книги из ГПНТБ / Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие

щей 200 мл, 'Секундомер остановить и взять отсчет с точностью до 0,2 сек.

7. Условную вязкость эмульсии в условных градусах вычис­ лить іпо формуле

где /го— 'время истечения из вискозиметра 2 0 0 мл эмульсии при темпера­ туре в 20°С в сек-, /^ !° — водное число вискозиметра в с е к .

Однородность эмульсии характеризуется размерами и содер­ жанием частиц эмульгированного битума, при этом она в зна­ чительной степени обусловливает вязкость, устойчивость и ад­ гезионные свойства эмульсии. Однородность определяют по остатку на сите с отверстиями 0,14 мм. Последовательность оп­ ределения такова.

1. Проволочное сито с цилиндрической оправой диаметром

100 и высотой 50 мм тщательно промыть растворителем, потом водой с мылом, а затем дистиллированной водой, высушить до постоянной массы и охладить до комнатной температуры.

2.Сосуд вместимостью 250 мл, фарфоровую чашку диамет­ ром 125 мм и стеклянную воронку диаметром ПО—120 мм про­ мыть водой и высушить; поместить сито в фарфоровую чашку и взвесить с точностью до 0,01 г.

3.Сито окунуть в раствор эмульгатора или (в случае испы­ тания медленнораспадающихся эмульсий) в дистиллированную воду. Поместить сито в воронку, закрепленную на штативе, и подставить под нее сосуд вместимостью не менее 2 л. В сосуд вместимостью 250 мл отвесить с точностью до 0,01 г 200 г пред­ варительно перемешанной эмульсии.

4.Навеску эмульсии тонкой струей, не допуская разбрызги­

вания, пропустить сквозь сито 0,14 мм, слегка постукивая по верхнему ребру сита стеклянной палочкой. Оставшуюся на стенках сосуда эмульсию смыть на сито раствором эмульгатора. Остаток на сите промыть сначала раствором эмульгатора, а за­ тем водой до получения чистых промывных вод.

5. Поставить сито в чашку, высушить до постоянной массы при температуре 105—1і10°С, охладить в эксикаторе и взвесить с точностью до 0,01 г вместе с чашкой.

6. Однородность эмульсии (в %) вычислить по формуле

И = g2~ .l L 100>

ёз

т

где g1 — масса сита и чашки в г; g2 — масса сита с остатком и чашкой

вgo—--навеска в г.

7.Определить однородность эмульсии как среднее арифме­ тическое результатов двух параллельных испытаний, если рас­ хождение между ними не превышает ±0,05%.

Устойчивость эмульсии при хранении, характеризующуюся степенью изменения ее однородности, определяют по величине остатка на сите № 014 после хранения в течение 7 и 30 суток. Последовательность операций следующая.

1. Сосуды вместимостью 250 мл, воронки диаметром ПО— 120 мм и фарфоровые чашки диаметром 125 мм подготовить так же, как и при определения однородности эмульсии.

2. В четыре сосуда взвесить (с точностью до 0,01 г) по 200 г предварительно перемешанной эмульсии, сосуды плотно закрыть крышками и поставить на хранение при комнатной темпера­ туре.

3. Через семь суток эмульсию в двух сосудах перемешать стеклянной палочкой, процедить через сито №014 и определить остаток на нем таік же, как и при определении однородности эмульсии. По истечении 30 суток выполнить аналогичную опера­ цию.

4. За показатель устойчивости при хранении принять сред­ нюю величину остатка из результатов двух параллельных опре­ делений, если расхождение между ними не превышает 0,05%.

Устойчивость эмульсии при транспортировании характеризу­ ется способностью эмульсии противостоять без распада механи­ ческим воздейстиям. Порядок испытания 'следующий.

1.В две чистые и сухие стеклянные колбы вместимостью по 250 мл налить по 200 мл эмульсии. Закрыть колбы плотно крыш­ ками и закрепить на площадке прибора для встряхивания жид­ костей в сосудах (130+5 встряхиваний в 1 мин).

2.Включить прибор и отметить время; по истечении 2 ч при­ бор остановить и после осаждения пены визуально оценить сос­ тояние эмульсии. Эмульсия считается выдержавшей испытание, если не произошло необратимого ее разделения на битум и во­ ду. Оценка устойчивости производится по результатам испыта­

ния двух проб.

Водоустойчивость пленки битумной эмульсии. Степень прили­ пания вяжущего к поверхности минерального материала харак­ теризуется количеством битума, выделившегося при распаде и оставшегося на поверхности минерального материала после воз­ действия воды. Последовательность ее определения такова.

1.Пробу щебня из изверженной горной породы с размером

зерен 10—15 мм промыть и высушить. Отвесить 300 г щебня в фарфоровую или эмалированную чашку, добавить к нему 3 г воды, перемешать шпателем или стеклянной палочкой, добавить

182

Г л а в а VI. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА

АСФАЛЬТОБЕТОНА (И ДЕГТЕБЕТОНА)

Асфальтобетоном и дегтебетоном называют дорожно-строи­ тельные материалы, получаемые в результате уплотнения при оп­ тимальной температуре рационально рассчитанной и приготов­ ленной смеси щебня, песка, минерального порошка и битума (или дегтя). В зависимости от особенностей состава структуры, технологических свойств смесей и свойств применяемых матери­ алов выделяют различные разновидности асфальтобетона (дег­ тебетона). По технологическим особенностям и виду применяе­ мого битума асфальтобетонные смеси подразделяют на горячие, приготовляемые с применением вязких дорожных битумов ма­ рок БНД-90/130, БНД-60/90 и БНД-40/60 и укладываемые при температуре 120—160°С; теплые с применением вязких битумов БНД-200/300 и БНД-130/200 или жидкого битума СГ-130/200 и укладываемые при температуре 80—130°С; холодные — на жид­ ких битумах СГ-70/130, приготавливаемые при температуре У0— 110°C и укладываемые при температуре 5—40°С.

Взависимости от назначения и плотности горячие и теплые асфальтобетоны подразделяются на платный (с остаточной по­ ристостью 3—5%) и пористый (с остаточной пористостью 5— 10%). Холодный асфальтобетон после укладки и уплотнения ха­ рактеризуется повышенной пористостью (более 5%), а затем в процессе эксплуатации постепенно доуплотняется.

Взависимости от крупности зерен щебня и песка выделяют крупнозернистый асфальтобетон с наибольшим размером зерен до 40 мм, среднезерниістый — с размером зерен до 25 мм, мелко­

зернистый— с размером зерен до 15 мм, песчаный— с разме­ ром зерен до 5 мм. Максимальная крупность зерен минерально­ го материала, применяемого для приготовления холодного ас­ фальтобетона, не должна превышать 15 мм.

Плотные горячие и теплые асфальтобетонные смеси в зави­ симости от структуры и содержания щебня или песка делятся па следующие типы: А — многощебенистые с содержанием щеб­ ня 50—65%; Б — средяещебенистые с содержанием щебня 35— 50%; В —імалощебенисггые с содержанием щебня 20—3'5%; Г — песчаные из дробленого песка с содержанием фракции 1,25— 5 мм более 33%; Д — песчаные из природного леска с содержа­ нием фракции 1,25—5 мм более 14% и пористые крупнозернис­ тые асфальтобетоны для нижнего слоя дорожного покрытия с содержанием щебня 50—75%.

184

185

Обязате льные

Дополнительные

Устойчивость по Маршаллу при 60°С в кг, не менее, для смесей ти­ пов:

186

Асфальтобетоны в зависимости от качества щебня (табл. 53) и минерального порошка (с. 191) подразделяют на две марки. Кроме того, холодные асфальтобетоны первой .марки приготав­ ливают на битуме СГ-70/130, а второй марки — на битуме М.Г- 70/130.

Свойства асфальтобетона и дегтебетона зависят от состава, структуры и свойств составляющих материалов. Поэтому преж­ де чем приступить к определению свойств асфальто- и дегтебето­ на, необходимо оценить качество составляющих их материалов: щебня, песка, минерального порошка и битума (или дегтя). Тре­ бования к асфальтобетонам горячим и теплым приведены в табл. 54, а к холодным асфальтобетонам —ів табл. 55.

смесей, после косой — для песчаных.

§ 22. ОТБОР ПРОБ И ПОДГОТОВКА ИХ К ИСПЫТАНИЯМ

Оценку качества асфальтобетонной смеси и асфальтобетона производят при расчете их состава, контроле приготовления сме­ сей на заводе и при контроле качества уплотняемого асфальто­ бетонного покрытия.

187

На асфальтобетонном заводе пробы отбирают в момент вы­ грузки готовой смеси из смесителя в автомобили один-два раза в смену. Среднюю пробу составляют из нескольких проб, отобран­ ных из 3—4 замесов. Масса отобранных смесей зависит от круп­ ности минерального материала: при максимальной крупности зерен минеральных составляющих 40 мм масса пробы асфаль­ тобетонной смеси должна быть 16—18 кг; при крупности 25 — 10 мм—9—10 кг; при максимальном размере минеральных зерен 5—3 мм—2,5—3 кг. Перед испытанием асфальтобетонную смесь разогревают при систематическом перемешивании в термостате или на песчаной бане при температуре, соответствующей каждо­ му виду смесей.

Соответствие исходных минеральных составляющих сущест­ вующим требованиям и стабильность их свойств проверяют, ис­ пытывая пробы, отбираемые для щебня и песка не реже одного раза в 3 дня, минерального порошка — одного раза ,в 3—5 дней. Качество битума контролируют испытанием проб из каждого рабочего котла.

Качество асфальтобетона из покрытия проверяют по образ­ цам, взятым в виде кернов диаметром 101,6+0,5 мм или выру­ бок размером 30X30 см. Керны из покрытия высверливают с помощью специального механизма. Вырубки берут либо -вруч­ ную, либо при помощи пневмоинструмента. При этом необходи­ мо следить, чтобы на поверхности проб не было трещин и дру­ гих дефектов.

Пробы отбирают из покрытия, выполненного из горячей или теплой асфальтобетонной смеси, через 10 дней после укладки и уплотнения, а из холодной смеси — не ранее чем через 30 дней после устройства покрытия и открытия по нему движения. Про­ бы отбирают из расчета три пробы на 1 км покрытия при его ширине не более 7 м или три пробы с каждых 7000 м2 гари ши­ рине покрытия более 7 м. Перед отправкой в лабораторию про­ бы нумеруют несмываемой краской, упаковывают, снабжают паспортом, в котором указывают место отбора пробы, дату и способ отбора пробы, степень сцепления с нижележащим слоем, толщину слоя покрытия, из которого отобрана проба. Эти же данные заносят в лабораторный журнал.

§ 23. ЩЕБЕНЬ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА

Роль щебня в асфальтобетоне изменяется при переходе от малощебенистых к многощебеняетым смесям: если в малощебе­ нистых смесях щебень является главным образом «заіполнителем», то в многощебенистых щебень играет роль активной макроструктурной составляющей. В асфальтобетонах с грануло­ метрией типаАиБ зерна щебня образуют каркас, воспринимаю­ щий сдвигающие усилия и обеспечивающий высокие механи­ ческие свойства асфальтобетона. Вместе с этим зерна щебня спо­

188

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