2. Определение плотности минеральной части асфальтобетонной смеси

Ее определяют на основании известных плотностей минеральных составляющих и их содержания в асфальтобетонной смеси по формуле

ρ =

где ρ – плотность минеральной части асфальтобетонной смеси;

m_{1,2, …} - содержание отдельных минеральных компонентов в асфальтобетонной смеси;

ρ_{1,2, …} - истинные плотности этих компонентов.

4. Определение остаточной пористости

Остаточная пористость асфальтобетона вычисляется по формуле:

где ρ – истинная плотность асфальтобетона;

ρ_о – средняя плотность асфальтобетона.

2. Определение водонасыщения

Величину водонасыщения образцов асфальтобетона определяют количеством воды, заполняющей поры при вакуумировании и выраженном в % от его первоначального объема. Образцы помещают в вакуум-аппарат, с температурой воды 20±2^оС. Уровень воды над образцами – не менее 3 см. Образцы выдерживают при давлении 1330-2000 Па в течение 1,5 час. Затем, доведя давление до нормального, выдерживают их еще 1 час при той же температуре. Образцы вынимают, вытирают и взвешивают с тонностью до 0,01 г. Водонасыщение определяют по формуле

где м₁ – масса сухого, неводонасыщенного образца;

м₂ – масса образца, выдержанного 30 мин в воде и взвешенного на воздухе;

м₃ – масса образца, взвешенного в воде;

м₄ – масса насыщенного водой образца, взвешенного на воздухе.

2. Определение прочности при сжатии

Прочность асфальтобетона при сжатии определяют осевым сжатием (давление прикладывается по оси образца-цилиндра).

Испытание проводят на прессе с механическим или гидравлическим приводом мощностью 5-10 т с деформированием образца со скоростью 3 ±0,5 мм в минуту. Гидравлический пресс желательно использовать для сжатия при 50^оС. При других температурах показания на прессах различаются.

Цилиндрический образец выдерживают на воздухе не менее 15 часов и помещают на 2 часа в воздушную или на 1 час в водяную баню при температуре 50±1^оС, 20±1^оС или 0±1^оС. Затем образцы вынимают, обтирают и помещают на нижнюю плиту пресса. Нагружают образец со скоростью 3 ±0,5 мм в минуту.

Разделив нагрузку на площадь образца, получают прочность асфальтобетона

R_сж =

где Р – разрушающая нагрузка;

А – площадь образца.

За показатель прочности принимают среднее арифметическое из 3 испытаний, если расхождение между ними составляет не более 10%.

8. Химические добавки для дорожно-строительных материалов

8.1. Химические добавки в цементные бетоны

Для улучшения ряда свойств цементных бетонов в их состав вводятся химические вещества (ГОСТ 24211-2003 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия»). Они подразделяются на регуляторы твердения, пластифицирующие, гидрофобизирующие, воздухововлекающие и другие добавки.

Регуляторы твердения. К ним относятся ускорители и замедлители процессов схватывания и твердения бетона. Добавки-ускорители каталитически воздействуют на реакции гидратации между минералами цемента и водой, ускоряя скорость их протекания. К ним относятся хлористый кальций CaCl₂, карбонат калия К₂СО₃, а также комплексные добавки ННК (нитрит-нитрат кальция), ННХК (нитрит-нитрат-хлорид кальция) и другие. Добавки-замедлители замедляют процессы схватывания и твердения. В табл. 17 приведены составы добавок для регулирования схватывания и твердения бетонной смеси.

Таблица 17

Рекомендуемые добавки для регулирования схватывания и твердения бетонной смеси

Класс добавки	Пред- ставители	Название	Дозировка, % от массы цемента	Эффект от применения
1	2	3	4	5
Регуляторы сроков схватывания: Замедлители Ускорители	Сахаристые вещества НК ХК ННК ННХК СН ТНФ	Нитрат кальция Хлорид кальция Нитрит-нитрат кальция Нитрит-нитрат-хлорид кальция Сульфат натрия Тринатрийфосфат	0,1-2	Замедление схватывания до нескольких часов Ускорение схватывания и твердения в ранние сроки

Особенностью использования добавок–ускорителей твердения является то, что эффективность их действия на твердение бетона и набор прочности проявляется в основном в течение первых 3…4 суток после затворения цемента водой. В дальнейшем эффект ускорения твердения и возрастания прочности ослабевает, и в 28-суточном возрасте прочности бетонов с добавками и без добавок становятся одинаковыми (рис.6). Следует отметить, что ускорители твердения на основе хлоридов могут вызвать коррозию стальной арматуры в армированных бетонах, поэтому их не рекомендуется вводить в количестве более 2% от массы цемента.

Рис. 6. Влияние добавок-ускорителей твердения на набор прочности

цементных бетонов во времени

Пластифицирующие добавки. Они повышают подвижность бетонных смесей, или, при сохранении подвижности неизменной, позволяют снизить водопотребность бетонной смеси. Снижение водопотребности приводит к уменьшению водо-цементного отношения, что позволяет снизить расход цемента, или при том же расходе цемента повысить прочность бетона.

В табл. 18 приведены составы пластифицирующих добавок для бетонных смесей.

Таблица 18

Пластифицирующие добавки для бетонных смесей

Класс добавки	Представители	Название	Дозиров-ка, % от массы цемента	Эффект от применения
1	2	3	4	5
Суперпластификаторы	С-3 ДФ СМФ	Разжижитель С-3 Дофен Разжижитель СМФ	0,4 - 0,8	Снижение водо- потребности бе- тонной смеси более 20%
Сильнопластифицирую-щие	ЛСТМ-2 МТС-1	Лигносульфонат технический модифицированный Модифицированный лигносульфонат	0,15 – 0,3	Снижение водо-потребности бетонной смеси до 20%
Среднепластифицрующие	ЛСТ УПБ ПДК	Лигносульфонат технический Мелассная упаренная последрожжевая барда Плав дикарбоновых кислот	0.1 – 0,2	Снижение водопотребности бетонной смеси до 10%
Слабопластифицирующие	ЩСПК НЧК ГКЖ-10 ГКЖ-11	Щелочной сток производства капролактама Нейтрализованный черный контакт Этилсиликонат натрия Метилсиликонат натрия	0,05 – 0,1	Снижение водопотребности бетонной смеси до 5%, повышение морозостойкости бетона на 50-100 циклов

Гидрофобные добавки. Они обеспечивают бетонным смесям нерасслаиваемость, а затвердевшему бетону придают некоторые водоотталкивающие свойства. Они могут вводиться в объем бетонной смеси с водой затворения в количестве от 0,1 до 0,8%, или наноситься на поверхность бетона. К ним относятся кремнийорганические жидкости (ГКЖ), битумные дисперсии, а также пропиточные гидрофобизирующие составы как отечественного производства (Аквастоп), так и зарубежные (Пенетрон).

Воздухововлекающие добавки. Эти добавки при замешивании бетонной смеси вовлекают в нее дополнительное количество воздуха, которое создает в бетоне так называемую резервную пористость. При замерзании вода через систему капилляров попадает в эти резервные поры под давлением растущего льда, и опасного давления на стенки пор бетона не возникает. Это приводит к увеличению морозостойкости бетона. Вид и дозировка воздухововлекающих добавок представлены в табл. 19.

Таблица 19

Рекомендуемые воздухововлекающие добавки для бетонных смесей

Класс добавки	Представители	Название	Дози- ровка, % от массы цемента	Эффект от применения
1	2	3	4	5
Воздухо- вовлекающие	СНВ КТП ОТП ГКЖ-10 ГКЖ-11	Смола нейтрализованная воздухововлекающая Клей таловый пековый Омыленный таловый пек Этилсиликонат натрия Метилсиликонат натрия	0.005 -0,03	Обеспечение воздухововлечения на 3-5 %, повышение морозостойкости бетона на 100-200 циклов