6

500

3.  комбинированные - из асбеста и пылевидных материалов (известь-пушонка, зола, молотый известняк, шлак и др.)

20

200

3966,6

83,3

1000

4. пылевидные

25

1,1

4962,0

104,2

1250

5. антисептики (кремнефтористый или фтористый натрий) и гербициды

5

50

992,1

20,8

250

6. Тара на 40 кг. (ведро с крышкой),шт

-

-

496

10416

124992

7. Этикетка, шт

-

-

496

10416

124992


 

 

Состав горячих битумных мастик подбирают по теплостойкости, значение

которой указывают в марке  мастики (МБК-Г-65 — мастика битумная кровельная горячая, теплостойкость 65 °С)

 

 

 

Запас исходных материалов на складе должен соответствовать 10 суточной потребности участка.

 

Емкость склада готовой продукции должна соответствовать 20 суточной производительности участка по производству акриловой краски.

 

 

 

Емкости складов указаны  в таблице:

 

Наименование материалов

Емкость склада, тонн

исходных материалов

готовой продукции

1. Битум 

159

–

Наполнители:

    

2.  волокнистые - из асбеста 6-го или 7-го сорта

40

–

3.  комбинированные - из асбеста и пылевидных материалов (известь-пушонка, зола, молотый известняк, шлак и др.)

80

–

4. пылевидные

100

–

5. антисептики (кремнефтористый или  фтористый натрий) и гербициды

20

–

6. Тара на 40 кг. (ведро с крышкой),шт

10

–

7. Этикетка, шт

10

–

8. Битумная кровельная горячая  мастика

-

419


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Техника безопасности

 

6.1. Битумная кровельная горячая мастика является горючим материалом с температурой вспышки 240—300°С. При изготовлении и применении мастик должны соблюдаться требования главы СНиП III-А.11-70.

 

6.2. При производстве, сливе, наливе и отборе проб мастик следует применять спецодежду и индивидуальные средства защиты согласно «Типовым отраслевым нормам бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений», с дополнением к ним, утвержденным постановлением Государственного комитета СССР по труду и социальным вопросам и Президиумом ВЦСПС 6 июля 1978 г. № 226/П9—4.

 

6.3. В случае загорания небольших количеств мастики пожар следует тушить песком, кошмой, специальными порошками, пенным огнетушителем; развившиеся пожары—пенной струей или водой от лафетных стволов.

 

6.4 При производстве и применении мастик возможна миграция в воздушную среду вредных веществ, ПДК которых не должна превышать значений, указанных в табл.№2:

 

Таблица №2

 

 

Наименование

ПДК в атмосферном воздухе,мг\м3 , макс. Разр\ср. сут, по ГН 2.1.6.1338-03

ПДК в атмосфере раб. Зоны, мг\м3 , макс. Разр.\ср. смен, по ГН 2.2.5.1313-03

Углеводороды алифатические предельные С1-С10

5\1,5

900/300

Бензол

0,3\0,1

15/5

Метилбензол(толуол)

0,6

150/50

Диметилбензол(ксилол)

0,2

150/50

Этилбензол

0,02

150/50

1,2,4-Триметилбензол(псевдокумол)

0,04/0,015

30/10

Сера диоксид

0,5/0,05

10

Проп-2-енонитрил(акрилонитрил)

-\0,03

1,5\0,5

Проп-2-еновая(акриловая) кислота

0,1\0,04

15\%


 

Определение вредных веществ необходимо проводить  по методике, утвержденной Минздравом.

 

6.5. В соответствии с нормами радиационной безопасности(НРБ -99) СП №2.6.1.758-99 от 02.07.99 А эффективная мастики ПРОФИКС не должна превышать 370 Бк\кг.

 

6.6. При производстве и промышленном применении мастики должна быть оборудованна общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением и местная вытяжная вентиляция, герметизация оборудования, автоматизация и механизация технологического процесса производства мастики.При производстве и применении мастики необходимо соблюдать требования СП 2.2.2.1327-03 и СанПиН 2.1.6.1032.

6.7. Лица, занятые в производстве и промышленном применении мастики должны проходить предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры в соответствии с действующим законодательством.

 

6.8. Общие требования безопасности в процессе приготовления мастик определяются требованиями ГОСТ 12.3.002.

Требования  к оборудованию – по ГОСТ 12.2.003.

 

6.9. Безопасность работ должна обеспечиваться соблюдением инструкций по охране труда при эксплуатации производственного оборудования.

Общие требования к пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004.

Производство битумной кровельной горячей мастики