Сырье для производства

БНД - битум нефтяной дорожный - применяется при строительстве и ремонте дорожных покрытий, а также на асфальтовых заводах для производства асфальтобетона. Основная роль - связывание составных компонентов: щебня, минерального порошка и песка в единое целое с сохранением нужной пластичности и прочности, одновременно, что особенно важно при устройстве дорожных асфальтовых покрытий. Характеристики дорожного битума, меняются в зависимости от температуры окружающей среды. При высокой температуре асфальт становится мягче, а при заморозках существенно твердеет. Поэтому, асфальтобетонные заводы, в разных климатических зонах применяют различные виды битума, различающиеся: вязкостью, пластичностью, температурой размягчения и хрупкости.

В качестве большого заполнителя используют щебень с размерами зернышек от 5 (3) до 20 мм (в крупнозернистых консистенциях – до 40 мм) из горных пород магматического и метаморфического происхождения с прочностью более 100 МПа в водонасыщенном состоянии, также пород осадочного происхождения и доменных шлаков с прочностью более 80 МПа. Щебень для асфальтобетона получают дроблением массивных горных пород и металлургических шлаков. Щебень, полученный из основных пород (известняка, доломита, базальта, диабаза и т.п.), характеризуется лучшей адгезией (сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел) к битуму (дегтю), чем щебень из кислых горных пород (гранита, андезита, диорита, порфира и др.). Содержание в щебне зерен лещадной или игловатой формы ограничено стандартами. Строго ограничивается также количество пылеватых и глинистых частиц (не более 1...2%). Для получения достаточной плотности минеральной части асфальтобетонной смеси щебень должен быть разделен по фракциям (20...40, 10...20, 5...15, 5...10 мм). Морозостойкость щебня обязана составлять более 50 циклов тесты на морозостойкость для верхнего не наименее 25 – для нижнего слоев дорожного покрытия. Гравий применяется тех же размеров, но его характеристики хуже, чем у щебня, потому рекомендуется более 50 % гравия дробить в щебень.

Маленьким заполнителем асфальтобетона является песок. Употребляют как дробленый песок (в т.ч. высевы при дроблении щебня), так и природный (речной, овражный, горный) с размерами зернышек 0,14 - 5 (3) мм. Содержание в природном песке пылеватых, глинистых и илистых примесей обязано быть менее 3 %, в том числе частиц наименее 0,14 мм – менее 15 %. С целью улучшения зернового состава минеральной части асфальтобетона (заслуги малой пустотности консистенции заполнителей) песок делят на две фракции по граничному зерну 1,25 либо 0,63 мм в зависимости от крупности песка или употребляют консистенция 2-ух песков (большого и среднего). При изготовлении асфальтобетонов целесообразно использовать поверхностно-активные добавки (0,2...0,5 % от массы битума). Эти вещества улучшают прилипание битума к поверхности минеральных материалов и их смачивание битумом. В результате улучшается удобоукладываемость асфальтобетонных смесей, повышается производительность смесительных установок, ускоряются процессы формирования структуры асфальтобетонов на жидких битумах и замедляется «старение» высоковязких битумов, снижается стоимость строительства.

Минеральный порошок - сырье для производства асфальтовых и дегтевых бетонов и растворов. Ввиду различных условий эксплуатации, климатических условий, продолжительности периода производства работ и т. п. для изготовления асфальтовых бетонов используют как вязкие, так и жидкие битумы и другие органические вяжущие, свойства и требования к которым описаны выше. Минеральный порошок в асфальтобетоне играет роль добавки, структурирующей битум и образующей с ним асфальтовое вяжущее вещество, которое во многом обусловливает плотность, прочность и теплоустойчивость асфальтобетона. Тонкий минеральный порошок получают помолом известняков, доломитов и других карбонатных пород, основных доменных шлаков и других материалов. В горных породах для приготовления неактивированного минерального порошка содержание глинистых примесей не обязано превосходить 5 %. Для приготовления активированного минерального порошка в горную породу перед измельчением вводят активирующую консистенция, состоящую из битума и поверхностно-активного вещества (ПАВ) либо продукта, содержащего ПАВ. Важными характеристиками качества минерального порошка являются тонкость помола и коэффициент гидрофильности. Тонкость помола порошков обязана быть таковой, чтоб при мокром рассеве через сито с отверстиями 1,25 мм проходило 100 %; 0,315 мм – соответственно для активированного и неактивированного порошка – более 95 и 90 %; 0,071 мм – более 80 и 70 % порошка по массе.    Коэффициент гидрофильности — отношение объема испытуемого порошка после набухания в течение 3 суток в воде к объему при набухании в керосине — должен быть не более единицы. Активированный минеральный порошок должен быть гидрофобным. Активированные порошки при хранении не комкуются, делают лучше перемешивание и уплотнение консистенций; расход битума при приготовлении асфальтобетона миниатюризируется.

Состав

Состав асфальтовых бетонов и растворов выражается обычно процентным содержанием (по массе) щебня, песка, минерального порошка и битума (обычно 5... ...10%). В практике часто определяют состав асфальтобетона, пользуясь готовыми таблицами (см. Таблицу 1) или кривыми для разных асфальтобетонных смесей, приведенными в нормативных документах.

Таблица 1. Примерные составы асфальтовых растворов и бетонов.

Наименование	Состав, % по массе
	Битум	Наполнитель	Песок	Щебень	Асбест
Асфальтовый раствор	18	20	55	-	7
Асфальтобетон	7	3	30	60	-

Состав асфальтового раствора подбирают таким образом, чтобы получить смесь, требующую наименьшего расхода битума; битума с наполнителем, т. е. вяжущего, берут на 10—15° больше, чем необходимо для заполнения объема пустот в заполнителе (песок + гравий). Соотношение между битумом и наполнителем принимают примерно 1:4 по весу. Количество битума в растворе вместе с битумом, содержащимся в асфальтовом порошке, должно составлять 9—10% от веса раствора, в зависимости от крупности песка. Обычно принятое соотношение (между асфальтовым вяжущим и песком около 1:2 по весу. Состав подбирают по наибольшей плотности бетона или по наименьшему расходу вяжущего; используют также готовые рецепты, приведенные в специальных таблицах. Для асфальтовых растворов в качестве связующего используют смесь нефтяного битума с тонкомолотыми минеральными добавками (известняки, доломиты, шлаки и т.п.). Введение в состав битумов минеральных порошков повышает твердость и температуру размягчения и снижает стоимость раствора. В качестве мелкого заполнителя применяют чистые пески.

Определение состава асфальтового бетона заключается в выборе соотношения между компонентами, при котором обеспечиваются его оптимальная структура и заданные технические свойства. Оптимальной является такая структура, при которой минеральные зерна разной крупности контактируют через прослойки вяжущего вещества. Общее количество вяжущего при этом должно быть предельно минимальным, но достаточным для образования сплошной пространственной сетки в монолите и обеспечения необходимой   удобообрабатываемости асфальтобетонной смеси на всех стадиях технологии, особенно при уплотнении. Состав асфальтобетона подбирают так же, как и состав асфальтовых растворов. Для этого выбирают марку битума и соотношение связующего и тонкомолотой минеральной добавки для обеспечения требуемой прочности асфальтобетона и соответствующей теплостойкости, определяемых заданными условиями работы материала в конструкциях и сооружениях (теплостойкость асфальтобетона тем выше, чем больше температура размягчения битума, однако повышенный расход битума одной и той же марки понижает теплостойкость асфальтобетона), вычисляют соотношение между связующими (битум+наполнитель) и песком из условия получения растворной смеси максимальной плотности, т. е. наибольшей объемной массы в уплотненном состоянии, определяют расход растворной части на 1 м³ асфальтобетона из расчета заполнения асфальтовым раствором всего объема пустот в щебне с некоторым избытком (на 5-10%). Окончательное заключение о пригодности выбранного состава асфальтобетона делается на основании лабораторного определения его свойств (прочности, теплостойкости и др.) и сравнения полученных результатов с требованиями проектного задания.

Оптимальное количество битума на практике часто определяют опытным путем, формуя 3-4 серии образцов с отличающимся на 0,5 % содержанием битума, и проводя полный комплекс их испытаний. Кроме того, оптимальное количество битума можно найти по пустотности минерального остова и заданной остаточной пористости асфальтобетона. Для этого формуют образцы с заведомо малым содержанием битума и определяют остаточную пористость этих образцов по формуле. После определения оптимального количества битума по заданной остаточной пористости асфальтобетона обязательно приготовляют и испытывают контрольные смеси – с найденным количеством битума, а также с большим и меньшим количеством на 0,5 %.