рошка вычисляют как среднеарифметическое значение результатов двух параллельных испытаний.
– Определение содержания активирующих веществ в активи-
рованном порошке производят колориметрическим методом и мето-
дом выжигания. |
|
С |
Колориметрический метод |
|
|
ущность метода заключается в определении содержания акти- |
|
вирующего вещества путем сравнения цвета растворителя, которым обрабатывается порошок, с цветом эталонов. Данный метод непригоден случае пр менен я для активации порошков материалов, не ок- х раствор тель. В ла ораторной мельнице приготавливают 8 проб акт в рованных порошков по 2000 г каждая с содержанием
пробу тщательно встряхиваютАв течение 1 мин и центрифугируют в течение
активирующего вещества 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,25; 1,50; 1,75 и 2,0%
массы м неральной части. |
|
Каждую пр готовленную |
тщательно перемешивают, |
рашивающ |
|
уменьшают методом квартования до 125 г, отвешивают от нее по 1 г |
|
порошка высыпают в чистые сухие пробирки, в которые затем зали- |
|
вают 10 мл растворителя. Про ирки закрывают корковыми пробками, |
|
3 мин при скорости центрифуги 3000–5000 об/мин. При отсутствии центрифуги про ирки после встряхивания оставляют в покое на 24 ч. Затем верхний конец пробирки вместеДс пробкой парафинируют, пробирки маркируют с указанием содержания активирующего вещества в порошке и устанавливают в штатив.
Цвет раствора в пробирке служит эталоном при определении содержания активирующего вещества в порошке. Пробу порошка массой 500 г тщательно перемешивают, уменьшаютИметодом квартования до 50–100 г, отвешивают от нее 1 г порошка, высыпают его в пробирку и обрабатывают растворителем, как указано выше. Цвет полученного в пробирке раствора сравнивают с эталонами, приготовленными ранее, и устанавливают содержание активирующего вещества в порошке. Содержание активирующего вещества в минеральном порошке определяют по результатам двух параллельных испытаний.
Метод выжигания
Содержание активирующего вещества в минеральном порошке определяют по потере массы при выжигании по ГОСТ 12801, при этом масса испытуемой пробы должна быть не менее 50 г.
81
– Определение содержания водорастворимых соединений
заключается в определении содержания в порошке соединений, способных растворяться в воде.
Из подготовленной пробы берут навеску массой около 50 г, всыпают ее в коническую колбу и заливают 100 мл дистиллированной воды. На колбе закрепляют обратный холодильник. Содержимое колбы нагревают до кипения на песчаной бане, кипятят в течение часа, после чего охлаждают до комнатной температуры. Образовавшуюся
водную вытяжку выл вают во вторую колбу через фильтр, предвари- |
|
тельно смоченный д стиллированной водой. Остаток в первой колбе |
|
промывают д ст лл рованной водой порциями по 20–25 мл и также |
|
С |
|
через ф льтр во вторую колбу. Из второй колбы фильтрат |
|
частями переносят в предварительно высушенный до постоянной |
|
массы взвешенный стеклянный стаканчик и выпаривают из него во- |
|
ду на песчаной |
. После того как водная вытяжка, перенесенная в |
сливаютстаканч к, выпар тся до о ъема около 5 мл, остаток сушат до постоянной массы в суш льном шкафу при температуре (105 ±5 ) °С и по-
сле охлажден я в экс каторе взвешивают.
Содержание водорастворимых соединений |
, % по массе, вы- |
|
числяют побанеформуле |
|
|
m1 m2100, |
|
(33) |
m |
|
|
А |
– масса стаканчи- |
|
где m – масса навески минерального порошка, г; |
m1 |
|
ка с сухим остатком, г; m2 – массаДстаканчика, г.
Результат каждого испытания вычисляют с точностью до второго десятичного знака после запятой. АбсолютноеИдопустимое расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 0,03 %. В случае превышения абсолютного допустимого расхождения между результатами определений испытание следует повторить до получения допустимого расхождения. Содержание водорастворимых соединений вычисляют как среднеарифметическое значение результатов двух параллельных испытаний.
Контрольные вопросы
1. Какие показатели свойств определяются у крупных заполнителей для асфальтобетона?
82
2. Какие показатели свойств определяются у мелких заполнителей для асфальтобетона?
3. Какие показатели свойств определяются у битума?
4. Какие показатели свойств определяются дополнительно у по- лимерно-битумных вяжущих?
5. Какие показатели свойств определяются у минерального порошка?
7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА АСФАЛЬТОБЕТОНА |
||
И ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОНА |
||
С |
|
|
7.1. Современное состояние методик проектирования |
||
|
составов асфальтобетонов |
|
Рассмотр м |
|
методики проектирования составов |
асфальтобетонов, |
разра отанные учеными-дорожниками разных |
|
существующие |
|
|
стран. Больш нство существующих методик проектирования состава |
||
асфальтобетона решает две задачи: определение состава минеральной |
||
части и определение нео ходимого количества битума, обеспечи- |
||
вающего соответствие свойств асфальтобетона заданным требовани- |
||
ям. Проектирование состава минеральной части асфальтобетона мо- |
||
жет производиться: а) под ором массового содержания зернистых |
||
бА |
||
наименьший объем межзерновыхДпустот в минеральной части при заданном виде и структурном типе асфальтобетона; в) теоретическим расчетом объемного соотношения зернистых компонентов, обеспечивающих наиболее плотную упаковку зерен минеральной части асфальтобетона заданного вида и типа.
компонентов (щебня или гравия, песка, минерального порошка), обеспечивающих плавное прохождение общей кривой гранулометрии минеральной части в области, ограниченной предельными кривыми
для заданного вида и типа асфальтобетона; б) экспериментальным
подбором содержания зернистых компонентов, обеспечивающих И
Определение необходимого и достаточного содержания битума в асфальтобетоне может производиться: а) экспериментальным подбором по данным испытания образцов из асфальтобетона с различным содержанием битума; б) предварительным расчетом, исходя из заполнения битумом межзерновых пустот минеральной части с учетом резерва остаточных пор, причем уточнение расчетного количества битума осуществляется экспериментально; в) расчетным путем,
83
исходя из покрытия битумной пленкой поверхности зерен минеральной части, причем корректирование расчета производится экспериментально. В различных методиках проектирования состава асфальтобетона могут комбинироваться приведенные выше методы решения основных задач.
Первая научно обоснованная методика проектирования состава асфальтобетона по асфальтовяжущему веществу была разработана в 1909 г. проф. П.В. Сахаровым.
В основе метода лежат следующие основные предпосылки:
вия рошком. бА
1. Асфальтобетон состоит из каменного остова (щебня или гра-
, песка |
х смесей) и цементирующего вещества, названного |
С |
|
П.В. ахаровым асфальтовым вяжущим, которое представлено биту- |
|
мом с асфальт рующей до авкой – тонкомолотым известняковым по- |
|
2. Прочность, плотность асфальтобетона и его устойчивость к внешн м воздейств ям определяются свойствами асфальтовяжущего, которые регул руются соотношением битума и минерального порошка Б/МП, а также степенью заполнения межзерновых пустот асфаль-
товяжущим.
3. Асфальтовяжущее должно обладать определенной прочно-
стью, термической устойчивостью и водоупорностью.
4. Состав каменного остова может подбираться любым способом, обеспечивающим его минимальную пустотность, что сокращает
расход асфальтовяжущего и снижает стоимость асфальтобетона.
Методика является экспериментальной, к достоинству методики следует отнести научно обоснованный подход, впервые вскрывший
взаимосвязи структуры, состава и свойств асфальтобетона. |
|
|
И |
Недостатки метода являются следствием ряда использованных в |
|
нем допущений: |
Д |
• Свойства асфальтобетона зависят в основном от состава, свойств и количества асфальтовяжущего. Это допущение справедливо только для асфальтобетонов с базальной макроструктурой, широко применявшихся в дорожной практике первой половины XX в. Современное дорожное строительство испытывает потребность в асфальтобетонах с повышенной деформационной устойчивостью и шероховатостью, в структуре которых повышено содержание крупных зерен, образующих устойчивый каркас.
84
В таких асфальтобетонах каркас воспринимает значительную долю нагрузки, что существенно меняет роль аcфальтовяжущего в их структуре и прочности.
• остав и свойства асфальтовяжущего не изменяются при введении в него зерен щебня (гравия) и песка. Современные исследова- Сния показали, что это допущение ошибочно: состав и свойства асфальтовяжущего существенно изменяются за счет отвлечения части битума на смач ван е поверхности зерен. Следовательно, состав и свойства асфальтовяжущего должны определяться на основании особенностей поверхности и содержания зерен щебня (гравия) и песка в
структуре асфальтобетона.
Метод проект рования состава асфальтобетона по предельным кривым плотных смесей ыл разработан в 1930 г. проф. Н.Н. Ивановым. Исследован я проф. Н.Н. Иванова и проф. В.В. Охотина позволили установ ть закономерность гранулометрического состава мине-
ральной |
, о ладающей наименьшей пустотностью. |
смеси |
|
В Росс |
метод предельных кривых является общепринятым, |
включен в ГОСТ 9128 основывается на следующих принципах: |
|
1. Устойчивость к внешним воздействиям и экономичность ас- |
|
фальтобетона тем выше, чем выше плотность упаковки зерен мине- |
|
ральной части и ниже ее суммарная удельная поверхность при опти- |
|
мальном содержании итума. |
|
2. Гранулометрический состав плотной зернистой смеси задан |
|||
уравнением, варианты которого соответствуют кривым, ограничи- |
|||
бА |
|
||
вающим область допустимых зерновых составов. В отечественной |
|||
дорожной практике до 1967 г. использовалось уравнение, предложен- |
|||
ное проф. В.В. Охотиным и проф. Н.Н. Ивановым и основанное на за- |
|||
кономерности геометрической прогрессии [6]: |
|
||
Д |
|
||
qn Kcn 1 |
1 Kc |
100%, |
(34) |
m |
|||
1 Kc |
И |
||
|
|
||
где qn – частный остаток на сите, % массы; n – порядковый номер данного сита при счете от верхнего; Кс – коэффициент сбега, равный величине отношения массового содержания последующей фракции к предыдущей и отражающей закономерность убывания содержания фракций, 0≤Kc≤1,0; m – общее число фракций, составляющих данную зернистую смесь.
85