ЗАПОЛНЯЮЩИЕ КОМПОНЕНТЫ В ИСК НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ
Для производства асфальтового бетона используются крупно- и мелкозернистые заполнители, т. е. щебень или гравий и песок.
Щебень изготовляют из прочных морозостойких невыветрелых горных пород магматического, осадочного или метаморфического происхождения, а также некоторых разновидностей атмосферных и прочных шлаков. Чаще других пород употребляют граниты, габбро, диабаз, базальт, андезиты, гнейс, трахиты, известняки и доломиты. Предпочтительнее применять изверженные основные породы, а из шлаков — доменные и цветной металлургии, если последние не вызывают экологических сомнений в их качестве и составе. Не применяются горные породы выветрелые и затронутые выветриванием, со значительным содержанием глинистых примесей — мергели и мергелистые известняки, глинистые песчаники и глинистые сланцы. В щебне не допускается глинистых и пылеватых фракций свыше 2% по массе, тем более комков глины, суглинка и других загрязняющих веществ. Ограничивается применение метаморфических пород, так как кварцит нуждается в добавлении извести, цемента или других активизаторов, без которых он показывает слабое сцепление с битумом, а гнейсы и сланцы дают при дроблении в щебень повышенное количество плоской щебенки (лещадки), мрамор — дорогостоящий сырьевой материал, используемый в декоративном строительстве. Из осадочных пород распространены в производстве асфальтового бетона гравийные материалы в дробленом состоянии, из скальных пород — известняк.
Горные породы магматического и метаморфического происхождения принимаются с пределом прочности при сжатии в водонасы-щенном состоянии не менее 100 МПа, а осадочные породы и доменные шлаки — не менее 80 МПа. Для нижнего слоя дорожных покрытий требования к прочности камня снижаются на 20—25%. Важно, чтобы щебень был однородным по прочности и содержал щебенок пластинчатых (лещадки) и игольчатых (пальцы) с отношением взаимно перпендикулярных измерений больше 2 не более 15% по массе для верхнего и 25% — для нижнего слоев асфальтового бетона в покрытии.
Независимо от происхождения горной породы щебень из нее должен выдерживать не менее 50 циклов испытания на морозостойкость для верхнего и 25 — для нижнего слоев покрытия, причем потеря в массе допускается соответственно не более 5 и 10%. Щебень должен быть по возможности кубической формы, что зависит не только от структуры и сложения пород, но и от режима дробления камня. Рекомендуется двух- или трехступенчатое дробление с завершающим пропуском материала через щековую дробилку с шириной щели, равной максимальному размеру щебня. Крупность щебня обычно находится в пределах от 3—5 до 40 мм; для верхнего слоя покрытия она ограничивается более узким интервалом фракций.
Гравий, как правило, неоднороден по минералогическому составу и вследствие гладкой поверхности или утраты своей свежести дает слабое сцепление с асфальтовым вяжущим веществом. Поэтому принято не менее 50% гравия дробить перед применением его в составе асфальтобетона. Кремнистых частиц в щебне, полученном дроблением гравия, должно содержаться не более 25%, а зерен слабых пород — не более 10% по массе.
В целях обеспечения однородного гранулометрического состава щебень или дробленый гравий при хранении сортируется по фракциям: 20—40; 10—20; 5(3)—10 мм.
В соответствии с теорией ИСК допускается понижать предел прочности камня для заполнителя в асфальтовом бетоне. Минимальный уровень ее зависит от расчетной прочности асфальтового вяжущего вещества оптимальной структуры (R') при Б*/П, (где Б — количество битума, П — количество минерального порошка по массе), которая составляет верхний предел прочности камня. Нижний ее предел устанавливают по реальному отношению Б/П в асфальтобетоне. И тогда требуется тщательная проверка асфальтового бетона на полный комплекс показателей его физико-механических свойств. Переход к низкопрочным породам камня связан не с кажущимся упрочнением камня под влиянием органического вяжущего вещества, а со снижением внутреннего напряжения (релаксацией) в пленках битума или прослойках асфальтового вяжущего вещества. На щебень передаются пониженные напряжения по сравнению с реально приложенными. По этой причине при низкой прочности камня всегда предпочтительнее асфальтовые бетоны порфировой оптимальной структуры, когда асфальтовяжущее вещество особенно рельефно выступает как матричная часть в виде каркаса.
Песок применяют природный и искусственного дробления; из природных песков — горные, речные, морские, озерные и др. Всегда желательно использовать пески с более остроугольными частицами, поэтому чаще — горные, предварительно разделенные по фракциям, а затем получаемые смешением отдельных фракций в определенных соотношениях (по массе), найденных опытным путем. Пески разделяют на две фракции: крупную и мелкую. За граничную фракцию при разделении песка принимается либо 1,25 мм, либо 0,63 мм в зависимости от крупности этого материала. Модуль крупности песка должен быть по возможности выше 2,5; содержание зерен крупнее 0,63 мм — не менее 50%. Но могут использоваться пески и средней крупности с модулем крупности 2,5—2,0 с содержанием зерен крупнее 0,63 мм в количестве 35—50% по массе.
Дробленый песок получают из невыветрелых и, по возможности, некарбонатных горных пород, или кристаллических металлургических шлаков, имеющих прочность не ниже прочности щебня, применяемого в асфальтовом бетоне. В дробленом песке рекомендуется иметь не менее 25% по массе фракции 0,63—2 мм, что регулируется добавлением высевок от отходов камнедробления. В процессе проектирования оптимального состава асфальтового бетона может быть обосновано применение некоторой доли мелких песков с модулем крупности, меньшим 2,0. Максимальный размер зерен песка 3 или 5 мм. Гранулометрический состав песков определяют просеиванием через сита с размером отверстий 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,30; 0,14 мм.
Сквозь сито с отверстиями 0,14 мм (сито № 014) должно проходить не более 15% принятой пробы. В песке не допускается комков глины, суглинков, а количество пылевидных, глинистых и илистых примесей допускается не более 3% от массы природного песка и не более 5% от массы дробленого песка. Эти требования стандарта проверяют методами отмучивания песка в воде.
Качество песков, особенно мелких, повышают предварительной физико-химической активацией. С этой целью производят механическое перемешивание песка с известью, вносимой в количестве 2,5—5% по массе. Такая операция неизбежно сопровождается освежением частиц песка без заметного их доизмельчения. Использование активированного песка, по данным Л.Б. Гезенцвея, особенно целесообразно при производстве мелкозернистого (песчаного) асфальтового бетона.
В процессе перемешивания компонентов иногда вводят поверхностно-активные добавки в количестве 0,2—0,5% (редко до 1,0%) от массы минерального материала. Добавки могут быть: анионоактив-ными веществами — ферролигносульфонат, нафтенаты меди или алюминия; катионоактивными веществами — жирные высшие амины, четырехзамещенные соли аммония, катонин и др.
Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 1076;