Навигация:
Главная → Все категории → Экономия битума

Удельная поверхность щебня, песка и минерального порошка в асфальтобетоне


Удельная поверхность щебня, песка и минерального порошка в асфальтобетоне

Свойства асфальтобетона во» многом зависят от свойств составляющих его каменных материалов, в частности, формы характера, величины поверхности зерен. Форма и характер поверхности минеральных материалов оказывают влияние на процессы взаимодействия вяжущего с каменным материалом, его распределение, а также расход битума в смеси.

Одним из интересных вопросов является установление зависимости изменения удельной поверхности от размера частиц и влияния природы каменного материала. Удельная поверхность каменных материалов — одна из наиболее важных и одновременно наименее изученных характеристик.

Минеральная часть асфальтобетона, как известно, состоит из щебня, песка и минерального порошка, размеры которых отличаются друг от друга в сотни и тысячи раз. При этом удельная поверхность зерен с уменьшением их размера увеличивается по гиперболической зависимости.

Существует ряд методов определения удельной поверхности твердых дисперсных материалов, основанных на воздухо- и водопроницаемости, адсорбции масла, адсорбции красителей, математических расчетах. Определение удельной поверхности материалов в наибольшей степени развито для оценки порошкообразных материалов. Оценка же поверхности грубозернистых материалов производится методами, основанными на расчете геометрической поверхности.

Математические методы основаны на расчете геометрической поверхности зерен. Вычисление поверхности заключается в предположении, что форма зерен одинакова и может быть приравнена к различного рода геометрическим телам.

Интересно отметить, что цифра 135 взята из тех соображений, что минеральный порошок, применяемый во Франции, имеет в среднем удельную поверхность 135 м2/кг. М. Дюрьез считает, что в случае удельной поверхности минерального порошка больше 135 м2/кг, вследствие агрегирования частиц битумом обволакивается всего лишь 135 м2/кг.

Выполнение польскими исследователями определения удельной поверхности песка по различным формулам свидетельствует о том, что искомые величины между собой значительно отличаются.

Метод определения удельной поверхности на основе возду-хо- и водопроницаемости. Известно, что с уменьшением размеров частиц дробленого материала сужаются просветы между ними. Поэтому воздух просасывается тем труднее, чем мельче порошок. Козени предложил уравнение ламинарного протекания жидкости или воздуха через исследуемый пористый слой материала, в котором выразил скорость протекания как функцию удельной поверхности. Это уравнение рассматривает зернистый слой как ряд одинаковых по размерам канальцев, сумма объема которых равна объему пустот между зерцами, а общая их внутренняя поверхность равна сумме поверхности зерен.

песка и минерального порошка универсальным является метод, основанный на прохождении газа или жидкости через слой материала.

Методы определения удельной поверхности дробленого материала по установлению количества масла, покрывающего исследуемый материал сплошной пленкой. По методу П. Крамера поверхность дробленого материала определяется путем расчета количества масла, покрывающего исследуемый материал сплошной пленкой. Определение ведется следующим образом: 100 г. высушенного мытого материала с определенной гранулометрией помещают в мешочек и заливают 40 см3 машинного масла. Через 60 с пробу центрифугируют в течение 4 мин. Во время этого избыток масла продвигается к стенкам мешочка и вытекает на внешнюю сторону.

После окончания центрифугирования на дне мешочка остается материал, покрытый масляной пленкой. Затем взвешивают мешочки вместе с содержимым. По разнице весов до и после центрифугирования вычисляют количество масла, оставшегося на поверхности зерен.

1 Методы определения удельной поверхности Дюрьеза, Войдановского и других. Отдельные значения удельной поверхности, вычисленные по различным формулам для одних и тех же фракций, одного и того же материала, значительно отличаются.

2. Метод измерения удельной поверхности по Крамеру весьма сложен и трудно выполним. Очень трудоемко определение толщины масляной пленки на, образце из исследуемого материала, особенно трудоемко изготовление двадцати плиток правильной геометрической формы. Для проведения измерений по этой методике необходима центрифуга.

3. Наиболее доступным является метод, основанный на воздухо- и водопроницаемости. По этой методике определяется коэффициент проницаемости (фильтрации), который является функцией пустотности и поверхности исследуемого материала. Этот метод может быть применен как для грубозернистых, так и для мелкозернистых материалов. В зависимости от размера зерен определяется воздухо- или водопроницаемость.

Воздухопроницаемость слоя материала возрастает с увеличением размера частиц, так как увеличиваются просветы между частицами. В слое из частиц крупнее 5-10 мм воздух проходит настолько быстро, что нарушается ламинарность потока и поверхность материала практически невозможно вычислить. Поэтому для щебня принимается методика определения удельной поверхности по водопроницаемости слоя.

Таким образом, Для определения удельной поверхности всех минеральных составляющих асфальтобетона принят единый метод, основанный на проницаемости слоя материала воздухом или водой. Однако методика различна для минерального порошка, песка и щебня. Удельную поверхность минерального порошка определяют по методике испытания цемента по ГОСТ 310-76, удельную поверхность частиц размером от 0,14 до 5 мм — по методике испытания песка ГОСТ 8735-75, удельную поверхность щебня — по методике ВНИИНеруд.

Как видно из приведенных данных, удельная поверхность частиц мельче 0,071 мм составляет 340 м2/кг, в то время как щебень фракции 25-15 мм всего лишь 1,3 м2/кг, т.е. удельная поверхность зерен, входящих в состав асфальтобетона, изменяется в 260 раз.

Зависимость удельной поверхности от размера зерен описывается гиперболической кривой. Расчетные величины удельной поверхности, в которых принята тетраэдная форма зерен, в наибольшей степени приближаются к величинам удельной поверхности зерен гранита и известняка, полученной эмпирическим путем, а для песка наибольшее совпадение значений происходит при кубической форме. Преимущество расчетного расхода битума, по сравнению с гранитными щебнем и высевками.



Рис. 1. Зависимость удельной поверхности 5 минерального материала от крупности зерен D:
1 — известняк; 2 -гранит; 3 — кварцевый песок




Рис. 2. Сравнение удельной поверхности зерен известняка, гранита, песка, определенной по воздухо- и водопроницаемости, полученной расчетом:
1 — сферическая форма зерен щебня; 2 — кубовидная; 3 — тетраэдная; 4 — песок; 5 — известняк; 6 — гранит


Таким образом, при применении каменных материалов различной природы для приготовления асфальтобетонных смесей необходимо учитывать изменение их удельной поверхности, а следовательно, и потребность битума.

Похожие статьи:
Переработка старого асфальтобетона в стационарных установках

Навигация:
Главная → Все категории → Экономия битума

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум