|
Навигация: Битумоемкость минеральных материалов
Битумоемкость минеральных материалов
Одним из важных этапов проектирования состава асфальтобетона является определение оптимального содержания битума. Недостаток или избыток битума будет решающим образом влиять на долговечность асфальтобетона в дорожкой конструкции. Поэтому важно точно определить требуемое количество вяжущего в асфальтобетоне, которое зависит прежде всего от плотности минерального остова, размера минеральных частиц, их химико-минералогического состава и структурно-текстурных признаков. Трудность определения битумоемкости минерального материала расчетным методом заключается в том, что необходимы данные о величине поверхности и толщине битумной пленки на зернах. Если не известна удельная поверхность минерального материала и толщина пленки на зеонах. битумоемкость определяют экспериментально, путем приготовления и испытания; пробных смесей. Рис. 1. Зависимость толщины битумной пленки и битумоемкости материала от их природы и размера зерен: 1 — плотный известняк; 2 — гравий, песок; 3 — дробленый гравий Для определения битумоемкости экспериментальным путем., просушенные материалы рассеивают на фракции: мельче 0,071 мм, 0,071 -0,14, 0,14 — 0,315, 0,315 — 0,63 мм до наибольшей крупности. Приготовляют смесь из минерального порошка: (фракции мельче 0,071 мм) и битума. По стандартной методике формируют цилиндрические образцы d-h= 50,0 мм. По максимальной величине средней плотности и показателю прочности при сжатии при 50 °С определяют оптимальное количество битума, которое принимают как величину битумоемкости данной фракции минерального материала. Затем в первую смесь добавляют зерна фракции 0,071 — 0,14 мм в заданном количестве и так же, как в первой смеси, определяют оптимальное количество битума. Зная битумоемкость первой фракции и ее содержание в смеси, определяют битумоемкость зерен фракции 0,071-0,14 мм: Для определения битумоемкости третьей фракции (0,14 — 0,315 мм) в минеральную смесь, рассчитанную по предельным кривым, вводят заданное количество расчетной? фракции. Так, введением последующих фракций в смесь находят битумоемкость всех фракций, входящих в состав асфальтобетона. Рис. 2. Взаимосвязь битумоемкостк-материалов с их природой и размером зерен: 1 — известняк; 2 — гранит; 3 — кварцевый-песок Составы асфальтовяжущего, асфальтового раствора и асфальтобетона с оптимальным содержанием битума, принятые для определения битумоемкости отдельных фракций из плотного известняка марки «1000», обладали следующими физико-механическими свойствами. Средняя плотность асфальтовых систем постепенно повышается при добавлении в асфальтовяжущее песка и щебня. Это вполне закономерно, так как с увеличением размера зерен уменьшается их битумоемкость. Наибольшей прочностью при сжатии обладает асфальтовяжущее. Введение в асфальтовяжущее песчаных частиц фракций 0,071-0,14 и 0,14 — 0,315 мм приводит к резкому падению прочности системы, что объясняется значительным снижением поверхности указанных фракций по сравнению с частицами мельче 0,071 мм. Так, если удельная поверхность частиц мельче 0,071 мм равна 500 м2/кг, то удельная поверхность фракции 0,14 — 0,315 мм — всего лишь 30м2/кг. Добавление в изучаемые составы частиц крупнее 0,315 мм вплоть до зерен 25 мм приводит к постепенному снижению-прочности. Наибольшей битумоемкостью обладают частицы мельче 0,071 мм. По мере увеличения размера фракций битумоемкость уменьшается по параболическому закону. В области мелких частиц наибольшей битумоемкостью обладает обожженная доломитовая пыль (22,5%) и наименьшей молотый кварцевый песок (14%) — Как показали микроскопические исследования, обожженная доломитовая пыль, обладает большой внутренней и внешней поверхностью. Доломитовая пыль является продуктом помола обожженного доломита, из которого удален углекислый газ., составляющий до 44% массы исходного продукта. Поэтому она и обладает такой большой внутренней поверхностью. Второе место по величине битумоемкости (20,5%) занимают основные доменные шлаки, содержащие до 50% продуктов силикатного распада. Эти частицы также с большой внутренней и внешней поверхностью. В таких порошках неизбежна фильтрация битума в глубь частиц. А если поры имеют очень маленький диаметр, исчисляемый долями микрометра, будет происходить избирательная диффузия компонентов битума. В наименьшие поры будут проникать масла, в большие смолы. В этом случае пленка битума будет пересыщена асфальте-нами, что неизбежно приведет к ее уплотнению и упрочнению. Битум, профильтровавший в глубь зерна, не участвует в склеивании минеральных зерен. Кварцевый порошок, состоящий из плотных кварцевых частичек, обладает наименьшей битумоемкостью (14%) из всех изученных материалов. Он имеет наименее развитую поверхность, химическое взаимодействие с битумом практически отсутствует. Оптимальная битумоемкость для частиц мельче 0,071 мм находится в пределах 16-18%. Так, битумоемкость 16% имеет порошок из плотного известняка, принятый за эталон. Этот материал практически не фильтрует в глубь зерен битум, образует развитый хемоадсорбционный слой, обладающий высокими адгезионными и когезионньгми свойствами. Битумоемкость всех изученных материалов понижается с увеличением крупности зерен и достигает значений 3-4% во фракции 15-25 мм. Таким образом, приведенные данные о битумоемкости позволяют при выборе материалов для асфальтобетона прогнозировать расход битума, а также выбирать такое соотношение между отдельными материалами, при которых снижался бы его расход. Похожие статьи: Навигация: Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
|
|
|
Информационный сайт о строительных материалах и технологиях. Контакты: Никита Королёв - © 2008-2014 |
© Все права защищены.
Копирование материалов невозможно. |
|