Заполнители для бетона и асфальтобетона. Учебное пособие

где р.с - средняя плотность образцов раствора в сухом состоянии, кг/м3;

б.с - средняя плотность образцов бетона в сухом состоянии, кг/м3;

к.с - средняя плотность крупного заполнителя, кг/м3.

3.3.9 Влажность заполнителя

Влажность определяют по разности масс навески заполнителя до и после высушивания, формула 3.23.

где W – влажность заполнителя, %

m1 - масса навески в состоянии естественной влажности, вычисленная по разности масс сосуда с навеской и без нее, г;

m2 - масса навески в сухом состоянии, вычисленная по разности масс

сосуда с высушенной до постоянной массы навеской и без нее, г. Влажность заполнителя вычисляют с точностью до 0,1 % как сред-

неарифметическое значение результатов двух параллельных испытаний. Для пористого песка марок по насыпной плотности 250 и менее вычисление ведут по результатам трех испытаний.

3.3.10 Водопоглощение крупного заполнителя

Водопоглощение крупного заполнителя определяют по разности масс навески до и после насыщения ее водой.

Водопоглощение крупного заполнителя за 1ч Wпогл , % по массе, вычисляют по формуле 3.24:

где m1 - масса сухой навески заполнителя, г;

m2 - масса навески заполнителя, насыщенного водой, г.

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных испытаний.

Водопоглощение крупного заполнителя Wпогл , % по объему, вычис-

ляют по предварительно установленному значению средней плотности зерен крупного заполнителя по формуле 3.25:

где к - средняя плотность зерен крупного заполнителя, г/см3;

61

в - плотность воды, равная 1 г/см3;

Wпогл - водопоглощение крупного заполнителя за 1 ч, %.

3.3.11 Зерновой состав заполнителя

Метод основан на рассеве через набор стандартных сит предварительно высушенной пробы крупного заполнителя или песка.

Зерновой состав крупного заполнителя данной фракции определяют рассевом лабораторной пробы на контрольных ситах с диаметром отверстий, соответствующим удвоенному наибольшему 2D , наибольшему D и наименьшему d номинальным размерам зерен испытуемой фракции (сита с круглыми отверстиями диаметром 5, 10, 20, 40, 70 мм).

Зерновой состав пористого песка определяют рассевом лабораторной пробы на ситах из сеток с квадратными ячейками с размером стороны 0,16; 0,315; 0,63; 1,25 и 2,5 мм.

Остатки заполнителя на каждом сите взвешивают, определяя частные остатки на ситах и поддоне (mi, mi+1, тi+2, ..., тng), г, и рассчитывают сумму частных остатков на ситах и поддоне по формуле 3.26:

Если mi отличается от исходной массы пробы более чем на 2 %, то испытание повторяют на новой пробе заполнителя.

По результатам просеивания вычисляют частный остаток на каждом

сите стандартного набора ai , % по массе, с округлением до 0,1% по формуле 3.27:

где mi - масса частного остатка на соответствующем сите, г; M i - масса исходной пробы, г.

Вычисляют полные остатки на каждом сите Ai , % по массе, по фор-

муле 3.28:

где ai, ai+1, ai+2..., an- частные остатки на i-м сите и всех ситах в стандартном наборе сит с большими размерами отверстий, % по массе;

i, i+1, i+2…, n - порядковые номера сит стандартного набора.

3.3.12 Коэффициент формы зерен крупного заполнителя

Измеряют наибольший и наименьший размеры зерна крупного заполнителя формомером или штангенциркулем.

62

Коэффициент формы каждого зерна Kфi вычисляют по формуле 3.29:

где Dнаиб - наибольший размер зерна, мм; Dнаим - наименьший размер зерна, мм.

Рассчитывают среднее значение коэффициента формы зерен крупного заполнителя Kф.к по формуле 3.30:

где Kф.i - коэффициент формы i-го зерна; n - число измеренных зерен.

3.3.13 Прочность при сдавливании в цилиндре

Прочность заполнителя при сдавливании в цилиндре определяют по нагрузке, соответствующей погружению пуансона на 20 мм в слой испытуемой пробы заполнителя.

Прочность при сдавливании в цилиндре крупного заполнителя определяют для фракций 5-10; 10-20; 20-40 и 40-70 мм, пористого песка - для фракций 2,5-5 и 1,25-2,5 мм.

Прочность при сдавливании заполнителя в цилиндре (Rсд), МПа (кгс/см2), вычисляют по формуле 3.31:

где Р – нагрузка при сдавливании заполнителя, соответствующая погружению пуансона на 20см (до верхней риски), Н(кгс);

F – площадь поперечного сечения цилиндра, равная 0,0177 м2(177 см2). Прочность заполнителя отдельной фракции при сдавливании в цилиндре вычисляют для каждой фракции заполнителя как среднеарифметическое значение результатов двух параллельных испытаний этой фракции.

3.3.14 Морозостойкость крупного заполнителя при попеременном замораживании и оттаивании

Морозостойкость определяют по потерям массы навески заполнителя до и после проведения ряда циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Потерю массы после испытания на морозостойкость М мрз , %, вычисляют по формуле 3.32:

63

где m1 - масса навески заполнителя до испытания, г;

m2 - масса остатка на сите после испытания, г.

За окончательный результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных испытаний каждой фракции заполнителя.

Вопросы для самопроверки

1.Классификация пористых заполнителей.

2.Назовите основные пористые заполнители природного и искусственного происхождения.

3.Керамзитовый гравий. Сырье для его производства. Основы технологии.

4.Области применения керамзитового гравия.

5.Аглопорит. Сырье. Основы технологии. Применение.

6.Пористые заполнители на основе жидкого стекла.

7.Вспученный перлит и вермикулит. Сырье, технология получения, свойства.

8.Основные свойства пористых заполнителей.

9.Области применения пористых заполнителей в строительстве.

64

4. ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА

Асфальтобетон – это дорожно-строительный материал, полученный в результате укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси, состоящей из крупного и мелкого заполнителя, минерального порошка, битума с модифицирующими добавками или без них. В соответствии с ПНСТ 184-2016 асфальтобетоны классифицируют по следующим признакам:

1.В зависимости от конструктивного слоя дорожной одежды асфальтобетонные смеси (смеси) подразделяют на виды:

- А О - смеси для слоя основания; - А Н - смеси для нижнего слоя покрытия;

- А В - смеси для верхнего слоя покрытия.

2.В зависимости от условий дорожного движения смеси подразде-

ляют на:

- Т - смеси для дорог с тяжелыми условиями движения (суммарное расчетное количество приложений одноосной 10-тонной нагрузки за срок службы дорожной одежды - более 3 млн);

- Н - смеси для дорог с нормальными условиями движения (суммарное расчетное количество приложений одноосной 10-тонной нагрузки за срок службы дорожной одежды - от 0,3 до 3 млн);

- Л - смеси для дорог с легкими условиями движения (суммарное расчетное количество приложений одноосной 10-тонной нагрузки за срок службы дорожной одежды - менее 0,3 млн).

3.В зависимости от номинального максимального размера зерен заполнителя смеси подразделяют на типы:

- смеси с номинальным максимальным размером зерен 31,5 мм (А 32); - смеси с номинальным максимальным размером зерен 22,4 мм (А 22); - смеси с номинальным максимальным размером зерен 16,0 мм (А 16); - смеси с номинальным максимальным размером зерен 11,2 мм (А 11); - смеси с номинальным максимальным размером зерен 8,0 мм (А 8); - смеси с номинальным максимальным размером зерен 5,6 мм (А 5).

В качестве крупных заполнителей в асфальтобетоне применяют щебень из плотных горных пород и, в некоторых случаях, гравий.

Щебень для асфальтобетона представляет собой неорганический сыпучий каменный материал в виде зерен крупностью более 4 мм, получаемый дроблением и рассевом продуктов дробления горных пород, гравия и валунов, а также попутно добываемых пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности (ГОСТ ).

Гравий из горных пород (гравий) - неорганический сыпучий природный каменный материал, состоящий из окатанных зерен крупностью более 4 мм.

65

Щебень и гравий из горных пород для дорожного строительства выпускают в виде следующих основных (стандартных) фракций:

от 4 до 5,6 мм; св. 5,6 до 8 мм;

св. 8 до 11,2 мм; св. 11,2 до 16 мм; св. 16 до 22,4 мм; св. 22,4 до 31,5 мм; св. 31,5 до 45 мм;

св. 45до 63 мм. По согласованию изготовителя с потребителем возможен выпуск щебня и гравия в виде более крупной фракции от 63 до 90 мм.

Допускается выпускать щебень и гравий в виде широких фракций: от 4 до8 мм; от 8 до 16 мм;

от 16 до 31,5 мм;

от 31,5 до 63 мм, а также смеси фракций, характеризуемые соотношением D/d ≥ 4, где d и D- наименьшие и наибольшие номинальные размеры отверстий сит.

К щебню для асфальтобетона предъявляются основные и дополнительные требования.

Основные требования к щебню для асфальтобетона:

4.1. Гранулометрический состав

Определение гранулометрического состава щебня и гравия осуществляется на ситах с квадратными ячейками по [1].

Проходы через контрольные сита при рассеве щебня и гравия основных и широких фракций, а также смесей фракций должны соответствовать требованиям, представленным в таблице 4.1.

66

Продолжение таблицы 4.1

Для щебня и гравия широких фракций проход через промежуточное сито, размер ячеек которого составляет D/1,4, должен находиться в пределах от 25% до 80%.

Для щебня и гравия в виде смесей фракций проход через промежуточное сито, размер ячеек которого составляет D/2, должен находиться в пределах от 20% до 70%.

4.2. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы определяют методом с применением передвижного шаблона (штангенциркуля) и методом с применением щелевидных сит.

Щебень в зависимости от содержания зерен пластинчатой и игловато формы подразделяют на семь марок, в соответствии с требованиями, представленными в таблице 4.2.

67

Гравий не должен содержать зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы более 35% по массе. Наличие в щебне зерен пластинчатой и игловатой формы приводит к повышению пустотности смеси. Щебень с повышенным содержанием зерен пластинчатой и игловатой формы, кроме того, обладает меньшей прочностью.

4.3. Содержание дробленых зерен в гравии или щебне из гравия

Гравий и щебень из гравия, зависимости от содержания дробленых зерен, включая полностью дробленые зерна, полностью дробленые и дробленые зерна, зерна полностью окатанной формы, подразделяют на 6 групп с установленными для каждой группы пределами содержания перечисленных зерен (таблица 4.3).

4.4. Дробимость

Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии движущихся транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных покрытий (укладка и уплотнение катками). По значению потери массы при испытании устанавливают марку по дробимости щебня (таблица 4.4).

68

4.5. Сопротивление дроблению и износу

Характеризуется потерей массы пробы щебня (гравия), возникающей при воздействии ударных нагрузок от шаров истирающих усилий. Остаток пробы материала после просеивания через сито с размером отверстий 1,6 мм используют для расчета показателя сопротивления дроблению и износу. В зависимости от значения этого показателя щебень делится на 6 марок (таблица 4.5).

4.6. Морозостойкость

Характеризуется числом циклов замораживания и оттаивания. Допускается оценивать морозостойкость щебня по числу циклов насыщения в

69

растворе сернокислого натрия и высушивания. По морозостойкости ще-

бень подразделяется на марки: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400.

Марка по морозостойкости щебня зависит от морозостойкости исходной горной породы. Марки по морозостойкости должны соответствовать значениям, указанным в таблице 4.6.

Таблица 4.6

Марки по морозостойкости щебня и гравия

При испытании насыщением в растворе сернокислого натрия и высуши-

ванием

4.7. Содержание пылевидных и глинистых частиц

Нормируется в зависимости от вида горной породы, из которой изготовлен щебень и его марки по дробимости. Для щебня из изверженных пород марки 800 и выше не должно превышать 1% по массе, 600 – не более 2%, ниже 600 – не более 3%. Для щебня из осадочных пород марки 600 и выше – не более 2% по массе, марки ниже 600 – не более 3% по массе.

4.8. Содержание глины в комках

Не должно превышать 0,25% по массе.

Дополнительные технические требования

К дополнительным техническим требованиям, характеризующим качество щебня для асфальтобетона, относятся:

70