Навигация:
Главная → Все категории → Дорожные одежды

Структурные особенности асфальтобетона на шлаковых материалах


Структурные особенности асфальтобетона на шлаковых материалах

Различие в размерах и свойствах минеральных составляющих асфальтобетона и вытекающая из этого сложность структуры асфальтобетона предопределили необходимость расчленения его на более простые двухкомпонентные структуры. Работы, выполненные под руководством М. И. Волкова, позволили выделить в асфальтобетоне три типа структур: макроструктуру (щебень + асфальтовый раствор), мезоструктуру (песок +' асфальтовяжущее), микроструктуру (минеральный порошок + битум)'. Это деление помогло установить взаимное влияние щебня и вяжущего на процессы формирования структуры и прочности асфальтобетона и выделить три характерные макроструктуры асфальтобетона: базаль-ную, поровую и контактную.

В асфальтобетоне базальной макроструктуры с массовой долей щебня до 35% свойства определяются свойствами асфальтового раствора. Щебень в этом случае «плавает» в растворной части и практически не оказывает влияния на прочность асфальтобетона. Размер и форма зерен не влияют при этом на свойства асфальтобетона. Дальнейшее увеличение содержания щебня приводит к возникновению отдельных контактов между структурообразующими элементами через прослойки асфальтовяжущего и асфальтового растворов. В этом случае формируется поровая структура, способная воспринять значительные внешние механические усилия. Массовая доля щебня составляет 45—60%. Роль щебня в асфальтобетоне поровой структуры неизмеримо возрастает по сравнению с ролью в асфальтобетоне базальной структуры. В асфальтобетоне формируется щебеночный каркас. Прочность зерен, их форма и характер взаимодействия с битумом являются основными составляющими, которые определяют физико-механические свойства и долговечность асфальтобетона.

При массовой доле щебня свыше 70% формируется контактная структура, характеризующаяся значительно большей пористостью и пониженной водо- и морозостойкостью.

Известно, что роль песка в формировании мезоструктуры аналогична роли щебня. Крупные фракции песка (5—3 и 3—1,25 мм) выполняют роль каркаса, как и щебень в асфальтобетоне. Песчаный асфальтобетон имеет максимальную прочность при сжатии с массовой долей песка в нем более 50%, что соответствует образованию оптимальной структуры.

Функции минерального порошка значительно многообразнее функций щебня и песка. Так, стабильность свойств и водостойкость асфальтобетона в значительной мере зависят от свойств асфальто-вяжущего. Формирование микроструктуры асфальтобетона происходит при введении в битум минерального порошка.

Асфальтобетон, как правило, приготавливают на природных каменных материалах. Однако в последние годы для производства асфальтобетона все шире применяют побочные продукты промышленности. Это вызвано значительным расширением области применения асфальтобетона, количественным ростом его производства, а также необходимостью максимального использования побочных продуктов в металлургии, где наряду с металлом выходит огромное количество шлаков.

В асфальтобетоне могут быть использованы все продукты, получаемые при переработке шлаков текущего производства и отвальных. К таким продуктам относят: щебень из медленноохлаж-денных кристаллических шлаков, шлаковый отсев (дробленый шлаковый песок), порошок, шлаковую муку (продукт силикатного распада), гранулированный шлак как песок и измельчённый гранулированный шлак в качестве минерального порошка.

Специфической особенностью шлаковых материалов является их неоднородность по плотности и степени закристаллизованности (см. гл. 1). Например, в кусках сталелитейных шлаков встречаются вкрапления металла, в старых отвальных шлаках — сцемен-тировавшиеся куски продуктов силикатного распада и т. д. Поэтому в одной и той же пробе шлакового щебня могут быть плотные, пористые, ноздреватые и пемзоподобные отдельности. В зависимости от их количественного соотношения шлаковый щебень обладает различной прочностью и, следовательно, пригодностью для того или иного типа асфальтобетона. Второй особенностью шлакового щебня является его угловатость и шероховатость, которая предопределяет большую развитость его внешней поверхности.

Эти особенности шлакового щебня и предопределяют специфические свойства асфальтобетона на шлаковом щебне, такие как повышенная средняя плотность, пониженная удобоукладываемость асфальтобетонной смеси и др. Шлаковый песок состоит из угловых и шероховатых зерен с развитой как внутренней, так и внешней поверхностью. Наличие таких зерен обеспечивает асфальтобетону повышенную прочность и малую пластичность при высоких температурах. Шлаковый порошок как самый мелкий продукт дробления представляет собой мелкие плотные частицы. Шлаковая мука, являющаяся продуктом распада кусковых шлаков, обладает большой внутренней площадью поверхности. В порошке и муке в наибольшей степени проявляются химические свойства шлаков, обеспечивающие активное взаимодействие с битумом и способность к гидравлическому твердению при наличии воды. Гидравлические свойства шлака в наибольшей степени проявляются в молотом, быстроохлажденном шлаке. Быстрое охлаждение препятствует кристаллизации шлака, и он получается в стеклообразном и тонкозернистом химически активном состоянии (гранулированный шлак).

Приведенные особенности шлаковых компонентов в асфальтобетоне накладывают определенную специфику на процессы взаимодействия их с битумом.

Похожие статьи:
Контроль качества облегченных покрытий

Навигация:
Главная → Все категории → Дорожные одежды

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум