Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Экономия битума

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:
Переработка старого асфальтобетона в стационарных установках

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Экономия битума

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум