Соотношение вяжущего к наполнителю в сухой смеси: Секреты мешка с сухой смесью

Сухие строительные цементные смеси (на основе цемента)

Во время строительства и ремонтных работ широко используются готовые сухие строительные цементные смеси. Их использование позволяет ускорить сроки производства работ и повысить их качество. Для приготовления рабочего раствора того или иного назначения не требуется следить за правильной дозировкой компонентов, нужно просто затворить готовую смесь водой в количестве, указанном в инструкции.

Содержание

• 1 Типы и характеристики цементно-песчаных смесей
• 2 Виды сухих смесей на цементной основе состав и свойства
  • 2.1 Для стяжки
  • 2.2 Гидроизоляция на основе цемента
  • 2.3 Штукатурные смеси
  • 2.4 Шпаклевки
  • 2.5 Плиточный клей
• 3 Как приготовить песчано цементную смесь своими руками
• 4 Нормы расхода
• 5 Маркировка цементно-песчаных составов
• 6 Популярные производители сухих смесей

Типы и характеристики цементно-песчаных смесей

Изобретение портландцемента оказало большое влияние на строительную отрасль, позволив заменить натуральный камень на искусственный — бетон. Также цемент стал неотъемлемым компонентом других материалов, без которых строительство теперь уже обойтись не может.

Цементно-песчаные составы (ЦПС) подразделяются на различные типы согласно следующим факторам:

1. Удельный вес набравшего прочность состава. Согласно ему, все они делятся на 2 типа: облегченные плотностью до 1,5 т/м3 и тяжелые плотностью больше 1,5 т/м3.
2. Функциональное назначение: штукатурные, кладочные, для стяжки, для устройства облицовки.
3. Прочность отвердевшего материала на сжатие. Она имеет буквенно-цифровое обозначение, представляющее собой букву М и цифры, указывающие несущую способность в кг/см2.
4. Количество вяжущих компонентов. В состав смеси в качестве вяжущего может входить не только цемент, но также гипс, известь полимеры и другие вещества.
5. Содержание вяжущего в составе смеси. В этом плане все составы делятся на обедненные (соотношение песка и цемента более чем 5:1), нормальные (4:1) и жирные (3:1 и менее).

Характеристики состава определяются в основном концентрацией входящих в него компонентов.

От их пропорции зависят показатели запаса прочности и интенсивности твердения:

• обедненные составы твердеют медленно, а затем со временем могут рассыпаться;
• жирные схватываются слишком быстро и часто растрескиваются.

Поэтому эксплуатационные характеристики материала зависят от правильно выбранной марки цемента и соблюдения рецептуры смеси.

Мешки с цементными смесями на складе.

Основными характеристиками растворов, изготовленных на основе ЦПС, являются:

• набор эксплуатационной прочности в течение продолжительного времени;
• сохранение целостности в условиях перепада температур;
• пластичность, облегчающая выполнение работ;
• влагостойкость затвердевшего материала.

Виды сухих смесей на цементной основе состав и свойства

Показатели смеси зависят от ее назначения. Для придания материалу необходимых свойств в него могут быть введены различные добавки: пластификаторы, гидрофобизаторы, вещества для повышения морозостойкости и другие модификаторы. В качестве заполнителя может использоваться не только речной песок, но и минеральная крошка, перлит, волокна.

Для стяжки

Стяжка пола производится для придания ему необходимой ровности и водонепроницаемости. Эти свойства обеспечивают длительный срок эксплуатации финишного полового покрытия.

Готовые цементные стяжки различаются по составу и свойствам. Их можно разделить на следующие виды:

1. Составы для чернового выравнивания. Их используют в ситуациях, когда основание пола имеет большие перепады по высоте. В этом случае толщина стяжки варьируется от 30 до 80 мм. Для изготовления смеси в данном случае применяются песок крупных фракций, мелкий керамзит, гранитная крошка. Непосредственно под половое покрытие такую стяжку использовать нельзя, поэтому приходится выполнять еще один слой — финишную стяжку.
2. Финишная стяжка в составе содержит пластфикаторы и мелкий песок (до 0,6 мм). Это позволяет создать ровное и гладкое основание для пола. Толщина стяжки составляет не более 4 — 10 мм. При повышенных нагрузках на пол лучше сочетать стяжку с армирующей сеткой или приобрести смесь, в составе которой имеется армирующее фиброволокно.
3. Самовыравнивающиеся стяжки. В их составе используется наполнитель с размерами частиц не более 0,3 мм и дополнительные добавки. Благодаря им, смесь имеет высокую текучесть и выравнивается на основании под воздействием силы тяжести. Толщина такой стяжки составляет не более 5 мм.
4. Составы для теплых полов. Для их производства используются пластификаторы, способствующие удалению из смеси воздушных пузырьков, снижающих теплопередачу. Поэтому стяжка имеет высокую теплопроводность и не препятствует передаче тепла.

Гидроизоляция на основе цемента

Изоляция объекта от влаги является важной частью строительного процесса. Существуют следующие виды гидроизолирующих смесей на цементной основе:

1. Цементно-песчаная гидроизоляция используется для защиты монолитных оснований. Промышленность выпускает смеси для ручного и машинного нанесения. В их состав нередко включают уплотняющие добавки. При слишком быстром испарении влаги из раствора нанесенный слой изоляции может деформироваться.
2. Гидроизоляция цементная с добавлением латекса. Этот компонент позволяет получить раствор, по свойствам напоминающий жидкую резину. Наносится в горячем виде путем торкретирования. Надежно защищает поверхности от влаги и механических воздействий.
3. Изоляция на основе цемента с добавлением жидкого стекла. Применяется для защиты фундаментов и цокольных этажей. Придает поверхности водонепроницаемость, огнеупорность, антисептические свойства. Имеет высокую адгезию к основной поверхности.

Материалы данного типа имеют невысокую стоимость, прочное сцепление с поверхностью и безопасны для здоровья.

Штукатурные смеси

В их основе такие вещества, как портландцемент, промытый и высушенный песок, вода. Для улучшения таких параметров, как эластичность, декоративность, прочность и стойкость могут использоваться дополнительные примеси.

Прочность штукатурной смеси зависит от марки вяжущего и составляет М25 — М100.

Готовые ЦПС бывают немодифицированными и модифицированными. Первые используются по бетону и кирпичу в качестве грунта и основного слоев и могут иметь достаточно большую толщину — до 50 мм. Вторые применяют как накрывочный слой, а также для оштукатуривания легких бетонов и в качестве тонкослойной штукатурки.

Декоративные штукатурки могут иметь в составе минеральные зерна и пигменты.

Шпаклевки

Шпаклевочные составы на основе цемента по назначению делятся на 2 вида:

1. Стартовые — используются как базовый слой, способный устранить крупные дефекты основания стены. Растворы крупнозернистые, грубые, плохо шлифуются. Но при этом создают прочную основу. Толщина нанесения составляет не более 20 мм.
2. Финишные — используются как чистовой слой. Структура раствора эластичная, заполнитель мелкий. Наносят слоем не более 1-4 мм. Обеспечивают гладкую поверхность, пригодную для обработки отделочными материалами.

Цвет смеси может быть белым, супербелым или серым. Стоимость последних ниже.

Плиточный клей

Основой плиточного клея является песчано-цементная смесь. Ее объем составляет 95% объема клея. Остальные 5 % приходятся на различные присадки:

• гидрофобизаторы;
• антисептики;
• катализаторы для замедления или ускорения схватывания клея;
• пластификаторы;
• противоморозные добавки.

Плиточный клей марки Церезит.

В зависимости от вида наклеиваемой плитки меняется и состав клея. Некоторые виды клеев можно использовать только для мелкоразмерной легкой плитки.

Для крупноразмерных элементов и плит из натурального камня производят смеси со специальными присадками.

Выпускается 2 вида клеев:

• только для внутренних работ;
• для внутренних и наружных работ.

Как приготовить песчано цементную смесь своими руками

Для приготовления смеси необходимо знать, в какой пропорции закладываются компоненты.

Это зависит от ее назначения.

Порядок действий следующий:

1. Песок просеивают, причем для сухого песка используется сито с ячейкой 2 мм, а для сырого — 4 мм.
2. В чистую емкость наливают 2-3 л воды.
3. Затем добавляют цемент и тщательно перемешивают миксером или лопатой до тех пор, пока материал не станет однородным.
4. Согласно пропорции, в емкость добавляют подготовленный песок и другие наполнители и модификаторы.
5. Смесь снова вымешивают до однородной консистенции. При необходимости добавляют чистую воду или небольшое количество песка.

Приготовление цементно-песочного раствора.

Нормы расхода

Расход ЦПС зависит от нескольких факторов:

• ее назначения;
• качества базовой поверхности.

Но есть усредненные нормы:

Средняя величина расхода материала указана на каждой упаковке.

Маркировка цементно-песчаных составов

Марка смеси зависит от соотношения в ее составе песка и цемента. Определяющим фактором здесь является назначение ЦПС, которое диктует требования к ее прочностным характеристикам.

Часто используемые марки ЦПС и типы работ, для которых они применяются:

1. М100 — раствор, приготовленный из нее, используется для выполнения черновой штукатурки стен, заделки небольших выбоин и трещин.
2. М150 — универсальный вариант, широко применяемый в строительстве. Смесь можно использовать для стяжки, штукатурки, в качестве кладочного раствора при возведении стен из кирпича и блоков.
3. М200 — мало отличается от М100, имеет примерно ту же сферу применения, но быстрее схватывается и обладает большей твердостью готовой поверхности.
4. М300 — пескобетон, именуемый как «фундаментная марка». Незаменим при повышенных требованиях к твердости и прочности поверхности — для фундаментов, толстых стяжек, кладки из блоков. Непригодна для оштукатуривания.
5. М400 — применяют для создания конструкций повышенной прочности: фундаментов, износостойких стяжек в местах с высокой проходимостью. Быстро твердеет, требует быстрой выработки.

Цифры на маркировке цементных составов.

Популярные производители сухих смесей

Сухие смеси пользуются большим спросом как в частном малоэтажном, так и в промышленном строительстве. Их производят как зарубежные, так и российские предприятия.

Наиболее надежными считаются следующие компании: Церезит, Юнис, Кнауф, МКУ, Волма, Русеан.

Что нужно знать о песчано-цементных смесях и их использовании

Сам по себе цемент используется в строительстве или ремонте довольно редко. Гораздо чаще его смешивают с другими материалами для получения пластичного, прочного и долговечного раствора. Очень часто применяют цементно-песчаный раствор.

Цементно-песчаный раствор, он же ЦПР, — это строительный материал, с помощью которого выполняют различные кладочные и монтажные работы. Он подходит для стяжки пола, с его помощью штукатурят стены.  

Замешивание цементно-песчаного раствора

КУПИТЬ ЦЕМЕНТ

Из чего состоит цементно-песчаный раствор?

Портландцемент — это сыпучее вещество, имеющее мелкую фракцию и образующее прочный и очень твердый состав при смешивании с водой. В растворе он является вяжущим веществом. Цемент придает этому стройматериалу высокую прочность, пластичность и износостойкость.

Песок, как правило, речной или карьерный, может быть разной фракции и в зависимости от этого по-разному влияет на текстуру и качество ЦПР. Песок не допускает сильной усадки раствора и его растрескивания, добавляет ему объема. Наличие или отсутствие посторонних примесей также сказывается на свойствах готовой смеси. Именно поэтому лучше брать речной песок — он чище карьерного.

С помощью воды — другого обязательно компонента — регулируют густоту цементно-песчаного раствора. Оптимальный вариант — чистая питьевая вода.

Чтобы повысить те или иные свойства, в смесь можно добавить:

• Присадки — повышают способность смеси удерживать влагу.
• Пластификаторы — улучшают пластичность готовой смеси, снижают риск образования трещин.
• Регуляторы скорости затвердевания — помогают дольше работать с приготовленным раствором, либо ускоряют его твердение. Свойства зависят от добавки.
• Гидрофобизирующие добавки — в отличие от присадок, они придают раствору водонепроницаемость.
• Пигменты — необязательный компонент, добавляемый в белые отделочные растворы для придания нужного оттенка.

Свойства и характеристики цементно-песчаного раствора

Этот строительный материал имеет следующие свойства:

• Плотность

Цементно-песчаные растворы могут быть тяжелыми или легкими. Например, тяжелый ЦПР обладает плотностью от 1500 до 1800 кг/м³, а легкий — до 1500 кг/м³. Стоит понимать, что эти числа относятся к готовому раствору.

• Коэффициент теплопроводности

В среднем теплопроводность цементно-песчаных составов — 1,2 Вт/м*К. Таким образом, тепло они проводят довольно хорошо. Поэтому в дальнейшем стенам потребуется дополнительное утепление.

• Содержание вяжущего вещества

Обычно ЦПР имеет соотношение песка и цемента 3:1. Это позволяет получить сбалансированный и пластичный состав. Но в некоторых случаях песка добавляют больше или меньше. В зависимости от количества цемента раствор может быть тощим, нормальным или жирным.

Тощий раствор — это раствор, где соотношение песка и цемента ниже 3:1. Такая смесь не слишком прочная и может осыпаться после затвердения. Застывает она довольно долго.

Жирный ЦПР — смесь с соотношением выше 3:1, то есть, песка берется как минимум 4 части на 1 часть цемента. Если цемент недостаточно качественный, такая смесь в будущем будет растрескиваться и в целом окажется не слишком прочной.

В зависимости от качества песка и цемента соотношение 3:1 иногда не подходит. В некоторых случаях с пропорцией нужно экспериментировать и проверять готовый состав на прочность, гибкость, растрескивание. Желательно сделать несколько проб с разными пропорциями, чтобы понять, как стоит смешивать компоненты. Это относится к самостоятельному приготовлению раствора.

• Морозостойкость

Этот показатель ЦПР сильно зависит от марки, но в целом растворы обладают хорошей устойчивостью к температурным перепадам и морозам.

• Влагостойкость

Не все растворы на основе цемента обладают этим качеством. Однако марка выше М150 гарантирует неплохие показатели.

• Адгезия

Одно из главнейших качеств для любого кладочного или штукатурного материала — хорошая адгезия к различным поверхностям. Раствор на основе цемента и песка отлично сцепляется с кирпичом, бетоном или даже диким камнем.

Говоря о преимуществах цементно-песчаного раствора, стоит подчеркнуть его долговечность, экономный расход, особенно на пористых поверхностях, и сравнительно невысокую стоимость (зависит от производителя и марки). Такой состав универсален, так как подходит и для наружных, и для внутренних работ. Он безопасен и удобен в работе. А увеличить прочность, пластичность или адгезию могут дополнительные компоненты, например, гашеная известь, кварцевый песок или гипс.

У цементно-песчаных смесей есть и недостатки. Например, пористость затвердевшего раствора или длительное высыхание.

Как используются цементно-песчаные растворы

Цементно-песчаные растворы — это довольно универсальный строительный материал. По функционалу можно разделить их не следующие виды:

• Кладочные

Возводя стены, можно использовать в качестве раствора для кладки именно цементно-песчаный состав. Чтобы он получился достаточно прочным и то же время пластичным, берется песок с фракцией не больше 2,5 мм. Однако можно взять фракцию до 5 мм, если кладка идет из природного камня.

• Монтажные

Монтажные цементно-песчаные растворы используются для стяжки полов. Состав должен быть пластичным и при этом плотным, чтобы после затвердевания обеспечить покрытию водонепроницаемость. Толщина слоя при этом не должна превышать 30 мм. Если же планируется более толстое покрытие, лучше взять бетонную смесь.

Использование ЦПР для стяжки пола

• Штукатурные

Цементно-песчаный раствор, использующийся для оштукатуривания, должен содержать песок фракцией не более 2-2,5 мм. Если слой накрывочный, лучше взять песок еще мельче — до 1,5 мм. В зависимости от этапа оштукатуривания и места использования (внутри, снаружи, в помещениях с повышенной влажностью воздуха) берутся растворы разных марок. Например, М50 подходит для финального покрытия. Раствор М100 или М75 достаточно универсален, но для ванной комнаты, кухни и других помещений, где влажность воздуха выше обычного, лучше взять ЦПР М150. Подробнее о марках рассказывается в следующем разделе.

Оштукаткуривание цементно-песчаным раствором

• Облицовочные

Облицовочные растворы характеризуются однородностью, для них нужен очень мелкий песок. Иначе затвердевший слой получится недостаточно гладким. Чтобы покрытие получилось эстетичным, в облицовочный ЦПР добавляют декоративные элементы. Это может быть, например, мраморная крошка или измельченная слюда.

О марках цементно-песчаных растворов

Понятие “марка раствора” определяет его прочность. Этот показатель, в свою очередь, зависит от соотношения вяжущего вещества и наполнителя, в данном случае — цемента и песка. Цементно-песчаные растворы в зависимости от их марки используются по-разному:

• М200 — это монтажно-кладочные смеси, обладающие высокой прочностью и при этом достаточной гибкостью. Такие растворы можно использовать для стяжки полов, которым предстоит выдерживать большую нагрузку, а также для возведения стен многоэтажных домов.
• М150 — такой раствор также используется для кладки и стяжки полов. При этом его прочность чуть ниже. Кроме того, раствор М150 можно применять для оштукатуривания поверхностей.
• М100 — универсальная смесь для оштукатуривания и ремонтных процессов. Для кладки такой раствор не подходит.
• М50 — самый “легкий” ЦПР, не обладающий высокой прочностью. Он не используется ни для стяжки пола, ни для кладочных работ. Его можно замешать для выравнивания стен и потолков и финишной отделки.

Марки цемента, раствора и пропорции

В чем плюсы сухих цементно-песчаных смесей

Не у всех есть желание и возможность приобретать все компоненты по отдельности, смешивать их в разных пропорциях и выяснять наиболее оптимальное соотношение. Поэтому в строительном магазине можно купить готовые сухие смеси. Они обладают рядом существенных плюсов.

Например, одинаковый состав во всех мешках с готовой смесью. Соотношение ингредиентов везде одно и то же, что гарантирует стабильный и предсказуемый результат.

Кроме того, готовить такой раствор быстрее и проще, чем смешивать все по отдельности. Сухой порошок просто заливается чистой водой и смешивается с ней либо строительным миксером, либо в бетономешалке. Количество воды на килограмм смеси указано на упаковке сухой смеси. Там же указывается расход готового раствора.

Как приготовить цементно-песчаный раствор самостоятельно

Самостоятельное приготовление ЦПР требует и времени, и средств, и усилий. Желательно брать все компоненты с запасом и проверить, насколько хорошо работает строительный миксер. Отличным решением будет использование бетономешалки. Потребуются весы для взвешивания материалов и емкости для их хранения и замешивания.

Сначала нужно залить 50-70% от общего количества воды. После чего ее смешивают со всеми жидкими присадками, если таковые добавляются. Затем в воду загружают цемент и 40-50% песка. Смесь тщательно перемешивается.

Можно добавить остаток песка и всевозможные добавки. Постепенное замешивание компонентов позволит регулировать густоту ЦПР, его пластичность и жирность. Если при проведении мастерком по раствору остается рваный след, стоит добавить больше воды. Если следа не остается вовсе, значит, недостаточно сухого вещества.

Важно, чтобы цемент не был просроченным, так как со временем его качество заметно падает. Если вещество просто слежалось, можно взять его чуть в большем количестве — например, добавить 10-25% от запланированного количества. Также стоит учитывать, что раствором нужно пользоваться в течение часа после замешивания. Он не подлежит хранению и требует оперативного использования.

С помощью мастерка и шпателя можно проверять густоту раствора

Мы предлагаем вам качественный речной песок, отличный цемент и все необходимые инструменты, добавки и оборудование для замешивания цементно-песчаного раствора. У нас вы можете купить как материалы по отдельности, так и готовую смесь от проверенных производителей.

Удачного строительства и ремонта!

Ваш Кузьмич.

Влияние соотношения наполнитель-битум на характеристики модифицированного асфальтового раствора добавкой

Введение

Асфальт часто выбирают в качестве материала дорожного покрытия во всем мире. С ростом трафика перегруженные автомобили будут вызывать раннее повреждение асфальтобетонного покрытия, в том числе высокотемпературную колею, низкотемпературные трещины, просадку, выбоины и т. д. Растворная теория предполагает, что асфальтобетонная смесь представляет собой дисперсную систему многоуровневой межпространственной сетчатой ​​структуры с крупный заполнитель в качестве дисперсной фазы, а асфальтовый раствор представляет собой первую децентрализованную систему асфальтобетонной смеси с мелким заполнителем в качестве дисперсной фазы, рассеянной в асфальтовой среде [1]. Структура, состав и характеристики асфальтового раствора напрямую влияют на дорожные характеристики асфальтового покрытия. Было проведено множество исследований асфальтового раствора [2–6] с точки зрения стандартного теста Маршалла, иммерсионного теста Маршалла, теста на колейность и теста на низкотемпературный изгиб образцов балок. Чжан и др. [7] изучали свойства асфальтового раствора с помощью реометра динамического сдвига (DSR) и реометра изгибающей балки (BBR) на оборудовании SHRP, испытывали и анализировали влияние соотношения наполнитель/битум на характеристики раствора при высоких и низких температурах в 2004 г.; и они рекомендовали, чтобы соотношение наполнителя и битума не превышало 1,4 для высокотемпературных характеристик и не превышало 1,0 для низкотемпературных характеристик. Но они не дали минимального значения соотношения наполнитель-битум и не учитывали добавку в асфальте. Сделан вывод, что модифицированный асфальт добавкой может значительно улучшить характеристики асфальтобетонного покрытия [8–10]. По-прежнему важно изучить правильное соотношение наполнителя и битума, чтобы контролировать характеристики асфальта.

В этой статье мы провели испытания асфальтового раствора с добавками SB (Sasobit) и SW (Sasowam) посредством DSR и BBR. Путем анализа данных испытаний исследуются характеристики антиколейной и низкотемпературной трещиностойкости, а также усталостная долговечность асфальтового раствора. Наконец, рекомендуется соотношение наполнителя и битума в асфальтовом растворе.

Введение в схему испытаний

В соответствии со стратегической программой исследования автомобильных дорог (SHRP) [11], матричный асфальт № 70 и порошок известняковой руды используются в качестве сырья для получения градации заполнителя. Плотность и коэффициент гидрофильности рудного порошка приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты испытаний показателей рудного порошка и их сравнение с техническими требованиями

Полноразмерная таблица

Сначала мы поместили порошок известняка в сита разного размера для измерения скорости проникновения известняка. Полученные результаты сравнивают с техническими требованиями [1], как показано в табл. 1. Затем в матричный асфальтобетон № 70 добавляли рудный порошок с получением образцов асфальтобетонного раствора с четырьмя соотношениями наполнитель-битум: 0,8, 1,0, 1,2, и 1.4.

Высокотемпературные и усталостные характеристики асфальтового раствора

Испытание DSR обычно используется для оценки высокотемпературных характеристик асфальтового раствора [1, 3, 5]. При межплоскостном расстоянии в 2 раза больше максимального диаметра резинового клея и размере добавляемого зерна не более 0,250 мм ДСР можно использовать для проверки свойств резиновой пасты [12–14].

DSR на рис. 1a используется для характеристики вязких и упругих свойств материалов путем измерения модуля сдвига сложного материала ( G *) и фазового угла ( δ ) [15–17]. DSR может образовывать кусок толстой пленки между прижимной пластиной и вибрационной пластиной, которые удерживаются при определенной нагрузке, а вибрационная пластина вращается с угловой скоростью и углом, как показано на рис. 1b.

Рис. 1

Сдвиговой расходомер ШРП и принципиальная схема. a Реометр динамического сдвига. b Принцип работы реометра динамического сдвига

Изображение полного размера

Напряжение сдвига 9*} = \frac{{\tau_{ \hbox{max} } — \tau_{ \hbox{min} } }}{{\gamma_{ \hbox{max}} — \gamma_{ \hbox{min} } } } ,\quad\delta = 2\uppi f \cdot \Updelta t, $$

где T максимальный крутящий момент; r радиус виброплиты; h высота образца; θ угол поворота виброплиты; τ _max , τ _min , γ _max и γ _min максимальное или минимальное касательное напряжение и деформация; Δ t время задержки.

При нормальной температуре асфальтового покрытия и транспортной нагрузке вязкостные и упругие свойства асфальта могут быть получены путем испытания комплексного модуля сдвига G * и относительного показателя δ между восстанавливаемыми и невосстанавливаемыми деформациями. G */sin  δ — коэффициент защиты от колейности, указывающий на сопротивление деформации асфальтового материала. При проектной максимальной температуре дорожного покрытия, чем выше G */sin δ , тем меньше деформация асфальта. Таким образом, чем выше G */sin δ , тем лучше сопротивление колееобразованию. Кроме того, G *sin δ означает способность вяжущего материала сопротивляться усталости [17].

В этом эксперименте в приготовленный асфальтовый раствор были добавлены SB и SW в количестве 3 % по массовой доле соответственно в качестве исходных образцов; а исходные образцы подвергали старению в прокатной тонкопленочной печи. Мы использовали исходные и стареющие образцы в тесте DSR в различных температурных условиях. Деформация DSR составляет 12 %, а угловая скорость ω  = 10 рад/с. С помощью теста DSR оценивали усталостные характеристики асфальтового раствора, то есть реологические свойства резиновой пасты при нормальных температурах. В спецификациях на вяжущие Superpave характеристики усталостной прочности оцениваются путем приложения давления к стареющему асфальту [18]. SHRP указывает, что G *sin δ не должно превышать 5000 кПа в испытании на устойчивость к усталостному растрескиванию [11]. При разных температурах соотношение между наполнителем и битумом и коэффициентом колейности может быть получено для исходных и стареющих образцов, как показано на рис. 2; а зависимость соотношения наполнитель-битум и сопротивления усталости образцов при нормальных температурах показана на рис. 3.

Рис. 2

Зависимость между соотношением наполнитель-битум и коэффициентом колеи. a Исходные образцы с добавкой SB. b Старение образцов с SB. c Оригинальные образцы с ув. № 3 a Зависимость отношения наполнитель-битум от G *sin( δ ) СБ. b Зависимость отношения наполнитель-битум от G *sin( δ ) SW

Изображение в натуральную величину

Из рис.  2 можно сделать следующие выводы:

1. (1)

   Коэффициент антиколейности асфальтового раствора увеличивается с увеличением соотношения наполнитель/битум. Для образцов с SB и SW увеличение G */sin δ максимально при 64 °С. При увеличении отношения наполнитель-битум от 0,8 до 1,4, G */sin  δ увеличивается с 28,78 до 37,71, с 27,43 до 35,24 для SB и SW соответственно, что соответствует увеличению на 31 % и 28,5 %. Таким образом, показатели жаростойкости трещин асфальтового раствора с добавкой SB лучше, чем с добавкой SW.

2. (2)

   При увеличении температуры и соотношения наполнитель-битум приращение G */sin  δ постепенно уменьшается. Соотношение наполнитель-битум играет важную роль в определении высокотемпературных характеристик асфальта и предотвращает кратковременное старение асфальта. Необходимо увеличить соотношение наполнитель-битум.

Из рис. 3 сделаны следующие выводы:

1. (1)

   Шаг G *sin  δ составляет 13 % при увеличении соотношения наполнитель-битум с 0,8 до 1,2. Она увеличивается на 20 % при увеличении соотношения наполнитель-битум с 1,2 до 1,4. Очевидно, что большое влияние на усталостное растрескивание вяжущего материала оказывает соотношение наполнитель-битум.

2. (2)

   G *sin δ увеличивается при увеличении соотношения наполнитель/битум от 0,8 до 1,4, причем скорость увеличения относительно стабильна.

Испытательный анализ характеристик асфальтового раствора при низкой температуре

Реометр с изгибающейся балкой на рис.  4 представляет собой прибор, который оценивает характеристики асфальтового материала при низких температурах [19–21]. Он помещает образец асфальтовой балки на опорную раму, а затем нагружает ее для проверки модуля жесткости ползучести ( S ) и уклона ползучести ( м ) асфальтобетонного материала. Асфальтовое вяжущее с меньшим S и более крупные м демонстрируют лучшую трещиностойкость, чем более крупные S и меньшие м при низких температурах.

Рис. 4

Реометр с изгибающейся балкой и его принципиальная схема. и Фото. b Принцип работы

Изображение с полным размером

Реометр с изогнутой балкой рекомендуется многими исследователями для изучения низкотемпературных характеристик асфальтового раствора из-за его преимуществ, таких как точные данные и хорошая воспроизводимость [20]. В процессе испытания BBR есть три важных предпосылки, в том числе соотношение времени и температуры, влияние физического упрочнения и линейная вязкоупругость, которым должно соответствовать испытание BBR [22].

В этой статье мы используем BBR для измерения модуля жесткости ползучести при изгибе S и скорости ползучести m при -18, -12 и -6 °C соответственно, и результаты показаны на рис. 5 и 6.

Рис. 5

Результаты испытаний BBR модифицированного битумного раствора SB. a Модуль жесткости ползучести при изгибе в зависимости от соотношения наполнитель-битум. b Скорость ползучести в зависимости от отношения наполнитель/битум

Изображение с полным размером

Рис. 6

Результаты испытаний BBR битумного раствора, модифицированного SW. a Модуль жесткости ползучести при изгибе в зависимости от соотношения наполнитель-битум. б Скорость ползучести в зависимости от соотношения наполнитель-битум

Изображение в полный размер

Из рис. 5 получаем следующие выводы:

1. (1)

   Низкотемпературная стойкость асфальтового раствора ухудшается с увеличением соотношения наполнитель/битум, особенно при увеличении соотношения с 1,2 до 1,4. Его характеристики быстро падают при низкой температуре, а понижение температуры также оказывает большое влияние на модуль жесткости резиновой пасты.

2. (2)

   Скорость ползучести постепенно уменьшается с увеличением соотношения наполнитель-битум, а трещиностойкость быстро снижается при низкой температуре, когда соотношение наполнитель-битум превышает 1,2.

Из рис. 6 видно, что с увеличением соотношения наполнитель-битум модуль жесткости ползучести увеличивается; то есть низкотемпературные антитрещинные характеристики раствора ухудшаются с увеличением соотношения наполнитель-битум. В то же время температура также оказывает большое влияние на модуль жесткости резиновой пасты, когда он уменьшается. Амплитуда скорости ползучести существенно не уменьшается. Следовательно, отношение наполнителя к битуму в асфальтобетонном растворе с добавкой СВ может быть несколько больше, чем у СБ.

Анализ пластичности асфальтового раствора

Взаимодействие асфальта и добавки не только оказывает большое влияние на формирование и количество структуры асфальтового раствора, но также оказывает большое влияние на его вязкость и низкотемпературную хрупкость [22–24 ]. Пластичность асфальтового раствора по сравнению с асфальтовой смесью более точно отражает низкотемпературную пластичность. В данной статье рассматривается значение пластичности асфальтового раствора при определенной скорости растяжения (5 см/мин) при различных соотношениях наполнитель/битум и различных температурных условиях. Результаты испытаний значений пластичности асфальтобетонного раствора приведены в таблице 2 и на рис. 7. 9№ 7 Асфальтового раствора уменьшается с увеличением соотношения наполнитель-битум. Следовательно, соотношение наполнителя и битума не должно быть слишком большим. Здесь мы предлагаем, чтобы он был меньше 1,2.

Из рис. 7 видно, что деформация при изгибе при низкой температуре постепенно снижается с увеличением соотношения наполнитель-битум, а низкотемпературные характеристики резко снижаются, когда отношение наполнитель-битум продолжает увеличиваться с 1,2 до 1,4. Однако с увеличением соотношения наполнитель/битум постепенно повышаются жаропрочные характеристики. По сравнению с низкотемпературными характеристиками, высокотемпературные характеристики имеют меньшую амплитуду увеличения, когда отношение наполнитель/битум продолжает увеличиваться с 1,2 до 1,4. По результатам высокотемпературных и низкотемпературных характеристик соотношение наполнитель-битум в асфальтобетонном растворе с добавкой СБ должно быть менее 1,2.

Выводы

1. (1)

   Согласно приведенным выше результатам исследований, мы знаем, что коэффициент колеи постепенно увеличивается с увеличением соотношения наполнитель-битум и имеет наибольшую амплитуду при 64 °C. Приращение фактора колеи уменьшается с температурой. Соотношение наполнителя и битума асфальтового раствора с добавкой СБ оказывает большее влияние на антиколейный фактор при низкой температуре, чем у УВ. Прирост фактора против колейности после обработки старением становится меньше, чем до старения, что показывает, что рудный порошок может предотвратить старение асфальта. Таким образом, рудный порошок не только может увеличить коэффициент предотвращения колейности, но также может повысить устойчивость асфальта к старению.

2. (2)

   В соответствии с характеристиками двух добавок и различными температурами испытаний влияние SB на коэффициент предотвращения колейности больше, чем у SW. Следовательно, SB имеет лучшие характеристики, чем SW, при высоких температурах.

3. (3)

   С увеличением дозировки рудного порошка коэффициент антиколейности постепенно увеличивается, а увеличение амплитуды меньше зависит от температуры. При достижении соотношения наполнитель-битум 1,2 коэффициент усталости асфальтобетонного раствора с СБ значительно возрастает; в то время как для SW это не так очевидно. По сравнению с SB коэффициент усталости образцов с УВ имеет меньший прирост амплитуды. Следовательно, соотношение битум-наполнитель в СБ должно быть менее 1,2.

4. (4)

   В соответствии с низкотемпературным испытанием, когда отношение наполнителя к битуму в асфальтовом растворе с SB продолжает увеличиваться выше 1,2, модуль жесткости ползучести быстро увеличивается, в то время как скорость ползучести и пластичность быстро снижаются в испытании на пластичность. Следовательно, соотношение наполнитель/битум для СБ должно быть меньше 1,2, а для СБ может быть больше 1,2, так как СБ имеет лучшие характеристики, чем СБ, при низких температурах.

5. (5)

   Влияние добавки на характеристики асфальтового раствора можно определить с помощью высокотемпературных и низкотемпературных испытаний, а также испытаний на пластичность теплой асфальтовой смеси. Рекомендуемый диапазон отношения наполнителя к битуму асфальтового раствора с СБ составляет от 0,8 до 1,2.

Ссылки

1. Zhang ZQ, Wang YC (2006) Влияние асфальтового раствора на характеристики горячей асфальтобетонной смеси при высоких и низких температурах. J Chang’an Univ Nat Sci Ed 26(2):1–5 (на китайском языке)

   МАТЕМАТИКА

   Google ученый

2. Feng H (2008) Исследование экспериментальных характеристик асфальтового раствора с помощью теории визеоупругости. Диссертация, Университет науки и технологии, Чанша (на китайском языке)

3. Brice D, Herve DB, Pierre C et al (2007) Линейные вязкоупругие свойства битумных материалов: от вяжущих до мастик (с обсуждением), J Assoc Asph Paving Technol 76:455–494

   Google ученый

4. «>

   Brown ER, Haddock JE, Crawford C (1996) Исследование асфальтовых растворов с каменной матрицей. J Transp Res Board 1530: 95–102

   Артикул

   Google ученый

5. Гублер Р., Лю Ю., Андерсон Д.А. и др. (1999) Исследование системного наполнителя и асфальтовых вяжущих с помощью реологических методов. Ассоциация технологов асфальтоукладчиков, 68(2):284–304

   Google ученый

6. Витчак М.В., Калуш К., Пеллинен Т. (2002) Простой тест производительности для состава смеси для супермощения. Совет по исследованиям в области транспорта, Национальный исследовательский совет. National Academy Press, Вашингтон, стр. 172–180

7. Zhang ZQ, Zhang WP, Li P (2004) Соотношение битума-наполнителя в асфальтовой смеси. J Chang’an Univ Nat Sci Ed 24(5):7–10 (на китайском языке)

   МАТЕМАТИКА

   Google ученый

8. «>

   Ким Ю.Р., Литтл Д.Н. (2004) Линейный вязкоупругий анализ асфальтовых мастик. J Mater Civil Eng 16(2):122–132

   Статья

   Google ученый

9. Юсефи А.А., Кади А.А., Рой С (2000) Композитные битумные вяжущие: влияние модифицированного РПЭ на асфальт. J Mater Civil Eng 12(2):113–123

   Статья

   Google ученый

10. Neguleseu II, Daly WH, Mohammad LN et al (2000) Переработка модифицированного полимером асфальтового покрытия — исследование связующего вещества. 79-е ежегодное собрание Совета транспортных исследований, Вашингтон, округ Колумбия, 9–13 января 2000 г.

11. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (1993 г.) Руководство AASHTO по проектированию конструкций дорожных покрытий. ААШТО, Вашингтон

    Google ученый

12. «>

    Национальная кооперативная программа исследований автомобильных дорог, руководство по механистическому эмпирическому проектированию новых и восстановленных конструкций дорожного покрытия, заключительный отчет. http://www.betterroads.com/tag/guide-for-mechanistic-empirical-design-of-new-and-rehabilitated-pavement-structures-final-report-nchrp-2004/. По состоянию на 1 сентября 2004 г.

13. Американская ассоциация государственных служащих дорожного транспорта, метод испытания для определения склонности асфальтобетонных смесей к колееобразованию с использованием анализатора асфальтового покрытия. http://www.okladot.state.ok.us/materials/pdfs-ohdl/ohdl43.pdf. По состоянию на 14 июля 2009 г.

14. Министерство транспорта (2008 г.) Технические условия на строительство асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. China Communications Press, Пекин (на китайском языке)

    Google ученый

15. «>

    Huang YB, Qin L (2005) Методы улучшения асфальта и обсуждение улучшенной способности асфальта. J Guangxi Univ Nat Sci Ed 30(1):122–124 (на китайском языке)

    Google ученый

16. Chen HX, Yuan YJ, Zhang ZQ и др. (2005) Факторы, влияющие на тесты реометра на динамический сдвиг. Central South Highw Eng 30(2):142–164 (на китайском языке)

    Google ученый

17. Федеральное авиационное управление (2008 г.) Горячая асфальтобетонная смесь рассчитывается по руководству. People’s Communication Press, Пекин (на китайском языке)

    Google ученый

18. Duan SR, Ren RB (2001) Применение реометра динамического сдвига (DSR) для оценки характеристик дорожного покрытия. Central South Highw Eng 4: 81–83

    Google ученый

19. «>

    Lin XX (2002) Обсуждение характеристики соотношения состава Superpave. East China Highw 2: 45–47 (на китайском языке)

    Google ученый

20. Feng IL (2006) Реологический анализ асфальта, испытанного с помощью реометра с изгибающейся балкой. J Wuhan Univ Technol 30(2):205–208 (на китайском языке)

    Google ученый

21. Li YW, Wang JS, Huang WY и др. (2011) Технология строительства теплых асфальтобетонных покрытий. China Architecture & Building Press, Пекин (на китайском языке)

    Google ученый

22. Чжан Ю.Л. (2011) Технология строительства асфальтобетонных покрытий и контроль качества. People’s Communication Press, Пекин (на китайском языке)

    Google ученый

23. Ли Ю.С. (1995) Ползучесть и релаксация 4 видов горных пород при испытаниях на одноосное сжатие. Chin J Rock Mech Eng 14 (1): 39–47 (на китайском языке)

    Google ученый

24. Zheng NX, Zhang X, Li A (2004) Обсуждение проблем в системе оценки эффективности SHRP. J Highw Transp Res Dev 9: 55–59 (на китайском языке)

    Google ученый

Ссылки на скачивание

Открытый доступ SCIRP

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

• Биомедицинские и медико-биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике  

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Представление статей
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

клиент@scirp.