| ФОРМУЛА Способ безотходного ремонта битумно-полимерного композитного кровельного покрытия, включающий снятие и измельчение старых кровельных покрытий, содержащих битум, в устройствах дробления, их загрузку и переработку в устройствах смешения, выгрузку и нанесение готового битумно-полимерного композитного материала в мастичном состоянии на кровельную поверхность, отличающийся тем, что постадийная термомеханическая безотходная переработка, в новый кровельный материал, сырья из случайного набора кровельных покрытий, включающих деградированный битум, армирующие материалы, минеральные и органические ингредиенты, а также пластификаторов и модификаторов из вторичных материалов, добавляемых по технологии приготовления, осуществляется в одном многофункциональном устройстве, в котором реализуется их интенсивное перемешивание и диспергирование, плавление, обезвоживание и удаление газов, пластификация, модификация и объемное (дисперсное) армирование в едином технологическом цикле, в котором постадийно осуществляется загрузка пластификатора (масляной фракции) в количестве 10 15% от массы грубо измельченного кровельного покрытия (далее - сырья) поэтапно загружаемого в устройство смешения и его одновременную активацию перемешиванием любом направлении и повышением температуры до +60°С в конце стадии; поетапная загрузка сырья порциями по 1/3 части от полезного объема камеры смешения с увеличением температуры смеси (1-я порция сырья до 10 минут при температуре смеси от +60 до +90°С; 2-я - до 10 минут при температуре смеси от +90 до +120°С; 3-я - до 10 минут при температуре смеси от +120 до +140°С) при непрерывном реверсивном перемешивании (не менее 1 минуты - в одном направлении) с момента загрузки 1-й порции сырья; увеличение теплового воздействия от +140 до +175°С при периодическом реверсивном перемешивании (до 10 минут перемешивание - до 10 минут перерыв: 1 цикл обработки смеси) в течение не менее 5 циклов; загрузка модификатора (эластомеров) в количестве 2 5% от массы загруженного сырья с предварительным снижением температуры смеси до +140°С при периодическом реверсивном перемешивании (не менее 2 минут перемешивания - до 8 минут перерыв: 1 цикл обработки смеси) в течение не менее 3 циклов; загрузка модификатора (полиолефинов) в количестве 1 6% от массы загруженного сырья, с одновременным увеличением температуры смеси до +150 170°С в конце стадии при периодическом реверсивном перемешивании (не менее 2 минут перемешивания - до 8 минут перерыв: 1 цикл обработки смеси) в течение не менее 4 циклов; выгрузка битумно-полимерного композитного материала проводится непосредственно на кровельную поверхность на месте и ко времени его использования, нанесение битумно-полимерного композитного материала проводится в виде бесшовного наливного покрытия толщиной не менее 15мм. |
КОМПОЗИТНОГО КРОВЕЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ
Способ безотходного ремонта битумно-полимерного композитного кровельного покрытия применяется в строительстве для восстановления и/или создания новых битумных кровельных покрытий, наносимых на плоские кровли на зданиях и сооружениях различного назначения.
Известен способ безотходного вторичного использования рубероида («Кровельные системы, материалы и технологии», ООО «Стройинформ», изд. «Феникс», 2006, стр. 17), заключающийся в том, что старая кровля снимается и измельчается, плавится в термогенераторе с электронагревом до 180°С, после чего масса укладывается на кровлю, иногда добавляется свежий битум.
Недостатком способа является то, что старые кровли выполнялись из материалов на окисленных битумах без модифицирующих добавок с теплостойкостью 80°С, что требует защиты верхних слоев гравием светлых тонов.
Известен способ восстановления кровель из битумсодержащих материалов (патент RU2203373). Способ используется при восстановлении старых и/или изготовления новых кровель из материала старых мягких кровель, выполненных из битумсодержащих материалов. Очищенную кровлю обрабатьгоают расплавленной грунтовкой на битумной основе. Старое рубероидное покрытие измельчают, перемешивают при нагревании и одновременно обезвоживают. Готовую массу наносят на огрунтованную поверхность, после чего эту поверхность обрабатывают расплавленным битумом. После охлаждения поверхность прикатывают ручным или механическим катком. Для защиты от прямого солнечного облучения и нагрева наносят дополнительный слой материала с низкой светопоглощающей способностью.
Недостатком способа является то, что не устраняется главный дефект старой кровли - застарелость битумного материала, т.е. баланс между мальтенами и асфальтенами дисперсной системы битума остаётся прежним. Переплавкой одномоментно и на короткий срок устраняется растрескивание и водонасыщение битумного кровельного материала без восстановления ресурса его водонепроницаемости. Тонкие слои грунтовки и наружного покрытия из свежего (стандартного) битума не решают проблему долговечности такого покрытия.
Известен способ восстановления кровель из битумсодержащих материалов (патент RU2145374). В способе восстановления кровель из битумсодержащих материалов, включающем очистку кровли от старого покрытия и последующее нанесение битумсодержащего материала, при очистке кровли снимают все слои старого покрытия, отделяют от основы старого покрытия битум путём его расплавления и слива. Отделение битума от основы старого покрытия и приготовление мастики производят на месте производства кровельных работ в передвижной установке, имеющей камеру нагрева старого покрытия с установленной в ней решетчатой корзиной для основы. Основу измельчают в измельчительной камере до достижения размера поперечного сечения частиц 0,01-2,0 мм не менее 25% полученных частиц, соединяют со слитым и/или новым битумом, перемешивают в камере смешивания при нагревании до образования пастообразной мастики, которую наносят на кровлю по крайней мере одним слоем толщиной 3-25 мм с последующей прикаткой. При этом основу могут измельчать до достижения длины 0,05-3,0 мм не менее, чем для 25% полученных частиц. Содержание битума или основы в мастике составляет по массе 0,9-1,1% их содержания в битумсодержащем материале старого покрытия. После нанесения на кровлю мастики, производят её прикатку воздействием катка массой 50-70 кг непосредственно или через слой рулонного или листового кровельного материала, который становится верхним слоем восстановленного покрытия.
Недостатком способа является то, что способ включает большой набор технических устройств имеющих узкое функциональное назначение: установка по отделению битума от основы; измельчительная камера; камера смешивания; каток, а также большое количество технологических операций: снятие старого кровельного покрытия; его предварительное измельчение для загрузки в установку по отделению битума; отделение битума от основы; измельчение основы; приготовление мастики путём смешения битума и измельченной основы; нанесение мастики на кровельную поверхность; покрытие мастики рулонным или листовым кровельным материалом; прикатку кровли катком. В способе не учитывается различие между новым битумом и застарелым битумом из восстанавливаемой кровли, что не обеспечивает стабильное качество кровельного покрытия.
Известен способ и установка для переработки и утилизации кровельных битумосодержащих материалов (патент RU2244731), согласно которому отходы измельчают, загружают в котел с топочной частью для расплавления битума и отделения его от картонной основы в присутствии жидкого контактного теплоносителя (отработанные масла и/или низкокачественные нефтепродукты). Нагрев отходов осуществляют в несколько стадий: на первой из которых отходы нагревают до температуры 100-110°С в течение 2 час, выдерживают на второй стадии в течение 1 часа для удаления 80% влаги, на третьей стадии в течение 30-60 мин нагревают отходы до температуры 180-235°С, расплавленный битум и картонную массу охлаждают до 140°С, картонную массу промывают в растворяющем битум реагенте (керосин или уайтспирит с дизельным топливом).
Недостатком способа является сложность самого процесса переработки кровельных отходов; получение на выходе процесса не готового продукта, а только полуфабриката, который требует дальнейшей переработки; использование в процессе переработки стандартных товарных компонентов - керосина или уайтспирита с дизельным топливом; необходимость разделения и сбора продуктов переработки, использование сопутствующих материалов переработки по отдельности: битумизированный картон для производства кровельных материалов и/или как топочный материал, жидкую фазу при производстве битумного лака, сажу - в производстве резинотехнических изделий или как краситель, или как пигмент. Отработанные масла и/или низкокачественные нефтепродукты используют только в качестве жидкого контактного теплоносителя.
Известен способ переработки битумных кровельных материалов (патент RU2251456), который включает измельчение битумных кровельных материалов, сортировку измельченного материала на битумный порошок и битумизированный картон, использование на стадии измельчения воды в количестве 1-15% от массы перерабатываемого материала (в воде могут растворять моющее средство), при этом обеспечивают высокоскоростное вращение ножей для создания мелкокапельного тумана, обволакивающего дробимый материал, исключая его налипание на внутренней поверхности камеры измельчителя, улавливают образующийся в процессе измельчения пылевидный битум, который вместе с битумным порошком подвергают переплавке одновременно с его дегидратацией. В результате рециклинга получают следующие материалы: вторичный битум - 60%; битумизированный картон - 30%; битумно- минеральный осадок - 10%.
Недостатком способа является: получение на выходе процесса не готового продукта, а только полуфабриката, который требует дальнейшей переработки; применение оборудования, габариты которого не позволяют разместить его в зоне проведения ремонтных работ (на кровле), необходимость сортировки измельченного материала на битумный порошок, битумизированный картон и минеральный остаток; а также необходимость транспортировки, складирования и накопления полученных компонентов перед запуском их в производство.
Задачей, на решение которой направлен заявленный способ, является создание всесезонного способа безотходного ремонта битумно-полимерных композитных кровельных покрытий, реализуемого с помощью многофункционального устройства, устанавливаемого непосредственно на кровельной поверхности, в котором осуществляется безотходная и малозатратная переработка сырья из застарелых гетерогенных битумсодержащих кровельных покрытий, которые предварительно демонтируются и измельчаются известными способами, путём их поэтапной термомеханической обработки до высокой степени однородности, поэтапного внесения в смешиваемый материал специальных добавок (ингредиентов) - модификаторов и пластификаторов для восстановления пластических, гидрофобных, адгезионных и прочностных свойств битумно-полимерного композитного материала до нормативных величин, его выгрузку, а также формирование из него наливного бесшовного кровельного покрытия известными способами.
Средневзвешенный групповой состав отработавшего битумного кровельного покрытия приведён в таблице 1.
Таблица 1
Задача решается за счёт того, что заявляемый способ ремонта битумно-полимерного композитного кровельного покрытия включает снятие (специальная обработка поверхности кровли после демонтажа покрытия не проводится) и измельчение старого кровельного покрытия известными способами, его поэтапную термомеханическую обработку с помощью многофункционального устройства смешения, реализующего технологические функции смешения и диспергирования, плавления, обезвоживания и удаления других газов из рабочей камеры смешения, пластификации, модификации и объемного (дисперсного) армирования в рамках единого технологического цикла (передела) по условной схеме: загрузка компонента 1 - воздействие1(стадия1), - загрузка компонента 2 - воздействие2 (стадия2), воздействиеЗ (стадияЗ), - - загрузка компонента - воздействиеМ(стадияН), включающей:
загрузку пластификатора (масляной фракции) в количестве 10-Н5% от массы грубо измельченного кровельного покрытия (далее - сырья) поэтапно загружаемого в устройство смешения и его одновременную активацию перемешиванием любом направлении и повьплением температуры до +60°С в конце стадии (пластификатор выполняет функцию жидкого теплоносителя); загрузку (поэтапную) сырья порциями по 1/3 части от полезного объема камеры смешения с увеличением температуры смеси (1-я порция сырья до 10 минут при температуре смеси от +60 до +90°С; 2-я - до 10 минут при температуре смеси от +90 до +120°С; 3-я - до 10 минут при температуре смеси от +120 до +140°С) при непрерывном реверсивном перемешивании (не менее 1 минуты - в одном направлении) с момента загрузки 1-й порции сырья (на этой стадии начинается: плавление застарелого битума и восстановление его коллоидной системы, инициируемой пластификатором, выпаривание воды, дезинтеграция фрагментов основы рубероида, диспергирование эмульсионной и дисперсионной составляющих расплавленной битумной смеси; дисперсное армирование расплавленного битума волокнами целлюлозы);
увеличение теплового воздействия от +140 до +175°С при периодическом реверсивном перемешивании (до 10 минут перемешивание - до 10 минут перерыв: 1 цикл обработки смеси) в течение не менее 5 циклов (на этой стадии заканчивается плавление битума); загрузку модификатора (эластомеров) в количестве 2 5% от массы загруженного сырья с предварительным снижением температуры смеси до +140°С при периодическом реверсивном перемешивании (не менее 2 минут перемешивания - до 8 минут перерыв: 1 цикл обработки смеси) в течение не менее 3 циклов;
загрузку модификатора (полиолефинов) в количестве 1 6% от массы загруженного сырья, с одновременным увеличением температуры смеси до +150+170°С в конце стадии при периодическом реверсивном перемешивании (не менее 2 минут перемешивания - до 8 минут перерыв: 1 цикл обработки смеси) в течение не менее 4 циклов (на этой стадии заканчивается удаление газов из смеси, модификация битума, пластификация и объемное структурирование смеси) ;
выгрузка и нанесение готовой смеси (битумно-полимерного композитного материала) на поверхность кровли осуществляется в виде наливного бесшовного покрытия толщиной 15+30мм (толщина нового покрытия зависит от количества переработанного сырья и дополнительных ингредиентов, внесенных в смесь).
Общее время технологического цикла изготовления битумно-полимерного композитного материала и нанесение наливного кровельного покрытия из него зависит от условий внешней среды.
В качестве вторичного сырья может использоваться материал поврежденного кровельного покрытия, изготовленного заявленным способом.
Срок использования кровельного покрытия, изготовленного этим способом в устройстве, реализующем функцию объемного структурного армирования композитного материала, увеличивается приблизительно в 2 раза.
Технический результат от создания способа заключается в уменьшении интегральной ресурсо- и энергоемкости ремонта плоских кровель за счет использования безотходной термомеханической переработки вторичных ресурсов - демонтированных битумных кровельных покрытий, кровельных деградированных битумов, отслуживших армированных материалов, пластификаторов и модификаторов из вторичных ресурсов и/или отходов производства, с помощью одного многофункционального устройства смешения, реализующего интенсивное перемешивание, диспергирование ингредиентов смеси и объемное армирование смеси до высокой степени однородности непосредственно на месте и к времени ее использования,
во восстановлении пластических, гидрофобных, адгезионных и прочностных свойств битумно-полимерного композитного материала до нормативных величин и его выгрузку и нанесении готового материала на кровлю известными способами в виде бесшовного наливного покрытия толщиной не менее 15 мм в едином технологическом цикле.