50. Технология приготовления горячего асфальтобетона. Рецепт асфальтобетонной смеси
Пособие «Строительство и ремонт дорожных асфальтобетонных покрытий. Учебное пособие»
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «АСФАЛЬТТЕХМАШ»
МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
__________________________________________________________________
М.С. Мелик-Багдасаров, К.А. Гиоев, Н.А. Мелик-Багдасарова
СТРОИТЕЛЬСТВО И РЕМОНТ ДОРОЖНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
Допущено УМО вузов РФ по образованию в области железнодорожного транспорта и транспортного строительства в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности«Автомобильные дороги и аэродромы» направления подготовки «Транспортное строительство»
Белгород 2007
Рецензенты:
Л.А. Горелышева - кандидат технических наук, старший научный сотрудник ФГУП «РОСДОРНИИ».
В данном издании приведены технологии строительства, ремонта и содержания дорожных асфальтобетонных покрытий муниципальных, территориальных и федеральных дорог. Подробно описаны техника и процессы приготовления, транспортирования, укладки и уплотнения смесей разных составов, консистенции и назначения. Даны рекомендации по оптимальным технологическим режимам на всех этапах производства работ с учетом последних разработок отечественной и зарубежной теории и практики.
Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» и «Городское строительство и хозяйство», работников и специалистов, занятых в сфере дорожного строительства, а также для слушателей системы дополнительного профессионального образования.
содержание
В книге основное внимание уделено вопросам совершенствования традиционных технологий строительства и ремонта дорожных покрытий с применением горячих укатываемых асфальтобетонных смесей, а также новым технологиям с применением щебеночно-мастичных, литых асфальтобетонных смесей, холодных литых эмульсионно-минеральных смесей, специальных смесей для устройства шероховатых защитных тонкослойных покрытий и др.
По ходу изложения технологий читатель знакомится и с достижениями в области дорожного машиностроения.
В книге освещены вопросы контроля качества, техники безопасности и охраны окружающей среды. В ней учтены требования нормативных документов.
Авторы не претендуют на исчерпывающую полноту раскрытия темы и будут весьма признательны всем, высказавшим замечания и пожелания.
Горячая укатываемая смесь представляет собой рыхлую массу с температурой 140...160 °С, состоящую из щебня, песка, минерального порошка и вязкого дорожного битума в рационально подобранных соотношениях. После интенсивного уплотнения смеси катками и затвердевания слой приобретает определенную плотность, механическую прочность, упругость и эластичность.
ГОСТ 9128-97 [1] классифицирует горячие смеси:
• по наибольшему размеру зерен минеральных материалов: крупнозернистые с размером зерен щебня (гравия) до 40 мм, мелкозернистые - до 20 мм и песчаные с максимальным размером зерен песка 5 мм;
• по величине остаточной пористости: высокоплотные с остаточной пористостью 1,0-2,5%, плотные 2,5-5%, пористые 5,0-10,0% и высокопористые 10,0-18%;
• щебенистые - по количеству щебня (гравия): тип «А» - от 50 до 60%, тип «Б» - от 40 до 50% и тип «В» - от 30 до 40 мас. %;
• песчаные - по виду песка: тип «Г» на песках из отсевов дробления, также на их смесях с природным песком при содержании последнего не более 30%, тип «Д» на природных песках или смесях природных песков с отсевами дробления при содержании последних менее 70 мас. %;
• по значениям физико-механических свойств - на три марки (прил. 1).
Большая роль в обеспечении заданных свойств асфальтобетона принадлежит свойствам исходных материалов. Поэтому рассмотрим, каким требованиям они должны удовлетворять.
Битум является одним из важнейших компонентов асфальтобетонной смеси.
Основной объем битума, используемого дорожными организациями, производят из нефти. Процесс производства битума связан с нагревом нефти и выделением из нее более легких компонентов - бензина, лигроина, керосина. Далее, при температуре 300...400°С, отгоняют машинные, веретенные, трансформаторные и другие смазочные масла. Выделение этих масел из нефти ведут под вакуумом. В результате разложения нефти остается густой смолистый остаток - гудрон (остаточный битум), который используют или как исходный материал для получения более вязких окисленных битумов, или используют без переработки.
Свойства гудрона зависят как от свойств нефти, так и от технологии ее переработки. Гудрон из тяжелой смолистой нефти составляет 7-8% от ее массы и имеет более высокое качество, чем из легкой (1% от массы).
Наиболее распространенным способом производства битумов является продувка гудрона воздухом при температуре 260...270 °С. В зависимости от типа окислительной установки, интенсивности и продолжительности процесса получают битумы различной вязкости.
Для производства горячих укатываемых асфальтобетонных смесей отечественная нефтеперерабатывающая промышленность выпускает вязкие дорожные битумы, преимущественно, марок БНД 40/60, БНД 60 90 и БНД 90/130 [2]. Каждая марка имеет вполне определенный групповой и химический состав.
Комплекс требований [2], предъявляемых к вязким дорожным битумам, приведен в табл.1.
Таблица 1
|
Наименования показателей |
Нормы по маркам |
||
|
БНД 40/60 |
БНД 60/90 |
БНД 90/130 |
|
Глубина проникания иглы, дмм |
|
|
|
|
при температуре: 25 °С, в пределах |
40-60 |
61-90 |
91-130 |
|
0 °С, не менее |
13 |
20 |
28 |
|
Температура размягчения, °С, не ниже |
51 |
47 |
43 |
|
Растяжимость при 25 °С, см, не менее |
45 |
55 |
65 |
|
Температура хрупкости, °С, не выше |
-12 |
-15 |
-17 |
|
Сцепление с мрамором (песком) |
выдерживает |
||
|
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более |
5 |
5 |
5 |
|
Температура вспышки, °С, не ниже |
230 |
230 |
230 |
|
Индекс пенетрации, в пределах |
от -1 до +1 |
||
Битум - сложная коллоидная система, дисперсионной средой в которой является раствор смол в маслах, а дисперсной фазой - асфальтены, карбены и карбоиды. На пограничных поверхностях этих частиц прочно удерживаются асфальтобеновые кислоты и их ангидриды.
Масла придают битуму подвижность и текучесть. Их плотность менее 1000 кг/м3, цвет - светло-желтый, содержание в битуме колеблется в пределах 35-60 мас.%. В маслах присутствуют углеводороды парафинового, нафтенового и ароматического рядов с молекулярной массой 300-600.
Смолы придают битуму эластичность и водостойкость. Их плотность равна, примерно, 1000 кг/м3, цвет - темно-коричневый, содержание в битуме в пределах 20-40%. В смолах присутствует наибольшее количество полярных сернистых, азотистых и кислородных соединений углеводородов с молекулярной массой 600-1000, способствующих хорошему прилипанию битума к каменным материалам.
Асфальтены представляют собой твердые неплавкие частицы черного цвета плотностью немногим более 1000 кг/м3 и молекулярной массой 1000-5000. От их количества и степени дисперсности зависит вязкость и теплостойкость битума. Обычно в битумах содержится 10-40% асфальтенов. Под действием ультрафиолетовых лучей они переходят в карбены и карбоиды, увеличивая вязкость и хрупкость битума. В битуме содержание карбенов и карбоидов - от 1 до 3%. Своими свойствами и составом они близки к асфальтенам, но содержат больше углерода и имеют большую плотность.
В некоторых случаях, для повышения трещиностойкости асфальтобетонного покрытия, в битум вводят добавки полимеров, а для улучшения прилипания битума к поверхности зерен минерального материала - поверхностно-активные вещества (ПАВ) [3-6]. Их вводят либо в битум, либо на минеральные материалы при их перемешивании.
Минеральный порошок представляет собой молотый известняк, доломит, основной доменный шлак с размером зерен меньше 1,25 мм, при этом содержание частиц мельче 0,071 мм должно быть не менее 70%.
Для отдельных видов асфальтобетонной смеси (для пористого или высокопористого асфальтобетона, асфальтобетона II и III марки) допускается применение молотых основных металлургических шлаков, пыли уноса цементных заводов и золы тепловых станций.
Асфальтобетон без минерального порошка получается очень пористым, не морозостойким и, как правило, быстро разрушается.
Минеральный порошок должен отвечать требованиям стандарта [7].
Чем выше степень дисперсности минерального порошка, тем выше его энергетический потенциал и сцепление с битумом, тем прочнее склеиваются зерна минеральной смеси в монолит. Однако порошок не должен быть чрезмерно тонкого помола. Иначе, он будет слипаться в комки и плохо перемешиваться с другими минеральными материалами и битумом.
Одной из важных характеристик порошка является пористость, которая не должна быть выше 35 об.% у образцов, уплотненных нагрузкой 30 МПа. Для снижения пористости и гигроскопичности порошка рекомендуется при помоле горной породы
files.stroyinf.ru
50. Технология приготовления горячего асфальтобетона.
Технология приготовления а/б смесей состоит из: транспортировании материалов к смесителю, сушки и подогрева каменных материалов, сортировки их по фракциям, разогрева до рабочей температуры и дозирования минеральных и вяжущих материалов, перемешивания минеральных материалов с органическими вяжущими и выдача готовой смеси (рис).
1 – каменный материал; 2 – механизм подачи к.м. со склада в агрегат питания; 3 – агрегат питания; 4 - дозаторы; 5 –ленточный транспортер; 6 – сушильный барабан; 7 –агрегат пылегазоочистки; 8 – горячий элеватор; 9 - грохоты; 10 – бункер горячих к.м.; 11 – бункер м.п.; 12 – дозаторы битума; 13 – дозаторы к.м.; 14 –дозаторы м.п.; 15 – сборная воронка; 16 - смеситель; 17 – склад м.п.; 18 – пневмошнекопровод 19 – расходный силос м.п.; 20 – пневмошнекопровод, подача м.п. в агрегат смешения; 21 – цистерны с битумом; 22 - битумоплавильня; 23 – битумопровод; 24 – скиповый подъемник; 25 – бункер готовой смеси; 26 – автосамосвал;
А/б смесь на АБЗ приготавливают в смесителях циклического и непрерывного (м.б. корытные и барабанные) действия с гравитационным или принудительным смешиванием материалов. При возможности выбора в первую очередь применяют а/см установки циклического действия, затем непрерывного с принуд. перемеш., потом а/см установки непрерывного действия с гравитационным перемешиванием. При приготовлении а/б смеси в установке циклического типа обеспечиваются лучшие условия регулирования времени перемешивания и получения смеси требуемого качества. В смесит. непрерывн. и циклич. действия главную роль играет режим перемешивания минер. мат-ов с битумом. Время перемешивания от 40 до 90 сек. Ввод битума в смеситель - 3 варианта:
1) под низким давлением (2 атм) в капельно-жидком состоянии.
2) в виде аэрозоля (выс. давл. 18-20 атм)
3) вспененный битум
Сушка и нагрев к. м. должны обеспечить заданную t и удаление влаги. В сушильном барабане щебень и песок нагревают до температуры 150—180° в случае работы с подогретым минеральным порошком и до 250° при употреблении холодного минерального порошка. Для нагрева и обезвоживания битума применяют битумоплавильное оборудование непрерывного и периодического действия. В установках непрер. действия с газовым или электрич. подогревом обезвоживание происходит в тонком слое. Установки периодич. действия состоят из нескольких битумоплав. котлов. В них вязкий битум готовят по 2-х ступ. циклу: в одних котлах битум нагревают до 110-120°С и при необходимости выпаривают воду, потом перекачивают в другие расходные котлы и нагревают до рабочей температуры.
При необходимости введения в битум ПАВ или разжижителя битум готовят по трехступенчатому циклу: после разогрева и выпаривания воды битум перекачивают в свободные котлы, где объединяют с ПАВ или разжижителями, а затем перекачивают в расходные котлы и нагревают до рабочей температуры.
Асфальтобетонная смесь, выпускаемая из смесителя, должна иметь температуру: при применении нефтяных битумов—140— 160°, при применении сланцевых битумов — 100—130°. При температуре воздуха ниже +10° необходимо, чтобы температура смеси для нефтяных битумов была не менее 145°, для сланцевых битумов не ниже 115°.
studfiles.net
Рецепт на приготовление асфальтобетонной смеси для устройства (покрытия, основания) на автомобильной дороге (Пособие к СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-88), Образец (форма)
Настоящую форму можно распечатать из редактора MS Word (в режиме разметки страниц), где настройка параметров просмотра и печати устанавливается автоматически. Для перехода в MS Word нажмите кнопку 
.
Пособие по строительствуасфальтобетонных покрытий и основанийавтомобильных дорог и аэродромов(к СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-88)
Форма 7
Рецепт на приготовление асфальтобетоннойсмеси для устройства _________________________
(покрытия, основания)
1. Применяемые минеральные материалы и их зерновой состав.
| Карь- ер | Мате- риал | Истин- ная плот- ность, г/см | Массовая доля, %, зерен мельче данного размера, мм | |||||||||
| 40-20 | 15 | 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,16 | 0,071 | |||
| 1 | 2 | |||||||||||
docs.cntd.ru
Способ приготовления асфальтобетонной смеси
Изобретение относится к способу приготовления асфальтобетонной смеси и может быть использовано при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов и т.п. Задачей изобретения является повышение сцепляемости битумного вяжущего с поверхностью минеральной части асфальтобетонной смеси и прочности получаемой асфальтобетонной смеси. Способ приготовления асфальтобетонной смеси включает введение в битумное вяжущее полимера, смешение битумно-полимерной композиции с минеральной частью, содержащей щебень, песчано-гравийную смесь, активированный минеральный порошок, и серой. Причем серу вводят в составе минеральной части, предварительно смешав ее с активированным минеральным порошком в количестве 10 - 100% от веса полимерного компонента. В качестве полимера используют крошку невулканизированной резины, или сополимеры этилена с пропиленом, или сополимеры этилена с винилацетатом, или дивинилстирольный термоэластопласт. Полимер можно вводить в битумное вяжущее в виде 20 - 30%-ного раствора в органическом растворителе. Технический результат: предложенный способ позволяет полнее совмещать серу с минеральной частью и битумно-полимерной композицией, в результате чего достигается улучшение структурно-механических свойств асфальтобетона. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способу приготовления асфальтобетонной смеси и может быть использовано при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов и т.п.
Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси путем смешения щебня, песчано-гравийной смеси и минерального порошка (неактивированного или активированного) при 150-170oC с последующим перемешиванием полученного минерального материала с нагретым битумом. Недостатком данного метода является неудовлетворительная сцепляемость битума с поверхностью минеральной части асфальтобетонной смеси [1]. Наиболее близким предлагаемому изобретению является способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий растворение в битумном вяжущем резиновой крошки с последующим введением туда минерального материала. Резиновую крошку растворяют в нефтяном гудроне при температуре 180-250oC, в полученную смесь вводят при перемешивании мелкодисперсную серу в количестве 20-70% от веса крошки и выдерживают при температуре 180- 200oC до окончательной вулканизации. Недостатками данного способа являются сравнительно низкие сцепляемость битумного вяжущего с поверхностью минеральной части и прочность асфальтобетонной смеси [2]. Задачей предлагаемого изобретения является повышение сцепляемости битумного вяжущего с поверхностью минеральной части асфальтобетонной смеси и прочности получаемой предлагаемым способом асфальтобетонной смеси. Поставленная задача решается способом приготовления асфальтобетонной смеси, включающим введение в битумное вяжущее полимера, смешение битумно-полимерной композиции с минеральной частью, содержащей щебень, песчано-гравийную смесь, активированный минеральный порошок, и серой. Причем серу вводят в составе минеральной части, предварительно смешав ее с активированным минеральным порошком в количестве 10-100% от веса полимера. В качестве полимера используют крошку невулканизированной резины или сополимер этилена с пропиленом, или сополимер этилена с винилацетатом, или дивинилстирольный термоэластопласт. Полимер можно вводить в битум в виде 20-30%-го раствора в органическом растворителе. Для минеральной части асфальтобетонной смеси используют согласно ГОСТу 9128-84 следующие компоненты: щебень; песчано-гравийную смесь и активированный минеральный порошок. Щебень получают дроблением горных пород по ГОСТу 8287-82, его фракционный состав 5-15 мм. Песчано-гравийная смесь отвечает требованиям ГОСТа 23735-79, содержит гравий в количестве 13 вес.% и имеет фракционный состав 5-15 мм. Активированный минеральный порошок отвечает требованиям ГОСТа 16557-78 и имеет следующий зерновой состав, мас.%: мельче 1,25 мм - Не менее 100 мельче 0,315 мм - не менее 90 мельче 0,071 мм - не менее 70 Готовят минеральный порошок на основе доломитовой крошки. Содержание карбонатов кальция и магния во фракции 0,071 мм должно быть не более 40 мас.%. В качестве серы применяют элементную товарную серу по ГОСТу 126-76. Процесс приготовления асфальтобетонной смеси осуществляют в следующей последовательности: в битум, нагретый до 100oC, вводят полимер или 20-30% раствор полимера в органическом растворителе и перемешивают до полной однородности. Параллельно готовят минеральную часть асфальтобетонной смеси, предварительно смешав в шаровой мельнице активированный минеральный порошок с серой, взятой в количестве 10-100% от веса полимерного компонента. Полученную смесь перемешивают с остальными компонентами минеральной части при 160-180oC. Соотношение компонентов минеральной части асфальтобетонных смесей соответствует ГОСТу 9128-84. Приготовленную минеральную часть перемешивают с нагретым до 160-180oC битумно-полимерным вяжущим и выдерживают при этой температуре в течение 1 ч. Пример 1. В 72 г нефтяного битума, нагретого до 100oC, вводят 8 г крошки невулканизированной резины и перемешивают до полной однородности. Параллельно 0,8 г серы (10% от веса резиновой крошки) тщательно перемешивают в шаровой мельнице с 190 г активированного минерального порошка, полученную смесь при 160oC перемешивают с 310 г щебня и 419,2 г песчано-гравийной смесью. Полученную таким образом минеральную часть смешивают при 170oC с приготовленным битумно-резиновым вяжущим и выдерживают при данной температуре в течение 1 ч. Приготовленная асфальтобетонная смесь имеет следующий состав, мас. %: нефтяной битум - 8,1, резиновая крошка - 0,9, сера - 0,08, активированный минеральный порошок - 19, щебень - 31, песчано-гравийная смесь - 41,92. Пример 2. В 79,5 г нефтяного битума, нагретого до 100oC вводят 10,5 г 30%-го раствора сополимера этилена с пропиленом в тяжелом вакуумном газойле (4,5 г сополимера и 6 г газойля) и перемешивают до однородности. Параллельно 4,5 г серы (100% от веса полимера) тщательно перемешивают в шаровой мельнице с 180 г активированного минерального порошка, полученную смесь при 170oC перемешивают с 320 г щебня и 405,5 г песчано-гравийной смесью. Полученную минеральную часть смешивают при 170oC с приготовленным битумно-полимерным вяжущим и выдерживают при данной температуре в течение 1 ч. Приготовленная асфальтобетонная смесь имеет следующий состав, мас.%: битум - 7,95, сополимер этилена с пропиленом - 0,45, газойль - 0,6, сера - 0,45, активированный минеральный порошок - 18, щебень - 32, песчано-гравийная смесь - 40,55. Пример 3. В 66,73 г нефтяного битума, нагретого до 100oC, вводят 3,27 г 30%-го раствора сополимера этилена с винилацетатом (1,4 г сополимера и 1,87 г газойля) и перемешивают до однородности. Параллельно 0,7 г серы (50% от веса полимера) тщательно перемешивают с 200 г активированного минерального порошка и полученную смесь при 180oC перемешивают с 330 г щебня и 399,3 г песчано-гравийной смесью. Полученную минеральную часть смешивают при 180oC с приготовленным битумно-полимерным вяжущим и выдерживают при данной температуре в течение 1 ч. Приготовленная асфальтобетонная смесь имеет следующий состав, мас.%: битум - 6,673, сополимер этилена с винилацетатом - 0,14, газойль - 0,187, сера - 0,07, активированный минеральный порошок - 20, щебень - 33, песчано-гравийная смесь - 39,93. Пример 4. В 50,2 г нефтяного битума, нагретого до 100oC, добавляют 9,8 г 30%-го раствора дивинилстирольного термоэластопласта в тяжелом вакуумном газойле (4,2 г термоэластопласта и 5,6 г газойля) и перемешивают до однородности. Параллельно 2,94 г серы (70% от веса полимера) перемешивают с 220 г активированного минерального порошка и полученную смесь при 180oC перемешивают с 310 г щебня и 407,04 г песчано-гравийной смесью. Полученную минеральную часть смешивают при 180oC с приготовленным битумно-полимерным вяжущим и выдерживают при данной температуре 1 ч. Приготовленная асфальтобетонная смесь имеет следующий состав, мас.%: битум - 5,02, дивинилстирольный термоэластопласт - 0,42, тяжелый вакуумный газойль - 0,56, сера - 0,294, активированный минеральный порошок - 22, щебень - 31, песчано-гравийная смесь - 40,704. Из приготовленных асфальтобетонных смесей формовали образцы и испытывали по ГОСТу 12801-77. Свойства асфальтобетонов, приготовленных по примерам 1 - 4, сведены в таблице. Таким образом, предлагаемый способ позволяет улучшить сцепляемость битума с минеральной частью (показатель сцепляемости соответствует образцу N 1 по ГОСТу 11508-74 в отличие от того же показателя для прототипа, который соответствует образцу N 3), что, в свою очередь, приводит к повышению прочности получаемого асфальтобетона. Литература 1. ГОСТ 9128-84. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. 2. Авторское свидетельство СССР N 857336. кл. E 01 C 7/18, 1981 (прототип).Формула изобретения
1. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий введение в битумное вяжущее полимера, смешение битумно-полимерной композиции с минеральной частью, содержащей щебень, песчано-гравийную смесь, активированный минеральный порошок, и серой, отличающийся тем, что серу вводят в составе минеральной части, предварительно смешав ее с активированным минеральным порошком, в количестве 10 - 100% от веса полимерного компонента. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимера используют крошку невулканизированной резины, или сополимеры этилена с пропиленом, или сополимеры этилена с винилацетатом, или дивинилстирольный термоэластопласт. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полимер вводят в битумное вяжущее в виде 20 - 30%-ного раствора в органическом растворителе.РИСУНКИ
Рисунок 1www.findpatent.ru
Технология приготовления асфальтобетонной смеси и контроль. ГОСТ 9128-97
- Для приготовления а/б смеси необходимо предварительно разработать в лабораторных условиях его состав (количества щебня, песка, минерального порошка и битума). - Для обеспечения точного состава а/б смеси необходимо предварительная сортировка этих материалов (сортировочные устройства устанавливаются до холодного вертикального элеватора).
- Количество материалов, отпускаемых со складов завода в смеситель, должно соответствовать составу смеси, предложенного лабораторией.
- Для восстановления кровель применяется а/б смесь, используемая для всех типов дорог: Тип АМарки I, где содержание щебня должно составлять 50-60% (гос. стандарт 9128-97)- Для приготовления смеси в смеситель в первую очередь подается щебень, песок, минеральный порошок; после получения смеси подается соответствующее количество битума для последующего смешения.- Температура щебня и песка в процессе смешивания должна составлять 165-185 С°- Минеральный порошок подается в холодном виде.- Температура битума должна составлять 140-160 С°- После выпуска из смесителя температура смеси должна составлять 140-160 гр. С. - Состав щебня должен быть таким, чтобы его зерна проходили:через 20-мм сито – 90-100%,через 15-мм сито – 75-100%.- Допустимое отклонение в количестве материалов в процессе приготовления а/б смесей должно быть не более: щебня – 3%,песка – 3%,битума – 1,5%,мин. порошка – 1,5%.- температура битума проверяется каждые 2 часа.
- Контроль за остальными компонентами смеси ведется непрерывно. - Температура готовой смеси проверятся при каждой погрузке в самосвал.- Качество а/б смеси проверяется в каждую смену в лабораторных условиях.- Время доставки а/б смеси не должно превышать 1, 5 часа при температуре воздуха свыше 10 С°. - Работа механизмов предварительной сортировки и устройств по взвешиванию компонентов проверяются каждые 2 недели, а при возникновении подозрений в неточности – немедленно. - При визуальном осмотре а/б смесь должна выглядеть однородной, рыхлой, не должна прилипать к кузову автомобиля. В случае возникновения сомнений она должна быть проверена в лабораторных условиях. - Состав зерен а/б смеси проверяется раз в 3 смены, а содержание щебня – каждую смену, ускоренным методом. - Прочность используемых в а/б смесях (тип А) щебня не должна быть ниже 1000. - В щебне (тип А) допустимо наличие не более 15% плоских и игольчатых зерен.- Содержание глинистых или пылевых частиц в щебне и песке не должно превышать 1%. - Пористость минерального остова не должна превышать 23%. - А/б смесь должна соответствовать следующим требованиям:
| Наименование показателей | Климатические зоны | ||
| l | ll, lll | lV, V | |
| Водонасыщенность в % по объему Тип А Б и Г В и Д Остаточная пористость по % объема | 2.0-3.5 1.5-3.0 1.0-2.5 2.0-3.5 |
2.0-5.0 1.5-4.0 1.0-4.5 2.0-5.0 |
3.0-7.0 2.5-6.0 2.5-6.0 3.0-7.0 |
Состав зерен а/б смесей типа А марки I должен составлять:
| Тип смеси | Состав зерен в % меньше мм | |||||||||
| 20 | 15 | 10 | 5 | 2.5 | 1.25 | 0.63 | 0.315 | 0.14 | 0.071 | |
| А | 90-100 | 75-100 | 62-100 | 40-50 | 28-38 | 20-28 | 14-20 | 10-15 | 6-12 | 4-10 |
- Нагретый до рабочего состояния битум необходимо использовать в течение 5 часов. - После готовности а/б смеси его необходимо загрузить в автомашины или в складское хранилище- В зависимости от консистенции битума, используемые материалы в процессе приготовления а/б смеси должны иметь следующую температуру:
| Вид смеси | Марка битума | Температура в С° | ||
| Битум | Щебень и песок | А/б смесь | ||
| горячий | БНД: 40/60 60/90 90/130 БН: 60/90, 90/130 | 130-150 | 165-185 | 140-160 |
| Холодный | БНД: 130/200, 200/300, 130/200 БН: 200/300 | 110-130 | 145-165 | 120-140 |
| АГ: 130/200 МГ: 130/200 | 80-10090-100 | 115-135125-145 | 90-110100-120 | |
- Для приготовления а/б смеси необходимо иметь необходимое количество щебня, песка, минерального порошка и битума. - В ходе приготовления смеси необходимо произвести предварительное дозирование по объемам – в соответствии с зерновым составом, разработанным в лаборатории.Влажный щебень и песок определенного зернового состава в установленных объемах поступает в сушильно-нагревочную печь. После печи поступает на сита двойной сортировки, а оттуда – в соответствующие бункеры. Из этих бункеров щебень, песок и минеральный порошок в определенных дозах подаются в смеситель (битум подается отдельно).- Цикл приготовления смеси считается завершенным, когда она поступает в машину по перевозке смеси или в заводское складское хранилище.
berma.am
Способ приготовления асфальтобетонной смеси
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве дорожных покрытий. Технический результат - увеличение природных ресурсов для минеральных порошков за счет утилизации мелкодисперсных кварцевых песков, а также прочности при сжатии при температуре t=20-50°C. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, заключающийся в том, что берут в качестве вяжущего битумно-вермикулитовую композицию, обжигают тонкомолотую породу из группы гидрослюд, отделяют вспученный вермикулит фракции 0,6-1 мм, смешивают с минеральным порошком, щебнем, кварцевым песком и разогретым битумом. Тонкомолотую породу из группы гидрослюд обжигают совместно с минеральным порошком, в качестве которого берут мелкодисперсный немолотый кварцевый песок - отход угледобычи с фракцией менее 0,315 мм и фракцией 0-0,07 мм после обжига - 70-72 мас.%, причем в его состав дополнительно вводят до недостающего примеси пылевидного известняка 2,5-3,5 мас.% (в пересчете на СаО) от массы обожженного кварцевого песка, щебень берут из известняка, вспученного вермикулита 1,4-1,6 мас.% от массы вяжущего и обожженного кварцевого песка 9,4-9,9 мас.%. 2 табл.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве дорожных покрытий.
Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси путем активирования известью щебня из кварцсодержащих горных пород (кварцита, андезита, гранита), а также кварцевого песка, чтобы увеличить адгезию с битумом и прочность асфальтобетона. Количество извести берут от 1,5 до 4 мас.% от массы активирующих кварцсодержащих материалов (см. А.М.Юндин. Битуминозные дорожно-строительные материалы: Учеб. Пособие. - Ростов н/Д; Рост. гос. строит. Ун-т, 2001. - 140 с.: ил., с.35,65).
Известный способ с применением активирования и предварительного приготовления минерального порошка с последующим его введением в минеральную составляющую заполнителей (щебня, песка) и перемешивания с разогретым до 160°С битумом, позволяет повысить качество асфальтобетона (прочность, теплостойкость, экономиться битум).
Наряду с достоинствами известного способа, имеются и недостатки, конкретно:
а) Усложняется технология подготовки известнякового минерального порошка вследствие необходимости тонкого измельчения, в том числе и извести, предназначенной для активации кварцсодержащих материалов.
б) Требуется индивидуально обжигать известняк для получения извести, что связано с затратой топлива.
Известен и второй традиционный способ приготовления асфальтобетонной смеси типа «Б» путем смешения компонентов минеральной составляющей, то есть минерального порошка преимущественно тонкомолотого известняка с заполнителями (щебнем и песком) с последующим смешением сухой смеси с расплавленным битумом или путем смешения расплавленного битума с минеральным порошком с последующим смешением композиционного вяжущего с указанными заполнителями.
Состав асфальтобетонной смеси типа «Б» регламентирован ГОСТом (см. ГОСТ 9128-97 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон». Дата введения: с 1991-01-01).
В соответствии с рекомендацией и требованиями ГОСТ 9128-97 асфальтобетонная смесь типа «Б», изготовляемая традиционным вышеприведенным способом, включает, мас.%:
| - Битум | 5-6,5 |
| (см. ГОСТ 9128-97 приложение «Г») | |
| - Щебень (мелкий с d=5-20%) | 40-50 |
| (См. ГОСТ 9128-97 п.4.5) | |
| - Минеральный порошок, в том числе | |
| и мелкодисперсные отходы | |
| (См. ГОСТ 9128-97, п.5.15.3), | |
| а также песок | остальное |
Наиболее близкий способ приготовления асфальтобетонной смеси к предлагаемому приведен в работе (В.Н.Агейкин, Л.ЕСвинтицких, Т.Н.Шабанова, А.А.Клюсов. Исследование влияния вспученного вермикулитового песка на свойства битумных композиций и асфальтобетона. М.: // Строительные материалы, № 7, 2003, с.40-42. Конкретно с.42, табл.5 БВК (3,5%) - прототип).
В известном способе (прототипе) приведен традиционный способ получения асфальтобетона типа «Б» с элементом новизны, то есть для оптимального состава асфальтобетонной смеси с использованием битумно-вермикулитовой композиции (БВК) 2,5-3,5%, содержащей в составе битума нефтяного дорожного марки БНД 90/130 2,5-3,5 мас.% вспученного вермикулита фракции 0,6-1 мм.
Свойства асфальтобетонной смеси с применением БВК 3,5% на с.42, табл.5 указанной статьи.
Известный способ приготовления асфальтобетона типа «Б» на основе битумно-вермикулитовой композиции БВК включает
Обжиг тонкомолотой породы из группы гидрослюд, отделение фракции 0,6-1 мм в количестве 2,5-3,5 мас.% с последующим смешением с минеральным известняковым порошком, гранитным щебнем, кварцевым песком и разогретым битумом.
Наряду с достоинствами известного способа (увеличивается теплостойкость, морозостойкость, водостойкость), имеются и недостатки:
1) Низкая прочность при сжатии, в том числе и для оптимального состава с применением вспученного вермикулита 3,5%, взятого от массы битума при t=20 и 50°С:
R20=3 МПа; R50=1,0 МПа (см. табл.5 с.42 прототип).
2) Требуется тонкое измельчение известняка для получения минерального порошка, причем не в каждом регионе России и др. странах имеется известняк.
3) Требуется повышенный расход вспученного вермикулита 2,5-3,5 мас. %.
4) Не использован метод активации известью кварцсодержащих компонентов (гранитного щебня, кварцевого песка), повышающий силу сцепления этих материалов с битумом, как рекомендовано в приведенном аналоге № 1.
На таблице 1 представлен состав смеси, приготовленный известным способом (№ 5) и предлагаемым (1; 2; 3; 4). Составы № 1 и № 4 - запредельные. На таблице 2 указаны физико-механические свойства асфальтобетона типа «Б» марки II для 1-й климатической зоны.
Задача изобретения - увеличить природные ресурсы для минеральных порошков за счет утилизации мелкодисперсных кварцевых песков, а также прочность при сжатии при температуре t=20-50°С с предусмотрением расхода вспученного вермикулита.
Для реализации задачи способа приготовления асфальтобетонной смеси берут в качестве вяжущего битумно-вермикулитовую композицию, обжигают тонкомолотую породу из группы гидрослюд, отделяют вспученный вермикулит фракции 0,6-1 мм, смешивают с минеральным порошком, щебнем, кварцевым песком и разогретым битумом, обжиг породы из гидрослюд осуществляют совместно с минеральным порошком, в качестве которого берут мелкодисперсный (немолотый) кварцевый песок-отход угледобычи с фракцией менее 0,315 мм и фракцией 0-0,07 мм (после обжига) - 70-72 мас.%, причем в его состав дополнительно вводят до недостающего примеси пылевидного известняка 2,5-3,5 мас.% (в пересчете на СаО) от массы обожженного кварцевого песка, щебень берут из известняка, вспученного вермикулита 1,4-1,6 мас.% от массы вяжущего и обожженного кварцевого песка 9,4-9,9 мас.%.
Характеристика материалов, принятых в опытах реализации способа.
1. Связующее. Битум нефтяной дорожный марки БНД 90/130, отвечающий требованиям ГОСТ 22245-90.
2. Щебень из плотного известняка, фракции 5-20 мм, отвечающий требованиям ГОСТ 8267 и ГОСТ 3344.
3. Кварцевый песок (речной) фракции 0,14-5 мм по ГОСТ 8736.
4. Вспученный вермикулитовый порошок фракции 0,6-1 мм. Получен вспучиванием тонкомолотой пылевидной породы из группы гидрослюд в процессе обжига при t=1000°C. Формула вермикулитовой породы (гидрослюды) - 4,5h3O-Mg0,3-0,4(Al2Si6)·(Mg,Fe,Al)6·О20(Oh5).
В опытах принят вермикулит с насыпной плотностью 185 кг/м3 (М200).
5. Кварцевый песок - отход угледобычи (бурого угля), фракции 0-0,315 мм с пылевидной 0-0,14 мм 99-99,5%.
Химический состав до термообработки, мас.%:
| - SiO2 | 87-90 |
| - уголь | 3,1-5,2 |
| - гидрослюда | 1,5-2 |
| - карбонаты | 4,2-6,2 |
(3-3,5% в пересчете на СаО).
Насыпная плотность 1520-1550 кг/м3.
После термообработки в результате полиморфных превращений кварца, выгорания угля, разложения карбонатов дисперсность песка увеличилась до содержания фракции 0-0,07 мм 70-72%, а содержание извести в песке от разложения известняка - составило 2,5-3,5% от массы термообработанного и отсеянного песка.
Опыт реализации предлагаемого способа приготовления асфальтобетонной плотной смеси типа «Б».
Пример 1
Для состава и способа № 3 (см. табл.1). (Осуществлен на кирпичном заводе с целью моделирования).
Вначале смешали в произвольном соотношении (1:1 по объему) тонкомолотую породу из группы гидрослюд с мелкодисперсным кварцевым песком-отходом угледобычи. Смесь сухих порошков (10 кг) поместили в виде слоя на дно (под) кольцевой печи кирпичного завода и обжигали совместно с керамическим кирпичом-сырцом при t=1000°С.
После обжига смесь из обожженного песка со вспученным вермикулитом собрали пылесосом и просеяли через каскад трех сит с размерами отверстий 0,315; 0,6; 1 мм. При рассеве весь обожженный кварцевый песок прошел через все три сита, а на всех остальных задержался вспученный вермикулит, в том числе и тот, который образовался от вспучивания микрочастиц гидрослюды, содержащейся в роли примеси в составе обжигаемого песка. Вермикулит, оставшийся на сите с d=0,6 мм и прошедший через сито с d=1 мм, принят для дальнейшей реализации способа, то есть дозировали по массе 0,940 кг (9,4%) обожженного песка фракции менее 0,315 мм и с пылевидной менее 70-72% с фракцией менее 0,07 мм, причем содержащим в своем составе 3,25% СаО (извести) или 0,031 кг (31 г СаО). Данное количество песка 0,940 кг смешали с 0,01 кг (10 г) - 0,1% вспученного вермикулита с известняковым щебнем фракции 5-20 мм, взятым в количестве 4,400 г (44%) и с 4 кг (40%) кварцевого песка
Одновременно при перемешивании осуществлялась активация известью кварцсодержащих компонентов. Смесь отдозированных компонентов при непрерывном перемешивании смешали с 0,65 кг (6,5 %) расплавленного при t=80°С битумом.
Из приготовленной смеси (10 кг) формовали стандартные образцы асфальтобетона, для которых определяли физико-механические свойства в соответствии с ГОСТ 12801-98.
Состав смеси и соответствующие свойства приведены в табл.1 и 2 (см. смесь и опыт № 3)
Пример 2
Аналогичным способом, приведенном в примере 1, приготовлены бетонные смеси типа «Б», № 1, № 2 и № 4 (см табл.).
Пример 3
(Для проверки способа прототипа).
Дозировали вспученный вермикулитовый песок фракции 0,6-1 мм, полученный при обжиге при t=1000°C породы из группы гидрослюд в количестве 0,024% от массы асфальтобетонной смеси типа «Б» или 3,5% от массы битума.
24 г вспученного вермикулита смешали с минеральным известняковым порошком, взятым в количестве 0,926 г (9,26% от массы асфальтобетонной смеси), с гранитным щебнем фракции 5-20 мм, взятым в количестве 4,4 кг и с кварцевым песком 4 кг. Все компоненты смешали и сухую смесь продолжили смешивать с расплавленным при t=80°C битумом, взятым в количестве 0,650 г (6,5 мас.%).
Из приготовленной асфальтобетонной смеси формовали стандартные образцы с последующим определением основных физико-механических свойств в соответствии с ГОСТ 12801-95. Результаты испытаний приведены в табл.2 (состав № 6 - прототип).
Аналогичным способом приготовляли смесь № 5.
Характеристика и сопоставительный анализ результатов испытаний ЛСБ, приготовленной предлагаемым способом.
1. Как видно из табл.1, составы приготовляемых смесей № 1-4 и прототипа № 5 и № 6 относятся к типу бетона «Б», так как количество нефтяного битума принято в пределах 5-6,5 мас.%, а количество щебня в пределах 40-50 мас.%.
2. Свойства асфальтобетонных смесей и соответствующие составы № 1 и № 4 следует отнести к запредельным, так как состав смеси №1, приготовленный предлагаемым способом, имеет прочность при сжатии и другие показатели, почти равные, с прототипом, а состав № 4 имеет параметры ниже способа с составом № 3.
3. Составы № 2 и № 3, приготовленные предлагаемым способом, являются оптимальными при соответствующем расходе битума соответственно 6 и 6,5 мас.%, причем при оптимальном расходе вспученного вермикулита фракции 0,6-1 мм 1,0-2,0 мас.%, а в составе прототипа 2,5-3,5% от массы битума, то есть расход вермикулита сокращается за счет способа в два раза, причем при увеличении прочности при сжатии (R20) на 1,4 МПа (при расходе битума 6 мас.%) и на 3,8 МПа (при расходе битума 6,5 мас.%). Соответственно увеличивается и прочность при 50°С (R50).
Остальные параметры отвечают требованиям ГОСТ 9128-97 (см. табл.2).
Таким образом, оптимальный состав асфальтобетонной смеси, приготовленный предлагаемым способом, включает расход вспученного вермикулита 0,1 мас.% (или 1,4-1,6% от массы битума). Наибольшая прочность при t=20 и 50°С наблюдается для состава №3, содержащего 1,5% вермикулитового порошка от массы битума, в то время как для прототипа при 3,5% от массы битума, что свидетельствует о более положительном влиянии минерального порошка, полученного предлагаемым способом, в сравнении с известным способом.
Эффект повышения прочности асфальтобетона, полученного предлагаемым способом в сравнении со способом прототипа, объясняется следующим физико-химическим процессом.
1. Предлагаемый способ порождает активацию кремнеземсодержащих компонентов без применения извести из вне, так как при обжиге (1000°С) примеси известняка (СаСО3), содержащиеся в кварцевом песке, разлагаются, образуя в его составе известь 2,5-3,5% от массы этого песка.
Это положительно сказывается на прочности. В известном способе активация отсутствует, а количество кварцсодержащих кислых пород, учитывая и кварц в граните, увеличивается примерно на 20%.
2. В предлагаемом способе впервые показана возможность применения в качестве минерального порошка термообработанный при 1000°С и активизированный - мелкодисперсный (немолотый) кварцевый песок пылевидной фракции 0-0,07 мм не менее 70% вместо известнякового порошка.
В процессе обжига дисперсность песка значительно увеличивается за счет разложения микрочастиц СаСО3 до СаО, полиморфного превращения кварца при t=573°С, дегидратации глинистых примесей, превращения частиц угля в золу.
Экономическая целесообразность предлагаемого способа, в сравнении с известным, следующая:
1. Исключается необходимость тонкого измельчения известняка для получения минерального порошка.
2. Утилизируются не только кварцевые пески - попутные отходы бурого угля, но и его тепломатериальная составляющая, так как при обжиге в его составе образуется известь, сгорает уголь, поддерживая температуру обжига, вспучиваются примеси гидрослюды, это приводит к экономии вермикулита, вводимого в состав асфальтобетона.
3. Благодаря совместному обжигу тонкомолотой породы из группы гидрослюд с мелкодисперсным песком в кольцевых печах совместно с кирпичом-сырцом не требуется (в сравнении с прототипом) теплоэнергозатрат на вспучивание гидрослюды и образования при этом вспученного вермикулитового порошка. Благодаря тугоплавкости обжигаемого продукта прилипание к кирпичу не наблюдается.
4. Указанная экономическая целесообразность способа, приведенная в п.1; 2; 3, позволяет снизить себестоимость асфальтобетона (в зависимости от количества утилизируемого песка) на 10-30% и увеличить долговечность службы асфальтобетона, так как повышается его прочность.
| Таблица 1 | ||||||
| Компоненты асфальтобетонной смеси типа «Б» | Номера и состав асфальтобетонных смесей, мас. % | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 прототип | 6 прототип | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1. Битум | 6 | 6 | 6,5 | 6,5 | 6 | 6,5 |
| 2. Щебень фр. 5-20: | ||||||
| 2.1. Известняковый | 43 | 43 | 44 | 44 | - | - |
| 2.2. Гранитный | - | - | - | - | 43 | 44 |
| 3. Кварцевый песок | 41 | 41 | 40 | 40 | 41 | 40 |
| 4. Композиционный минеральный порошок | ||||||
| 4.1. Вспученный вермикулитовый песок фр. 0,6-1 мм | 0,16 | 0,10 | 0,10 | 0,15 | 0,16 | 0,24 |
| 4.2. Известняковый молотый порошок | - | - | - | - | 9,84 | 9,26 |
| 4.3. Обожженный термообработанный немолотый кварцевый песок-отход угледобычи фракции 0-0,315 с пылевидной 0-0,07 мм 70-72 мас.% с содержанием извести 2,5-3,5 от массы обожженного продукта (песка) | 9,84 | 9,9 | 9,4 | 9,35 | - | - |
| Итого | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Количество вспученного вермикулита в составе битумно-вермикулитового вяжущего, мас.% | 2,6 | 1,6 | 1,5 | 2,26 | 2,6 | 3,5 |
| Таблица 2 | ||||||||
| № п/п (из табл. 1) | Наименование показателей | По ГОСТ 9128-97 | Номера смесей и величина параметров свойств | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
| Прототип | Прототип | |||||||
| 1 | Прочность при 20°С R20, МПа, не менее | 2,5 | 3,1 | 4,2 | 6,9 | 5,05 | 2,8 | 3,1 |
| 2 | Прочность при 50°С R50, МПа, не менее | 0,9 | 0,97 | 1,1 | 1,15 | 1,05 | 0,96 | 0,98 |
| 3 | Прочность при 0°С R0, МПа, не более | 9,0 | 7,8 | 7,4 | 7,2 | 8,8 | 8,2 | 7,60 |
| 4 | Коэффициент водостойкости, не менее | 0,9 | 0,92 | 0,98 | 0,99 | 0,9 | 0,95 | 0,98 |
| 5 | Плотность, г/см3 | - | 2,3 | 2,29 | 2,33 | 2,35 | 2,26 | 2,28 |
Способ приготовления асфальтобетонной смеси, заключающийся в том, что берут в качестве вяжущего битумно-вермикулитовую композицию, обжигают тонкомолотую породу из группы гидрослюд, отделяют вспученный вермикулит фракции 0,6-1 мм, смешивают с минеральным порошком, щебнем, кварцевым песком и разогретым битумом, отличающийся тем, что обжигают тонкомолотую породу из группы гидрослюд совместно с минеральным порошком, в качестве которого берут мелкодисперсный немолотый кварцевый песок - отход угледобычи с фракцией менее 0,315 мм и фракцией 0-0,07 мм после обжига - 70-72 мас.%, причем в его состав дополнительно вводят до недостающего примеси пылевидного известняка 2,5-3,5 мас.% (в пересчете на СаО) от массы обожженного кварцевого песка, щебень берут из известняка, вспученного вермикулита 1,4-1,6 мас.% от массы вяжущего и обожженного кварцевого песка 9,4-9,9 мас.%.
www.findpatent.ru
