Файл: Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие.pdf

собствуют образованию шероховатой поверхности покрытия из многощебенистых смесей. Требования к щебню предъявляются с учетом его роли ів различных асфальтобетонных смесях.

Для асфальтобетонных смесей применяют щебень, получае­ мый дроблением массивных горных пород, валунного камня, крупного гравия и нераопадающихся металлургических шлаков. Требования к щебню в зависимости от назначения асфальтобе­ тона, его вида и типа его гранулометрии приведены в табл. 53.

При выборе щебня для асфальтового (и дегтевого) бетона следует иметь в виду, что поверхность щебня, полученного из из­ вестняка, доломита, базальта, диабаза и т. ,п., характеризуется лучшей адгезией к битуму (или дегтю), чем поверхность щебня, полученного из кислых горных пород: гранита, андезита, диори­ та, порфира и др.

Устойчивость щебня, стабильность его гранулометрического состава при воздействии на него механических усилий в процес­ се уплотнения и эксплуатации в значительной степени зависят от формы его зерен. Наиболее приемлемой является угловатая тетраэдная форма зерен щебня. Содержание в щебне зерен лещадной (пластинчатой) или игловатой формы нормируется в за­ висимости от типа гранулометрического состава минеральной части асфальтобетона: при содержании в асфальтобетоне щеб­ ня более 50% содержание зерен указанной формы не должно превышать 15%, при содержании щебня 35—50%—25%, при содержании менее 35%—35%.

Для получения достаточной плотности минеральной части асфальтобетонной смеси должен применяться щебень фракций 20—40, 10—20, 5 (3)—25, 5 (3) —15, 5 (3)—10, 10-15 мм.

Наличие различных примесей и включений, снижающих од­ нородность щебня, строго ограничивается; количество пылева­ тых и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфи­ ческих горных пород не должно превышать 1%, а в щебне из осадочных пород—2%.

Важное значение имеет характер поверхности зерен щебня: гладкие, окатанные зерна характеризуются меньшей прочностью сцепления с вяжущим, а следовательно, приводят к снижению водо- и сдвигоустойчивости асфальтобетона. Поэтому количест­ во дробленых зерен в щебне из гравия должно быть не менее 80—100% для асфальтобетона марки 1. Количество кремнистых частиц в щебне из гравия не должно превышать 25%• Методы определения качества щебня изложены на с. 34—43.

§ 24. ПЕСОК ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА

Песок является активной структурообразующей составляю­ щей песчаного асфальтобетона; при его введении в щебенистые смеси повышается удобоукладыіваеімость смеси и плотность ас­ фальтобетона.

189

Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют как природные, так и искусственные пески, полученные при дробле­ нии горных пород. Модуль крупности песка для зернистого ас­

фальтобетона: в песчаных асфальтобетонных смесях типа Г сле­ дует применять крупные дробленые (МКр не менее 2,5 и содер­ жание зерен 5—1,25 мм не менее 35%) пески, получаемые из изверженных или метаморфических горных пород марки не ниже 1000 по дробимости. Содержание в таких песках частиц мельче 0,071 мм не должно превышать 5%. В песчаных смесях типа Д применяют такие же по прочности крупные и средние пески с модулем крупности более 2 и содержанием зерен размером 5— 1,25 мм не менее 14%.

В холодных асфальтобетонных смесях .могут быть использо­ ваны пески из известняков прочностью 80 МПа для смесей мар­ ки I и известняков прочностью 60 МПа для смесей марки II.

Для повышения качества песка его рекомендуется активиро­ вать 3—4% по массе гидратной извести в вибрационной мель­ нице. Модуль крупности активированного песка должен быть не менее 1,7.

Количество пылеватых, глинистых и илистых частиц не дол­ жно превышать 3% в природном песке и 5% в искусственном песке, при этом глинистых веществ должно быть не более 0,5%. Содержание в песке зерен, проходящих сквозь сито №0:14, не должно превышать 15%. Качество песка для асфальтобетона определяют методами, описанными на с. 46—53.

§ 25. ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ДЛЯ АСФАЛЬТО­ БЕТОНА

Поверхностно-активные вещества, применяемые в асфальто­ бетоне, способствуют улучшению прилипания битума к поверх­ ности минеральных материалов и улучшают процесс смачивания битумом минеральных зерен, в результате чего улучшается удобоукладываемость асфальтобетонных смесей, повышается про­ изводительность смесительных установок, ускоряются процессы формирования структуры асфальтобетонов на жидких битумах и замедляется старение высоковязких битумов.

Структурной особенностью поверхностно-активных веществ является наличие длинноцепочечного углеводородного радикала и полярной группы. Поверхностно-активные вещества разделя­ ются на два класса: катионоактивные, улучшающие взаіиімодей-

190

ствие битума с поверхностью минеральных зерен из кислых гор­ ных пород, и анионоактивные, улучшающие прилипание битума к поверхности зерен известнякового щебня.

Наиболее распространенными катионоактиівными вещества­ ми являются окта/децилаімин, амины, диамин и др. Характерны­ ми представителями анионоактивных веществ являются: госсиполоівая смола, окисленный петролатум, синтетические жирные кислоты (СЖК), кубовые остатки СЖК, 2-й жировой гудрон, окисленный рисайкл, железистые соли высших карбоновых кис­ лот и др.

Поверхностно'-актив'ные вещества применяют в качестве до­ бавки к битуму в незначительных количествах: катионоактив­ ные— 0,2—2%, анионоактиівіные—3—6% массы битума. Коли­ чество добавок по верхнему пределу назначают в случае приго­ товления теплых и холодных асфальтобетонных смесей и 'П о ­ ристых смесей, а также смесей для поверхностной обработки;: для приготовления горячих асфальтобетонных смесей применя­ ют минимально возможное количество добавок.

§ 26. МИНЕРАЛЬНЫЙ ПОРОШОК ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА

Минеральный порошок представляет собой продукт тонкого измельчения известняков, доломитов, долОмитизированных из­ вестняков и других карбонатных горных пород прочностью не менее 20 МПа или основных доменных шлаков. В последнее вре­ мя широкое распространение получили активированные порош­ ки, которые получают путем помола горных пород в присутст­ вии активирующей смеси битума и поверхностно-активного ве­ щества.

Минеральный порошок в асфальтобетоне играет роль добав­ ки, структурирующей битум и образующей с ним асфальтовяжу­ щее вещество, которое во многом обусловливает прочность ас­ фальтобетона, его плотность и теплоустойчивость.

Качество минерального порошка (ГОСТ 12784—71), приме­ няемого в асфальтобетоне, характеризуется минералогическим составом, тонкостью помола, удельной поверхностью (см. с. 74— 77), пустотностью, степенью набухания смеси порошка с биту­ мом, битумоемкостью, влажностью и др.

Тонкость помола (гранулометрический состав) минерального порошка рекомендуется определять в следующем порядке.

1. Взятую для испытания пробу массой около 1 кг высушить при 105—110°С в течение 4—5 ч, охладить в эксикаторе до ком­ натной температуры и квартованием отобрать среднюю пробу (около 200 г), взвесив ее с точностью до 0,01 г.

Пробу активированного минерального порошка массой I кг в возиушнснсухам состоянии разложить тонким 'слоем на листе бумага и произвести квартование. і

191

2. Для определения тонкости памола активированного мине­ рального порошка подготовить воду со смачивателем, для чего

слегка смазать вазелином, залить 100 г воды и растереть пести­ ком с резиновым наконечником в течение 2—3 мин. Воду со взвешенными в ней частицами слить на сито с размерами отвер­ стий 0,071 мм, поставленное на кристаллизатор соответствующе­ го размера.

Последовательное растирание омѳси и сливание воды вести до тех пор, пока вода окажется почти светлой, т. е. из взятой пробы будут удалены все частицы размером меньше 0,071 мм.

4. Оставшиеся на сите частицы перенести в ту же фарфоро­ вую чашку и высушить в сушильном шкафу при 105—110°С до постоянной массы.

5. Высушенные частицы минерального порошка просеять сквозь набор сит с размером отверстий 1,25; 0,63; 0,315; 0,14; 0,071 мм и определить количество частиц, задержавшихся на со­ ответствующем сите в % взятой навески (точность определения 0,1%). Количество частиц в % размером менее 0,071 мм опреде­ лить вычитанием из 100% суммы остатков на остальных ситах.

Гранулометрический состав определяют по результатам двух определений, при этом расхождение между ними на одном сите не должно превышать 2% общей массы навески. Общая потеря порошка при рассеве не должна превышать 2% взятой навески.

Тонкость памола считают удовлетворительной, если на сите с размером отверстий 1,25 мм частицы не задержались, на си­ те с размером отверстий 0,315 мм полный остаток неактивиро­ ванного порошка не превышает 10%, а активированного — 5%; на сите с размером отверстий 0,071 мм полный остаток неакти­ вированного порошка будет не более 30%, а активированного — не более 20%.

Плотность минерального порошка следует определять в такой последовательности.

1. Среднюю пробу минерального порошка массой около 200 г просеять сквозь сито с отверстиями 1,25 мм, высушить в термо­ стате до постоянной массы при 105—110°С (около 4—5 ч) и ох­ ладить до комнатной температуры в эксикаторе над безводным хлористым кальцием.

2. -Приготовить очищенный безводный керосин, для чего в стеклянную колбу вместимостью 1000 мл 'вставить стеклянную воронку диаметром 12 см с бумажным фильтром; насыщать на фильтр 200 г суглинистого грунта, предварительно 'прогретого при 250°С в течение 3 ч или при 400°С в течение 30 мин и охла­ жденного до комнатной температуры. Взять 500 мл осветитель­ ного керосина, предварительно отогнанного при температуре до

192