Вопрос 31.

Марки щебня

В зависимости от марки щебень делят на группы:

высокопрочный М1200-1400

прочный М800-1200

средней прочности М600-800

слабой прочности М300-600

очень слабой прочности М200

В щебне нормируют содержание зерен слабых пород с пределом прочности исходной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии до 20 МПа. По ГОСТ 8267-93 щебень марок М1400, М1200, М1000 не должен содержать зерна слабых пород в количестве более 5%, щебень марок М800, М600, М400 более 10%, щебень марок М300 и М200 более 15% по массе.

Наиболее популярной маркой является гранитный щебень прочностью М1200, реже используется высокопрочный гранитный щебень или базальтовый щебень с маркой прочности М1400-1600. Как правило, он используется в производстве тяжелых высокопрочных бетонов, в несущих мостовых конструкциях, фундаментах.

Прочность щебня при сжатии (дробимости) определяют в стальном цилиндре. Для определения марки щебня по показателю дробимости применяют цилиндр диаметром и высотой 150 мм.

Пробу рассеивают на фракции 5—10, 10—20, 20—40 мм и каждую отдельно подвергают испытанию. Фракцию массой 3 кг закладывают в цилиндр, на щебень устанавливают стальной плунжер и ставят под пресс.

Давление (нагрузку) на плунжер (образец) доводят до 20 тс со скоростью 150 кгс/с.

Затем содержимое цилиндра извлекают, рассеивают на ситах с отверстиями 1,25 мм для фракции 5—10 мм; 2,5 мм для фракции Ю—20 мм; 5 мм для фракции 20—40 мм. Взвесив остаток на сите, определяют потерю массы после давления по формуле

где m — масса щебня перед нагрузкой, г;

m1 — масса остатка на сите после нагрузки, г.

В зависимости от прочности по дробимости щебень разделяется на следующие марки (табл. 8).

Таблица 8.

Марка щебня

Дробимоеть щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре, %

из изверженных глубинных и метаморфических пород

из изверженных из лившихся пород

из осадочных пород

1200

<= 16

<=9

<=6

1000

17—20

10—11

7—8

800

21—25

12—14

9-10

600

26—34

—

11—14

400

—

—

15—24

300

—

—

25—28

200

—

—

29-35

Вопрос 32

Органические вяжущие вещества представляют собой природные пли искусственные твердые, вязкопластичные или жидкие (при нормальной температуре) продукты, способные изменять свои физико-механические свойства в зависимости от температуры. В зависимости от химического состава, вида сырья и технологии производства органические вяжущие вещества разделяют на битумы и дёгти. На основе битумов и дёгтей изготовляют другие вяжущие вещества (битумно-дёгтевые) и материалы в виде эмульсий и паст (при температуре не ниже 2° С эмульсии имеют жидкую консистенцию, пасты до состояния, текучести разбавляются водой), асфальтовых лаков, асфальтовых растворов и бетонов. Битумы и дегти применяют также для изготовления рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов.

Битумы — органические вяжущие вещества черного цвета, состоящие из высокомолекулярных углеводородов, главным образом метанового (CnH2n+2) и нафтенового (СиН2п) рядов и их кислородных и сернистых производных, полностью растворимых в сероуглероде. В зависимости от консистенции (при температуре 18° С) битумы делят на твердые, обладающие упругими, а иногда хрупкими свойствами; полутвердые (вязкопластичные) — с высокой степенью пластичности, и жидкие — легкотекучие, содержащие в своем составе летучие углеводороды. Битумы бывают природные, встречающиеся в природе почти в чистом виде или получаемые путем извлечения из асфальтовых горных пород—асфальтовых известняков, песчаников и т. п.; нефтяные, получающиеся в результате переработки нефти и нефтепродуктов; сланцевые, образующиеся при переработке продуктов перегонки некоторых горючих сланцев.

Дёгти — органические вяжущие вещества черного и темно-бурого цвета полутвердой и жидкой консистенции; в их состав входят в основном смеси углеводородов ароматического ряда (СпН2п-б) и их неметаллических производных — кислорода, азота и серы. Дегти бывают каменноугольные, торфяные и древесные; их получают путем деструктивной перегонки (без доступа воздуха) каменного угля, торфа и древесины. Из перечисленных органических вяжущих материалов, применяемых для устройства дорожных покрытий и тротуаров в городах, особое значение имеют битумы нефтяные дорожные. Сырьем для получения нефтяных битумов является нефть. На нефтеперерабатывающих заводах из нефти получают различные виды топлива, смазочные масла и др. Нефтяные остатки, образующиеся после переработки нефти, гудрон, крекинг остаток и т. д., используют для получения битумов.

Остаточные битумы, получающиеся в результате атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистых нефтей и отбора из них бензина, керосина и части масел, представляют собой твердые или полутвердые продукты. Однако при атмосферно-вакуумной переработке маслосмолистых нефтей остаточные битумы получаются малой вязкости, для повышения вязкости их подвергают окислению. Окисленные битумы изготовляют путем продувки воздухом нефтяных остатков (гудрона и др.) на окислительных установках.

Гудрон, поступающий в кубы окислительной установки, продувается при температуре 350° С воздухом, который подаётся через перфорированные отверстия трубы, расположенной в нижней части куба. В результате взаимодействия кислорода воздуха с гудроном в процессе продувки идет реакция дегидрополиконденсации с образованием высокомолекулярных компонентов и повышением вязкости окисленного битума. После окончания цикла окисления гудрона (4—60 ч в зависимости от заданной вязкости битума) готовый битум перекачивают из кубов в цистерны для транспортировки или в емкости для хранения. Компаундированные битумы получают компаундированием, т. е. смешением остатков, образующихся при различной переработке нефти. За последнее время процесс окисления остатка интенсифицируется путем введения катализаторов или эмульгированием окисляемого продукта (способ И. В. Провинтеева).