Экзамен строительные материалы

1. Классификация органических вяжущих.
Общая классификация органических вяжущих материалов по генезису приведена на рис. 1.
I. По виду сырья органические вяжущие делятся на битумы и дёгти.
Битумы могут быть природными, нефтянымиисланцевыми.
1. Природные битумы находятся в природе почти в чистом виде или извлекаются из
асфальтовых горных пород.
2. Нефтяные битумы являются продуктом переработки нефти и ее асфальто-смолистых
остатков
3. Сланцевые битумы образуются при переработке продуктов перегонки битуминозных
(горючих) сланцев
Дегти могут быть каменноугольными, торфяными и древесными и являются продуктами
сухой перегонки соответственно каменного угля, торфа или древесины.
II. По консистенции при нормальной температуре и связанными с ней главнейшим
строительным свойствам битумы и дёгти могут быть твёрдыми, вязкими и жидкими
1. Твёрдые битумы и дегти (пеки) при температуре 20...25°С обладают упругими и хрупкими
свойствами и приобретают подвижность и текучесть при достаточно высокой температуре от 180 до 200°С.
2. Вязкие битумы и дегти при температуре 20...25 'С являются полутвердыми вязкопластичными материалами с незначительной упругостью, которые приобретают
подвижность при температуре 120...180°С.
3. Жидкие битумы и дёгти при температуре 20...25°С представляют собой полужидкие
материалы, которые переходят в текуче состояние при температуре 20... 120 С. По мере
испарения лёгких фракций, окисления и полимеризации они постепенно загустевают и
приобретают свойства вязких (и со временем твердых) битумов и дегтей.
III. По назначению битумы и дёгти подразделяются на
1. дорожные (вязкие и жидкие);
2. строительные (вязкие и твердые);
3. кровельные (вязкие и твердые);
4. изоляционные (твёрдые)
5. специальные (твердые).
2. Общие свойства органических вяжущих.
Органические вяжущие материалы характеризуются следующими общими основными
свойствами:
• их консистенция изменяется в зависимости от температуры;
• обладают хорошим сцеплением (адгезией) с каменным и другим материалом;
• при нагреве до 80... 160°С они переходят в жидкоподобное (текучее) состояние, легко
перемешиваются и объединяются с каменным и другими материалами;
• при понижении температуры до 20...30 °С они загустевают, приобретают упругопластичные свойства, что в смеси с каменным материалом приводит к образованию
достаточно прочных и устойчивых строительных материалов типа бетона;
• при отрицательных температурах становятся твердыми и хрупкими;
• обладают водоотталкивающими (гидрофобными) свойствами.
• химически стойки (кислотоупорны) и относительно морозоустойчивы
3. Нефтяные дорожные битумы. Их разновидности и области применения.
4. Получение вязких нефтяных битумов. Получение жидких нефтяных
битумов.
Нефтяные битумы производят тремя способами:
1 - Атмосферно-вакуумная перегонка сырой нефти, при которой после отгонки топливных и
масляных фракции остается гудрон; при перегонке высокосмолистой нефти этот гудрон
представляет собой остаточный битум, при перегонке менее пригодных нефтей гудрон
является сырьем для производства окисленных битумов
2 - Окисление нефтяных остатков - гудрона, крекинг- остатков - кислородом воздуха
является наибрлее распространённым способом производства окисленных битумов.
3 - Компаундирование, или смешение остатков перегонки нефти: битума деасфальтизации с
экстрактами, получающимися при селективной (избирательной) очистке масляных фракции
или с исходным гудроном
Методы получения жидких битумов.
При прямой перегонке тяжелых малосмолистых нефтеи можно сразу получить жидкие
остаточные битумы.
Остаточные жидкие битумы получают также и при крекинг-процессе переработки нефти.
5. Состав нефтяных битумов. Его влияние на свойства битумов.
Групповой состав нефтяных битумов.
Битумы обычно разделяют на следующие группы углеводородов:
· масла - 40...60%
· смолы - 20...40%
· асфальтены - 10...25%
· карбены и карбоиды - 1...3%
· асфальтогеновые кислоты и их ангидриды до 1%
· парафины - до 5%.
6.Свойства вязких нефтяных битумов. Область применения.
7. Методы испытания вязких нефтяных битумов.
1.2. Определение глубины проникания иглы
Приборы: пенетрометр, термометр с интервалом измеряемых температур 0…50 оС,
кристаллизатор с водой, секундомер.
Глубина проникания характеризует вязкость битума, способность сопротивляться
прониканию в него другого, более твердого тела. Вязкость битумов определяют на
специальном приборе – пенетрометре по глубине проникания иглы в битум при
определенной температуре. Для дорожных битумов глубину проникания определяют при 25
и 0 оС.
Битум предварительно расплавляют до текучего состояния и наливают его в небольшую
медную чашечку диаметром 5,5 см и высотой 4 см и охлаждают при температуре не ниже
18…22 °С в течение 1 ч. Затем чашку с битумом помещают в воду с температурой 25 °С (0
оС) и выдерживают при этой температуре 1 ч (колебания температуры воды в ванне не
должны превышать ±0,1°С).
После того как битум приобрел температуру воды (25 или 0 оС), его в кристаллизаторе с
водой с такой же температурой 25 (0 оС) помещают на столик пенетрометра и подводят
иглу прибора в соприкосновение с поверхностью битума. Опускают кремальеру до верхнего
края подвижного стержня и устанавливают стрелку в положение «0», вращая ее по часовой
стрелке. Одновременно нажимают на кнопку, давая возможность стержню с иглой свободно
опускаться в битум, и включают секундомер (или отмечают время). Свободное погружение
стержня должно продолжаться 5 с при определении пенетрации при 25 °С (60 с при 0оС). По
истечении этого времени кнопку отпускают.
Между подвижным стержнем и кремальерой образовался зазор, равный глубине погружения
иглы. Кремальеру приводят в соприкосновение с верхним краем стержня. Вместе с
кремальерой передвигается и стрелка, показывая глубину погружения иглы. Показателем
пенетрации служит число делений шкалы (цена деления 0,1 мм).
Опыт повторяют несколько раз, опуская иглу в новых точках поверхности битума, ближе к
середине чашки. После каждого погружения иглу очищают от битума бензином и насухо
вытирают. Среднее из трех определений дает величину пенетрации битума. Расхождение
между результатами отдельных (параллельных) испытаний не должно превышать 5%
величины меньшего из них.
Показатель глубины проникания характеризует основное свойство битума – вязкость – и
входит в обозначение марки всех видов битумов.
1.3. Определение температуры размягчения
Приборы: прибор "кольцо и шар", термометр с интервалом измеряемых температур 0…100
оС, газовая горелка, секундомер.
Одним из показателей теплоустойчивости битума является температура, при которой он
переходит в текучее состояние – температура размягчения битума. Температуру
размягчения битума определяют методом, который называют "кольцо и шар".
Кольца, заполненные битумом, вставляют в отверстие среднего диска, а на поверхность
битума помещают стальные шарики диаметром 9,53 мм и массой 3,5±0,05 г. Прибор с
битумом ставят в стакан, наполненный дистиллированной водой с температурой +5°С, на 15
мин. За это время битум в кольцах приобретает температуру +5°С.
После этого прибор с водой ставят на нагревательный прибор (например, на газовую
горелку с асбестовой сеткой) и начинают нагревать со скоростью 5° С в 1 мин.
При нагревании битум начинает размягчаться и под действием веса шарика каплей
вытекает из кольца (рис. 1.2 в). Температуру, при которой битумная капля коснется нижней
пластинки, принимают за температуру размягчения битума (как среднее арифметическое
двух показателей).
Если температура размягчения битума будет выше 80°С, то вместо воды применяют
глицерин, и образец выдерживают перед испытанием не при 5, а при 32°С.
1.4. Определение растяжимости
Приборы : дуктилометр, термометр с интервалом измеряемых температур 0…50 о С.
Пластичность битума характеризуется его растяжимостью – способностью вытягиваться в
тонкую нить под действием приложенной растягивающей силы.
Величина растяжимости (дуктильности) определяется длиной нити в см, в которую
вытягивается битумный образец до разрыва при определенной температуре и скорости
вытягивания. Для дорожных битумов растяжимость определяют при 25 и 0 оС.
Окончательный результат определяют как среднее арифметическое испытания трех
образцов.
1.5. Определение температуры хрупкости
Приборы: прибор Фрааса, секундомер.
Температуру хрупкости битумов определяют на приборе Фрааса , в котором с помощью
твердой углекислоты понижают температуру.
На поверхность латунной пластинки размером 40х20 мм и толщиной 0,15 мм наносят тонкий
слой битума (0,4 г битума на пластинку). Приготовленную пробу битума закрепляют в
захваты прибора пленкой наружу, помещают в прибор и охлаждают со скоростью 4 оС в
минуту. Начиная с температуры 0оС, через каждый 1°С пластинку с битумом изгибают и
распрямляют. За температуру хрупкости принимают показания термометра в момент
появления первой трещины на битуме при изгибании пластинки. Проводят не менее трех
испытаний. Температура хрупкости дорожных битумов колеблется в пределах от -5 до 20°С. Чем ниже температура хрупкости, тем выше качество битума. С таким битумом
покрытие более морозоустойчиво, на нем образуется меньше трещин.
1.6. Определение температуры вспышки
Приборы: прибор для определения температуры вспышки,
термометр.
Испытания проводят в открытом тигле, определяя температуру, при которой пары битума,
нагреваемого в стандартных условиях, образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при
поднесении к ней пламени. Этот показатель нужен для установления режима плавления
битума и приготовления из него горячего асфальтобетона, мастик и т.п.
Испытание битума ведут в приборе , состоящем из наполненного песком большого тигля,
обогреваемого горелкой, и внутреннего тигля, в который наливают расплавленный битум.
Во внутренний тигель погружают термометр в вертикальном положении, причем ртутный
шарик должен находиться в центре тигля приблизительно на одном расстоянии от дна тигля
и от уровня битума.
Прибор и все его части устанавливают и закрепляют в штативе. Наружный тигель нагревают
пламенем газовой горелки со скоростью 10 оС в минуту. За 40 оС до ожидаемой
температуры вспышки скорость нагревания уменьшают до 4 оС в минуту; за 10 оС до
ожидаемой температуры вспышки медленно проводят пламенем зажигательного
приспособления по краю тигля на расстоянии 10…14 мм от поверхности битума и
параллельно этой поверхности. Длина пламени должна быть 3…4 мм; время продвижения
пламени от одной стороны тигля до другой стороны составляет 2…3 с.
За температуру вспышки битума принимают температуру, показываемую термометром при
появлении синего пламени хотя бы над частью его поверхности.
1.7. Определение изменения температуры размягчения после прогрева
Приборы: чашки металлические цилиндрические с плоским дном диаметром 128 мм,
высотой 15 мм или чашки стеклянные с наружным диаметром 100 мм, шкаф сушильный с
терморегулятором, сито металлическое с сеткой№ 07, термометр с интервалом измеряемых
температур 0…200 оС, эксикатор, весы лабораторные технические.
Перед испытанием пробу битума при необходимости обезвоживают нагреванием до
температуры на 80…100 оС выше температуры размягчения, но не ниже 125 оС и не выше
180 оС, не допуская перегрева, перемешивая стеклянной палочкой. Битум, обезвоженный и
расплавленный до подвижного состояния, процеживают через металлическое сито и
перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.
Тщательно вымытые чашки помещают не менее чем на 30 мин в сушильный шкаф при
105±1 оС. Затем чашки охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают с
погрешностью не более 0,01 мм.
Битум наливают не менее чем в две чашки (в металлические по 50±0,1 г, стеклянные по
28±0,1 г в каждую) и при осторожном наклоне чашки распределяют его по дну равномерным
слоем (приблизительно 4 мм). После охлаждения битума до комнатной температуры в
эксикаторе пробы взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
Взвешенные пробы устанавливают на горизонтальную решетку сушильного шкафа,
предварительно нагретого до 163±1 оС. Температуру контролируют термометром, ртутный
резервуар которого находится на уровне чашек. Во время испытания сушильный шкаф не
открывают. Прогрев битума продолжается 5 ч. Так как при установлении проб температура
сушильного шкафа понижается, то 5 ч отсчитывают от момента достижения 163 оС. Время
достижения заданной температуры не должно превышать 15 мин.
По истечении 5 ч чашки с битумом вынимают из сушильного шкафа, устанавливают в
эксикаторе и после охлаждения до комнатной температуры взвешивают с погрешностью не
более 0,01 г.
Изменение массы битума после прогрева (Х) в процентах вычисляют по формуле
где Х – количество испарившегося разжижителя, %;
m- масса жидкого битума до испытания, г;
m1 - масса жидкого битума после испытания, г.
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух параллельных
определений.
8.Свойства жидких нефтяных битумов. Область применения.
9.Методы испытания жидких нефтяных битумов.
В зависимости от скорости формирования структуры жидкие битумы подразделяются на два
класса:
- густеющие со средней скоростью, получаемые разжижением вязких дорожных битумов
жидкими нефтепродуктами (СГ) и предна значенные для строительства капитальных и
облегченных дорожных покрытий, а также для устройства их оснований во всех дорожноклиматических зонах;
- медленногустеющие, получаемые разжижением вязких дорожных битумов жидкими
нефтепродуктами (МГ), предназначенные для получения холодного асфальтобетона, а
также для строительства дорожных покрытий облегченного типа и оснований во II-IV
дорожно-климатических зонах и других целей.
В зависимости от класса и вязкости устанавливаются следующие марки жидких битумов:
-СГ 40/70, СГ 70/130, СГ 130/200;
- МГ 40/70, МГ 70/130, МГ 130/200;
- МГО 40/70, МГО 70/130, МГО 130/200.
2.2. Определение условной вязкости при 60оС
Приборы: прибор для определения условной вязкости с отверстием 5 мм, секундомер,
мерный цилиндр.
Перед испытанием пробу битума, нагретого до подвижного состояния (жидкого битума не
выше 60 оС), при необходимости обезвоживают фильтрованием через слой высотой 15…20
мм крупно кристаллической свежепрокаленной поваренной соли или хлористого кальция.
Битум, обезвоженный и нагретый до подвижного состояния, процеживают через сито с
сеткой № 07 и тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Для определения условной вязкости пробу битума охлаждают до комнатной температуры,
выдерживают не менее часа, затем нагревают на 2…3 оС выше температуры испытания и
наливают в рабочий цилиндр прибора при закрытом затворе до уровня отметки на затворе.
Битумы наливают так, чтобы не образовывались пузырьки воздуха. Битум, залитый в
цилиндр прибора, хорошо перемешивают термометром.
При достижении температуры испытания с погрешностью не более 0,5 оС из рабочего
цилиндра вынимают термометр и быстро поднимают затвор. При сливе битум не должен
разбрызгиваться по стенкам мерного цилиндра. В момент, когда уровень битума в мерном
цилиндре достигнет отметки 25 см3, включают секундомер. Когда уровень битума достигнет
отметки 75 см3, секундомер останавливают и вычисляют время испытания.
За условную вязкость, выраженную в секундах, принимают время истечения 50 см3 битума.
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух
определений.
Определение количества испарившегося разжижителя
Перед испытанием пробу битума, нагретого до подвижного состояния (жидкого битума не
выше 60 оС), при необходимости обезвоживают фильтрованием через слой высотой 15…20
мм крупно кристаллической свежепрокаленной поваренной соли или хлористого кальция.
Битум, обезвоженный и нагретый до подвижного состояния. процеживают через сито с
сеткой № 07 и тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Тщательно вымытые чашки помещают не менее чем на 30 мин в сушильный шкаф при
105±1 оС, затем чашки охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают с
погрешностью не более 0,01 г.
Испытания проводят в двух чашках. В каждую чашку помещают массу битума, взвешенного
с погрешностью не более 0,01 г, толщиной слоя 0,1 мм. Массу битума (m), соответствующую
толщине слоя 0,1 см битума в граммах, вычисляют по формуле
Чашки с битумом нагревают на электрической плитке, покрытой асбестовым листом, до
температуры текучести (примерно до 40…60 оС), в течение 1…2 мин и при осторожном
наклоне чашки битум распределяют равномерным слоем по ее дну.
Чашки с битумом устанавливают на горизонтальную решетку сушильного шкафа или
вакуум-термостата, предварительно нагретого до температуры испытания. Температуру
контролируют термометром, ртутный резервуар которого находится на высоте чашек. Так
как при установлении чашек температура сушильного шкафа или вакуум термостата
понижается, то время пребывания чашки с битумом в сушильном шкафу или вакуумтермостате отсчитывается от момента достижения заданной температуры. Время
достижения этой температуры не должно превышать 15 мин.
Чашки с битумом выдерживают:
- в сушильном шкафу при температуре 100±1 оС 3 ч для марок СГ и 5 ч для марок МГ;
- в вакуум-термостате (остаточное давление не более 4∙103 Па (30 мм рт. ст.) 2 ч для для
марок СГ и 3 ч для марок МГ.
По истечении времени выдерживания чашки с битумом вынимают из сушильного шкафа или
вакуум-термостата, устанавливают в эксикатор и после охлаждения в течение 30 мин
взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
Количество испарившегося разжижителя (Х) в процентах вычисляют по формуле
За результат испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных
определений. Допускаемые расхождения между двумя определениями не должны
превышать 1,5 %.
.Определение температуры размягчения остатка после определения количества испарившегося
разжижителя.
Температуру размягчения остатка после определения количества испарившегося
разжижителя определяют так же, как и температуру размягчения вязких дорожных битумов.
Определение температуры вспышки
Температуру вспышки жидкого битума определяют так же, как и температуру вспышки
вязкого битума.
Испытание на сцепление с мрамором или песком
Приборы и материалы: металлические сита с отверстиями размером 2х2 и 5х5 мм, пробирки
стеклянные ш32 мм, баня водяная диаметром не менее 110 мм, высотой не менее 160 мм,
чехол из кошмы или другого теплоизоляционного материала, весы лабораторные,
термометр (до 150 оС ), мрамор белый (содержание СаСО3 не менее 98%, MgСО3 не более
1,5%), песок (SiO2 не менее 98%, размер зерен 0,5…0,8 мм)
Сущность метода заключается в определении способности жидкого битума сцепляться с
поверхностью песка или мрамора в присутствии воды (метод Б «активное сцепление»).
Мрамор измельчают, отсеивают через сита фракцию размером от 2 до 5 мм, кусочки с
полированной поверхностью отбрасывают. Образцы мрамора или песка промывают
дистиллированной водой и сушат при 105…110 оС, песок в течение 2 ч, мрамор - 5 ч.
Образец битума обезвоживают осторожным нагреванием до 105 оС при перемешивании
стеклянной палочкой. Битум, обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния,
процеживают через сито с сеткой № 07.
Для приготовления битумоминеральной смеси в три стеклянные пробирки взвешивают по 8
г мрамора или песка с погрешностью не более 0,1 г; наливают по 10 см3 дистиллированной
воды и на ее поверхность добавляют по 0,32 г испытуемого битума, взвешенного с
погрешностью не более 0,01 г. Каждую пробирку закрывают стеклянной пробкой, помещают
на подставке в водяную баню, накрывают стаканом для обогрева выступающей из воды
части пробирки и выдерживают в течение 10 мин. Воды в бане должно быть столько, чтобы
накрывающий пробирку стакан касался воды.
Для жидких битумов температуру в бане поддерживают 55…60 оС. По истечении 10 мин
пробирку вынимают из бани, быстро помещают в предварительно нагретый чехол из кошмы
и интенсивно (140…160 колебаний в 1 мин) встряхивают в направлении большей оси в
течение 2 мин. После этого битумоминеральную смесь переносят на стеклянную пластинку.
Для оценки сцепления битума с поверхностью минерального материала
битумоминеральную смесь сравнивают с фотографиями контрольных образцов.
Битум считают выдержавшим испытание на «активное сцепление» с мрамором или песком,
если после испытания сцепляемость с минеральным материалом не мене двух
параллельных образцов не хуже изображения соответствующего контрольного образца.
10.Область применения вязких и жидких нефтяных битумов.
Вязкие битумы.
Жидкие битумы.
11. Принцип выбора битумов для различных климатических условий и вида работ.
Рекомендации по применению зависят от типа битумов и их пенетрации при 25 °С. В первой
дорожно-климатической зоне при среднемесячной температуре наиболее холодного времени года
не выше -20 °С рекомендуется использовать битумы БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130; во
второй и третьей зонах при температуре в пределах -10...-20 °С - битумы БНД 200/300,
БНД130/200,БНД90/130, БНД 60/90; во второй, третьей и четвертой зонах при температуре -5...-10
°С - битумы БН 200/300, БН 130/200, БН 90/130, БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60;
в четвертой и пятой климатических зонах при температуре не ниже +5 °С - битумы БН 90/130, БН
60/90, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60.
12.Дорожные эмульсии. Получение. Состав. Свойства. Применение.
Приготовление эмульсий.
Для приготовления эмульсий используют нефтяные вязкие битумы марок от БНД 200/300 до
БНД 40/60 в зависимости от климатических условий района строительства, конструкции
дорожной одежды и способа производства работ, воду мягкую или средней жесткости. В
качестве эмульгаторов используют продукты, содержащие поверхностно-активные
вещества (ПАВ), в основном анионактивные: высшие органические кислоты (жирные,
смоляные, нафтеновые, сульфонафтеновые) или их щелочные соли (мыла). В качестве
щелочных веществ применяют едкий натр, жидкое стекло, триполифосфат натрия. Для ЭБК
- соляную, уксусную или ортофосфорную кислоту.
Примерный состав анионной эмульсии (ЭБА) приведен в табл. .
Состав эмульсии %
Битум БНД 130/200 50.. 60%
Асидол мылонафт 1.0
Едкий натр
0.16
Жидкое стекло
0.20
Вода
45.. 50
Свойства эмульсий.
13.
Виды эмульсий. Свойства. Виды эмульгаторов.
Виды эмульсий:
ЭМУЛЬГАТОР – ПАВ или тонкодисперсный твердый порошок, обеспечивающий
устойчивость эмульсии.
Эмульгаторами служат водорастворимые органические вещества – анионактиыные и
катионактивные.
В качестве анионактивных эмульгаторов применятся щелочные соли органических
кислот ( нефтеновых, сульфонафтеновых), ЛСТ( лингосульфат технический), хлопковый
гудрон и др;
В качестве катионактивных – катионовые мыла: амины, катапины и др.
При анионактивном эмульгаторе частица фазы приобретает отрицательный заряд, при
катионактивном – положительный.
По виду ПАВ, используемых в качестве эмульгатора битумные дорожные эмульсии
подразделяются анионные ( ЭБА) – щелочные, и катионные(ЭБК) - кислые
14.
Применение эмульсий в дорожном строительстве.
Применение.
Эмупьсии применяют как вяжущее в различных дорожно- строительных работах:
• при смешении с каменными материалами на дороге и в установке.
• при пропитке и поверхностной обработке,
• в качестве подгрунтовки при асфальтировании
Область применения дорожных эмульсий представлена в табл. 25.
Класс
эмульсии Вид работы
ЭБА-1.
ЭБПА-1
Уход за свежеуложенным цементобетоном и цементог- рунтом Подгрунтовка
Укрепление откосов земляного полотна Устройство слоев поверхностной обработки
ЭБА-2.
ЭБПА-2
Уход за свежеуложенным цементобетоном и цементог- рунтом Приготовление черного
щебня и щебеночных пористых смесей из карбонатных пород. Устройство слоев
дорожных одежд способом пропитки
ЭБА-3,
ЭБПА-3
Приготовление эмульсионно-минеральных смесей плотного состава, в том числе
грунтовых, с обязательным введением в смесь 1...2 % извести или 2...3 % цемента
Закрепление подвижных лесков Обеспыливание Укрепление грунтов верхней части
земляного полотна
ЭБК-1.
ЭБПК-1
Устройство слоев поверхностной обработки Подгрунтовка
ЭБК-2.
ЭБПК-2
Устройство слоев дорожных одежд способом пропитки Приготовление черного щебня
и пористых щебеночных смесей Устройство слоев поверхностной обработки
Подгрунтовка Ямочный ремонт
ЭБК-3.
ЭБПК-3
Устройство тонкослойных шероховатых слоев износа Приготовление плотных
эмульсионно-минеральных смесей, в том числе грунтовых
15. Сравнительные свойства вязких битумов,жидких битумов,битумных
эмульсий.
Битумы получают в результате переработки жидкого органического сырья-нефти.
Вязкие битумы-при температуре 25 явл.мягкими,полутвердыми материалами с высокой
пластичностью.
Жидкие битумы-при температуре 25 явл.жидким или полужидким материалом.
Эмульсия-тонкодисперсная система,в которой одна жидкость(фаза) в виде мельчайших
капель диспергирована в другой жидкости(среде),не смешиваясь с ней.
Вязкими битумами бывают:дорожные,строительные,кровельные;
Жидкими битумами бывают:дорожные.
Битумы применяют при общестроительных работах,в дорожном строительстве,при
получении кровельных и гидроизоляционных материалов.
Битумные эмульсии применяют в качестве вяжущего или пленкообразующего
материала при строительстве и ремонте автомобильных дорог.
16.Битумы нефтяные строительные и кровельные.
17. Каменноугольные дегти. Получение. Состав. Свойства.
18.Старение органичеких вяжущих.
19.Добавки,улучшающие свойства органических вяжущих.
20.Полимербитумное вяжущее (ПБВ).Состав, свойства,применение.
Резинобитумное вяжущее. Состав, свойства и применение.
Резинобитумное вяжущее. Состав, свойства и применение.
Часть вторая
1. Определение и классификация асфальтобетона.
Асфальтобетоном называется искусственный каменный материал , полученный в
результате уплотнения специально расчитанной и приготовленной при соответствующей
температуре смеси щебня , песка , минерального порошка и битума.
Классификация
В зависимости от температуры , при которой смесь укладывают и уплотняют , в вязкости
применяемого битума различают :
Горячий а/б – смесь ,которого приготавливают на вязких битумах при t=140-160С и
укладывают при t не ниже 120С
Холодный а/б – смесь, которого готовится на жидких битумах при t=80-120С и
укладывается в покрытие обычно после полного ее остывания до нормальной t (но не
ниже 5-10С)
По крупности зерен
Крупнозернистый – с зёрнами размер до 40мм
Мелкозернистый – до 20мм
Песчаный – до 5мм
От вида каменного материала :
Щебёночный
Гравийный
От пористости и относительной плотности а/б
Высокоплотный – 1-2%
Плотный – с пористостью 2,5-5%
Пористый- 5-12%
Высокопористый – 12-18%
По содержанию песка и щебня
Щебенистый – А . Многощебенистый(50-60), Б .среднещебенистый (40-50) , В.
Малощебенистый(20-40)
Песчаный – Г(до 60% дроблёного песка), Д( из природного песка)
2.Требования к материалам применяемым для асфальтобетона
При изготовлении асфальтобетона используют материалы, к которым предъявляются
определенные требования.
Щебень. Может получаться при дроблении различных пород. Чаще всего используют
диабазы, базальты, граниты, доломиты и известняки. При этом для каждой породы
щебень должен иметь свой предел прочности при сжатии:
изверженные и метаморфические горные породы (предел прочности щебня должен быть
не менее 100-120 МПа),
породы осадочного происхождения (предел прочности 60-80 МПа)
Щебень может иметь фракции 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Морозостойкость для мягкого
климата не меньше Мрз15, для более суровых климатических условий Мрз25.
Песок. Этот материал получают путем дробления горных пород или используют песок
природного происхождения. Прочность песка должна быть не меньше прочности щебня. К
природному песку, используемому для производства асфальтобетона, предъявляются
следующие требования: он должен быть разнозернистым, чистым, иметь модуль
крупности не менее 2 и содержание частиц пыли и глины по массе не более 3%.
Минеральный порошок. Для его изготовления измельчают известняки и доломиты,
имеющие предел прочности при сжатии ≥ 20МПа, а также доменные шлаки и
асфальтовые породы. По размеру частиц должен быть следующий состав: песчинки
диаметром мельче 0,071 мм по массе должны составлять не меньше 70%, мельче 0,315
мм – до 90%. Готовый качественный порошок при мокром рассеве проходит через сито,
имеющее отверстия 1,25 мм.
Битумы. Могут быть природные и нефтяные. Для изготовления асфальтобетона чаще
используют нефтяные битумы, стоимость которых в 5-6 раз ниже.
Нефтяные битумы бывают остаточные (после отгонки нефти, керосина, бензина,
некоторых масел) и окисленные (их получают окислением нефтяных остатков кислородом
воздуха в трубчатых реакторах или конвекторах непрерывного или периодического
действия).
Природные битумы – это продукт естественного изменения нефти. Иногда встречаются
целые озера твердых скоплений асфальтитов, откуда битум берут в чистом виде. Чаще
им пропитаны горные породы (песчаники, доломиты, известняки), в которых содержание
битума может быть 10-80%. В таком случае битум экстрагируют, используя различные
растворители.
Для изготовления асфальтобетона используют также дополнительные ингредиенты,
улучшающие его качество и прочность. Например, применение ПАВ значительно
удлиняет срок строительного сезона, облегчает технологические операции и увеличивает
долговечность материала.
3.Роль битума в асфальтобетоне. Его взаимодействие с минеральными
материалами
Минеральный порошок в смеси с битумом образует асфальтовяжущее в-во , которое,
обволакивая более крупные минеральные составляющие , соединяет их в монолит.
Если, битума будет больше, то а/б будет жирным и в жару будет плавиться . Уменьшится
способность сопротивляться сдвигающим нагрузкам от колес автомобилей , высокая
подверженность пластическим деформациям, но утрамбовывать такой а/б будет легче.
Мало битума – тоже плохо, так как в данном случае происходит увеличение показателя
водонасыщения асфальтобетонного покрытия. Зерна щебня в каркасе не полностью
обволакиваются органическим вяжущим, образуя пустоты, что в последующем приводит к
разрушению покрытия и уменьшению межремонтных сроков.
4. Роль минерального порошка в асфальтобетоне и требования,
предъявляемые к нему.
Минеральный порошок в асфальтобетоне играет роль добавки, структурирующей битум и
образующей с ним асфальтовое вяжущее вещество, которое во многом обусловливает
плотность, прочность и теплоустойчивость асфальтобетона. Минеральный порошок,
входящий в состав асфальтобетонов,
должен соответствовать требованиям ГОСТ 16557(содержание глинистых примесей не
более 5%; коэффициент гидрофильности менее 1; Набухание смеси порошка с битумом при остаточной пористости образцов 5…6% не более 2,5%). Допускается применять в качестве минеральных порошков
для
пористого и высокопористого асфальтобетона, а также для плотного
асфальтобетона II и III марок техногенные отходы промышленного
производства (измельченные основные металлургические шлаки,
золы-уноса, золошлаковые смеси, пыль-уноса цементных заводов и
пр.) при условии соответствия их требованиям ГОСТ9128-97. 5.
асфальтобетона. Сопротивление асфальтобетона транспортным нагрузкам.
Структура
5. Структуру асфальтобетона можно разделить
микроструктуру, мезоструктуру и макроструктуру.
на
три
типа:
Микроструктура - это структура асфальтовяжущего вещества, она отражает
количественное соотношение, расположение и взаимодействие битума и наиболее
дисперсной и активной составляющей асфальтобетона — минерального порошка.
Прочность микроструктуры резко изменяется в зависимости от содержания минерального
порошка.
Мезоструктура - это структура асфальтового раствора (песок + асфальто-вяжущее
вещество. Мезоструктуру, которая в значительной степени определяет прочность,
деформативность, плотность и другие свойства асфальтобетона, формируют зерна
песка, содержащиеся в асфальтовяжущем веществе. При введении в асфальтовяжущее
вещество песка закономерно снижается прочность системы, что в первую очередь
связано с повышением неоднородности смеси и появлением в системе объемного
битума.
Макроструктура- это структура самого асфальтобетона (щебень + асфальтовый раствор).
Макроструктура формируется щебнем, который рассматривается как основной
структурообразующий элемент, мелко-, средне- и крупнозернистых асфальтобетонов. В
песчаном асфальтобетоне макроструктура формируется зернами 5—1,25 мм.
Макроструктура асфальтобетона определяется количественным соотношением,
взаимным расположением, крупностью зерен щебня связанных в монолит асфальтовым
раствором, а также характером процессов взаимодействия на границе раздела фаз:
поверхность минерального материала — битум.
Напряжения, возникающие в асфальтобетонном покрытии, всецело завися от
транспортных нагрузок и не зависят от вида его структуры. Различие заключается лишь в
том, какие напряжения по виду и значению возникают в покрытии и в материалах,
составляющих бетон. Все дорожные покрытия из асфальтобетонных смесей по условиям
восприятия нагрузки находятся между покрытиями из этих крайних представителей
смесей. В одном случае преобладает механизм распределения напряжений на
асфальтовый раствор, при которой прочность щебня не является самой важной. В другом
случае при большом содержании щебня напряжение воспринимается каркасом из
минеральных зерен
6. Свойства Асфальтобетона.
Свойства асфальтобетона
1)Прочность при сжатии нормируют при температурах 500С, 200С 00С, что соответствует
температуре покрытия в жаркий летний день и осеннее - зимний период.
С увеличением вязкости битума прочность а/б увеличивается
Прочность при сжатии определяют осевым сжатием
Rcж=Р/А [МПа] на образцах размером 50,5х50,5 или 71,4х71,4
Испытание на сжатие по образующей- «бразильский метод», создавая давление на
боковую поверхность образца
2) Деформативность Оценивается по относительной деформации а/бетонных
образцов при испытании на изгиб (баллочки 4х4х16 см) или на растяжении
Покрытие будет устойчивым против образовании трещин, если а/бетон обладает
относительным удлинением при 00С не менее 0,004…0,008
-20 0С не менее 0,001…0,002
3) Ползучесть
Деформирование а/бетона во времени под действием постоянной нагрузки.
Проявляется при любом виде нагружения:



Растяжении
Изгибе
Сжатии
Проявление:


В виде волн и наплывов
Развития колейности
4) Релаксация
Заключается в «перерождении» упругой деформации в пластичную
Зависит от:



Наличия битума
Скорости деформирования (нагружения)
Влияния напряжения
5) Водостойкость
Зависит от:


От плотности
Устойчивости адгезионных связей
Для асфальтобетона коэффициент размягчения должен быть Кразм=0,60,9
Износостойкость и шероховатость а/бетонных покрытий


Проявляется в виде абразивного истирания поверхности, шелушения с
выкрашиванием отдельных зерен щебня и песка, разрушения покрытия на всю
толщину слоя.
Все это-результат одновременного воздействия воды, температуры, давления и
ударов автомобильных колес
6) Морозостойкость
Определяют числом циклов замораживать насыщенных водой образцов на воздухе при
температуре -200С и оттаивание в воде при комнатной температуре
Для асфальтобетонов морозостойкость должна быть F не менее 25 циклов
7) Шероховатость поверхности дорожного покрытия – совокупность неровностей,
не оказывающих низкочастотных колебаний автомобиля на подвеске и не влияющих на
работе его двигателя.
Виды шероховатости:

Макрошероховатость (неровности длиной более 2 мм и высотой более 0,2 мм;
обычно формируется зернами щебня, используемого при строительстве дорожного
покрытия или в результате его обработки).

Микрошероховатость (неровности длиной менее 2 мм и высотой менее 0,2 мм;
обусловлены собственной шероховатостью зерен щебня).
На мокрых покрытиях наибольшую роль в обеспечении сцепных качеств имеет
макрошероховатость. Поэтому практически макрошероховатость принимают за всю
шероховатость дорожного покрытия.
Параметры макрошероховатости:

Средняя высота выступов, мм: Rz = Σz/n (суммарная высота уступов / количество
уступов)

Средняя глубина впадин, мм: Hcp = Σh/n (суммарная глубина впадин / количество
впадин)

Коэффициент шага шероховатости: Кш = Hcp/Rz (средняя глубина впадин /
средняя высота уступов).
7.
Характеристики асфальтобетонного покрытия.
Асфальтобетонные покрытия
имеют высокие транспортно-эксплуатационные
показатели, прочны, долговечны, легко ремонтируются. Износ их даже при тяжелом и
интенсивном движении не превышает 1 — 1,5 мм в год. Асфальтобетонные покрытия в
зависимости от типа оснований и требований движения устраивают в один, два или три
слоя. Верхний слой должен обладать прочностью, износоустойчивостью и
водонепроницаемостью. Этим условиям соответствуют мелкозернистые и песчаные
смеси,
содержащие
минеральный
порошок.
Для устройства нижнего слоя покрытий применяют горячие крупно- и среднезернистые
асфальтобетонные смеси с минеральным порошком или без него.
Основание
Основание - часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и
обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции
и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем
грунте), а также обеспечивающая морозоустойчивость и осушение конструкции.
Различают несущую часть основания (несущее основание) и дополнительные слои
основания. Несущая часть основания должна обеспечивать прочность дорожной одежды
и быть морозоустойчивой.
Дополнительные слои основания
и подстилающим грунтом, предусматриваемые при наличии неблагоприятных погодноклиматических и грунтово-гидрологических условий. Эти слои совместно с покрытием и
несущей частью основания должны обеспечивать необходимые морозоустойчивость и
дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащих
слоев из дорогостоящих материалов. В соответствии с основной функцией, которую
выполняет дополнительный слой основания, его называют морозозащитным,
теплоизолирующим, дренирующим. К дополнительным слоям и прослойкам относят
также гидро- и пароизолирующие, капилляропрерывающие, противозаиливающие и др.
Дополнительные слои строят из песка и других местных материалов в естественном
состоянии или укрепленных органическими, минеральными или комплексными вяжущими,
из местных грунтов, обработанных вяжущими, из укрепленных смесей с добавками
пористых заполнителей и т.д., а также из различного рода специальных индустриально
выпускаемых материалов.
8. Требования, предъявляемые к горячему асфальтобетону.
Требования:
1. климатическая зона: 1, 2, 3, 4 (наша 2)
2. вид минеральной составляющей:
· щебеночный
· гравийный
· песчаный
3. крупнозернистый (до 40мм), мелкозернистый (до 20мм), песчаный (до 5мм)
4. применяемые битумы: вязкие жидкие
марки – БНД и БН 40/60, 60/90, 90/130, 130/200; СГ,МГ,МГО 130/200
· плотные – 4,5-9%
· высокоплотные – 4-6%
· пористые – 3,5-5,5%
· высокопористые – 2,5-6%
5. температура укладки: не менее 120 градусов
6. содержание щебня:
A – свыше 50 до 60%
Б – свыше 40 до 50 %
В – свыше 30 до 40%
7. остаточная пористость:
· высокоплотные – от 1 до 2,5%
· плотные – 2,5-5%
· пористые (марка 1 и 2)
· высокопористые (марка 1 и 2)
8. вид песка: применяют дробленые и природные пески и отсевы продуктов
дробления
Г и Гх – на песках из отсевов дробления, а также на их смесях с природным песком (не
более 30% по массе)
Д и Дх – на природных песках или смесях природных песков с отсевами дробления (70%
по массе)
9. минеральный порошок: известковый, доломитовый (прочность не менее
20МПа)
9.
Методы испытаний асфальтобетона
1. Определение средней плотности
Образцы взвешивают на воздухе. Затем образцы погружают на 30 мин в сосуд с водой
(температура 20±2оС) таким образом, чтобы уровень воды в сосуде был выше
поверхности образцов не менее чем на 20 мм, после чего образцы взвешивают в воде.
После взвешивания в воде образцы обтирают мягкой тканью и вторично взвешивают на
воздухе. Среднюю плотность ρm, г/см3 , вычисляют по формуле: ρm=mρ^в/m2-m1 ; где
m – масса образца, взвешенного на воздухе(г); ρ^в – плотность воды, равная 1 г/см3 ; m1
– масса образца, взвешенного в воде, г; m2 - масса образца, выдержанного в течение 30
мин в воде и вторично взвешенного на воздухе, г.
2. Определение средней плотности минеральной части (остова)
Сущность метода заключается в определении плотности минеральной части (остова)
уплотненной смеси с учетом имеющихся пор. Среднюю плотность минеральной части
определяют расчетом на основании предварительно установленной средней плотности
образцов и соотношения минеральных материалов и вяжущего. Среднюю плотность
минеральной части смеси (m)^м , г/см3 , вычисляют по формуле : (m)^м=m/1+0,1*qб ;
где m - средняя плотность образцов, г/см3 ; qб- массовая доля вяжущего в смеси, %
(сверх 100% минеральной части).
3. Определение истинной плотности минеральной части (остова)
Сущность метода заключается в определении расчетным путем плотности минеральной
части (остова) смеси без учета имеющихся в ней пор. Истинную плотность минеральной
части (остова) определяют на основании предварительно установленных истинных
плотностей отдельных минеральных материалов (щебня, песка, минерального порошка и
др.). Истинную плотность минеральной части ρ^м , г/см3 , вычисляют по формуле:
ρ^м=100/((q1/ρ1)+(q2/ρ2)+…+(qn/ρn)); где q1, q2, …qn – массовая доля отдельных
минеральных материалов, % ; ρ1 , ρ2 ,… ρn - истинная плотность отдельных
минеральных материалов, г/см3.
4. Определение истинной плотности смеси
Истинную плотность при подборе составов смеси определяют расчетным или
пикнометрическим методом. Истинную плотность смесей из покрытия и смесей,
отобранных из смесителя, определяют только пикнометрическим методом. На основании
предварительно установленных истинных плотностей минеральной части смеси ,
вяжущего и их массовых соотношений вычисляют истинную плотность ρ, г/см3 , по
формуле : ρ= (qм+qб)/(qм/ρ^м)+(qб/ρ^б) ; где qм – массовая доля минеральных
материалов в смеси, % (принимают за 100%); qб - массовая доля вяжущего в смеси, %
(сверх 100% минеральной части); ρ^м – истинная плотность минеральной части смеси,
г/см3 ; ρ^б – истинная плотность вяжущего, г/см3 .
5. Определение пористости минеральной части (остова)
Пористость минеральной части определяют расчетом на основании предварительно
установленных значений средней и истинной плотностей минеральной части смеси.
Пористость минеральной части V(пор)^м , %, вычисляют с точностью до первого
десятичного знака по формуле : V(пор)^м=( 1-(ρm^м/ρm) ) ; где ρm^м - средняя
плотность минеральной части уплотненной смеси или асфальтобетона, г/см3 ; ρm –
истинная плотность минеральной части смеси г/см3 .
6. Определение остаточной пористости
Остаточную пористость V(пор)^0
, %, определяют расчетом на основании
предварительно установленных средней и истинной плотностей с точностью до первого
десятичного знака по формуле: V(пор)^0=( 1-(ρm/ρ) ) ; где ρm - средняя плотность
уплотненной смеси, г/см3 ; ρ – истинная плотность смеси, г/см3 .
7. Определение водонасыщения
Приборы: весы лабораторные технические с приспособлением для гидростатического
взвешивания, вакуумная установка, термометр с ценой деления 1 С, сосуд для
термостатирования емкостью не менее 3 л.
Водонасыщение определяют на образцах цилиндрической формы, использованных для
определения средней плотности. Образцы, взвешенные на воздухе и в воде, помещают в
сосуд с водой с температурой 20±2 С. Уровень воды над образцами должен быть не
менее 3 см. Сосуд с водой устанавливают в вакуумную установку , где создают и
поддерживают давление не более 2000 Па (15 мм рт. ст.) в течение 1 ч. Затем давление
доводят до атмосферного и образцы выдерживают в том же сосуде с водой с
температурой 20±2 С в течение 30 мин. После этого образцы извлекают из сосуда,
взвешивают в воде, обтирают мягкой тканью и взвешивают на воздухе.
Водонасыщение W, %, вычисляют по формуле : W=(m3-m/m2-m1)*100 ; где m – масса
образца, взвешенного на воздухе, г; m1 - масса образца, взвешенного в воде, г; m2 –
масса образца, выдержанного в течение 30 мин в воде и взвешенного на воздухе, г; m3–
масса насыщенного водой образца, взвешенного на воздухе, г.
8. Определение набухания
Набухание определяют как приращение объема образца после насыщения его водой.
Для определения набухания используют данные, полученные при определении средней
плотности и водонасыщения. Набухание образца Н, % по объему, вычисляют по формуле
: H=(((m3-m4)-(m2-m1))/m2-m1)*100 ; где m1 - масса образца, взвешенного в воде, г; m2 –
масса образца, выдержанного в течение 30 мин в воде и взвешенного на воздухе, г; m3 –
масса насыщенного водой образца, взвешенного на воздухе, г; m4 – масса насыщенного
водой образца, взвешенного в воде, г.
9. Определение предела прочности при сжатии
Приборы: прессы механические или гидравлические от 50 до 100 кН и до 500 кН ,
термометр с ценой деления шкалы 1 С, сосуды для термостатирования образцов
вместимостью от 3 л.
Перед испытанием образцы термостатируют при заданной температуре: (50±2) С, (20±2)
С или (0±2) С. Температуру (0±2) С создают смешением воды со льдом. Образцы из
горячих смесей выдерживают при заданной температуре в течение 1 ч в воде. Прочность
при сжатии в водонасыщенном состоянии определяют на образцах, которые
испытывались на водонасыщение и набухание. Насыщенные водой образцы после
взвешивания на воздухе и в воде снова помещают в воду с температурой (20±2) С, а
перед испытанием вытирают мягкой тканью. Предел прочности при сжатии образцов
определяют на прессах при скорости движения плиты пресса (3,0±0,3) мм/мин. Предел
прочности при сжатии Rсж, МПа, вычисляют по формуле : Rсж=P/F ; где Р –
разрушающая нагрузка, кгс, (Н); F – первоначальная площадь поперечного сечения, см2 ,
(м2 ).
10. Определение коэффициента водостойкости
Сущность метода заключается в оценке степени сохранения прочности при сжатии
образцов после их водонасыщения. Коэффициент водостойкости вычисляют по формуле:
Kв=Rсж^в/Rсж^20 ; где Rсж^в - предел прочности при сжатии при температуре (20±2) С
водонасыщенных в вакууме образцов, МПа; Rсж^20 - предел прочности при сжатии при
температуре (20±2) С образцов до водонасыщения, МПа.
11. Определение водостойкости при длительном водонасыщении
Приборы: весы лабораторные технические с приспособлением для гидростатического
взвешивания, вакуумная установка, термометр с ценой деления 1 С, сосуд для
термостатирования емкостью не менее 3 л.
Асфальтобетонные образцы взвешивают на воздухе и в воде и насыщают в вакуумприборе. После насыщения образцы переносят в другой сосуд с водой и выдерживают
там 15 сут. при температуре (20±2) С. По истечении 15 сут образцы извлекают из воды,
обтирают мягкой тканью и определяют предел прочности при сжатии. Водостойкость Kвд
после длительного водонасыщения определяют по формуле: Kвд= Rсж^вд/Rсж^20 ;
где Rсж^вд - предел прочности при сжатии при температуре (20±2) С после насыщения
водой в течение 15 сут, МПа; Rсж^20 - предел прочности при сжатии при температуре
(20±2) С образцов до насыщения водой, МПа.
10. Проектирование состава асфальтобетона.
Целью проектирования является установление оптимального состава компонентов
асфальтобетонной смеси, который обеспечит заданные технологические и
эксплуатационные свойства асфальтобетона. Необходимо ориентироваться на
получение наиболее экономичного состава асфальтового бетона с учетом возможности
применения местных дорожно-строительных материалов.
В настоящее время наибольшее распространение получил следующий метод, в
соответствии с которым проектирование состава ведется в два этапа:
1. подбор зернового состава минеральной части асфальтобетонной смеси;
2. определение оптимального количества битума в асфальтобетоне.
Принципиальной основой этого метода является подбор такого соотношения между
зернами минеральной части, при котором пористость минерального остова будет
минимальной при оптимальном количестве битума.
В практике отечественного дорожного строительства расчет состава асфальтобетона из
горячих смесей ведут по предельным кривым плотных смесей.
Принципиальная основа метода – теоретическое положение о том, что наилучшие
свойства асфальтобетона обеспечиваются при плотном минеральном каркасе и
оптимальном содержании битума
Последовательность проектирования состоит из следующих этапов:
· выбор и оценка качества исходных материалов (щебня, песка, минерального порошка и
битума);
· подбор зернового состава минеральной части асфальтобетона по плотности;
· определение оптимального количества битума;
· определение технических характеристик асфальтобетона по результатам испытания
контрольных образцов.
Выбор исходных материалов:
Битум: Для приготовления горячих смесей следует применять вязкие нефтяные
дорожные битумы марок БНД 60/90, БНД 90/130, БН60/90, БН90/130 по ГОСТ 22245-90 и
СТБ 1062-2004. Марку битума выбирают в зависимости от вида смеси и категории дороги.
Поверхностно активные вещества (ПАВ): На дорогах I и II категорий в верхних слоях
покрытий из смесей типов А и Б следует применять дорожные битумы с катионактивными
адгезионными
добавками,
удовлетворяющими
требованиям
соответствующих
нормативных документов. ПАВ улучшают сцепление битума с минеральными
материалами и повышают удобоукладываемость смесей.
Целлюлозное волокно: Для приготовления щебеночно-мастичных смесей в качестве
стабилизирующей добавки следует применять целлюлозные волокна или гранулы на их
основе.
Крупный заполнитель (щебень, гравий): Для приготовления плотных смесей следует
применять кубовидный щебень узких фракций, а также щебень и гравий из плотных
горных пород.
Мелкий заполнитель (песок природный и из отсева дробления): Для приготовления
смесей следует применять пески с модулем крупности более 1,5 и дробленый песок,
отвечающий требованиям нормативно-технических документов. Песок с модулем
крупности от 1,0 до 1,5 может быть использован только совместно с другим, более
крупным песком. При этом суммарный модуль крупности смеси песков должен быть
более 1,5.
Минеральный порошок (тонкодисперсный наполнитель): Минеральный порошок в
асфальтобетоне выполняет следующие функции: способствует созданию плотного
минерального остова, структурирует (наполняет) битум, обеспечивает адгезионные связи
в асфальтобетоне, изменяет вязкость битума с течением времени. Для приготовления
смесей следует применять активированные и неактивированные минеральные порошки,
а также асфальтогранулят.
Для приготовления асфальтобетона с целью повышения его качества рекомендуется
применять фракционированный щебень.
Определяют содержание каждой фракции щебня, песка и минерального порошка.
Вычисляют общее содержание фракции данного размера в запроектированной
минеральной части асфальтобетона (т.е. частные остатки на соответствующих ситах).
Определение оптимального содержания битума. На основе результатов расчета состава
минеральной части асфальтобетона делают несколько (обычно 3) замесов смесей с
различным содержаниям битума: со средним рекомендуемым и oтличающимся от него на
± 0,5 %.
Изготовленные из смесей образцы подвергают испытанию. в соответствии с нижним и
верхним пределами указанных показателей устанавливают оптимальное содержание
битума. В целях ускорения и упрощения работы оптимальное содержание битума можно
рассчитывать по фактической пористости минеральной части и остаточной пористости
асфальтобетона
11. Проектирование минерального остова асфальтобетона.
по объему воздушных пор и минимальному количеству битумного вяжущего в образцах,
уплотненных по Проктору (метод Хаббарда-Филда);
- по прочностным показателям лабораторных образцов, испытываемых на приборах
Хвима, Смита и др.;
- по остаточной пористости образцов, уплотненных и испытанных на приборах Маршалла;
- по асфальтовому вяжущему веществу (метод проф. П.В. Сахарова);
- по растворной части (метод Московского Ушосдора);
- по предельным кривым плотных смесей на основе исследований проф. Н.Н. Иванова
(метод Союздорнии);
- по удельной поверхности и модулю насыщенности смеси вяжущим веществом (метод М.
Дюрье);
- по заданным эксплуатационным условиям работы покрытия (метод проф. И.А. Рыбьева
и другие современные методы).
12. Расчёт количества битума для асфальтобетонной смеси
13. определение физико-механических свойств асфальтобетона.
Уточнение количества битума после испытания образцов.
1) Средняя плотность асфальтобетона. По ней вычисляют его остаточную пористость
и среднюю плотность минеральной части. Среднюю плотность асфальтобетона
определяют на образцах, изготовленных в лаборатории из запроектированной смеси, из
пробы смеси, взятой из смесителя, или на образцах-вырубках (кернах) из дорожного
покрытия.
2) Средняя плотность минеральной части (остова) асфальтобетона.
3) Истинная плотность минеральной части (остова) асфальтобетона. Сущность
метода заключается в определении расчетным методом плотности минеральной части
смеси
без
учета
имеющихся
в
нем
пор.
4)
Истинная
плотность
асфальтобетонной
смеси
и
асфальтобетона.
5)Пористость
асфальтобетона
и
его минеральной
части
(остова).
6) Водонасыщение асфальтобетона. За характеристику водонасыщения образцов
асфальтобетона принимают относительный объем воды, поглощенный образцом при
определенном режиме насыщения.
7) Прочность асфальтобетона при сжатии.
8)
Коэффициент
водостойкости
асфальтобетона.
14. Технология изготовления а/б. Контроль качества.
Асфальтобетон - искусственный каменный материал, полученный путем уплотнения
а/б смеси. А/б смесь – смешивание в нагретом состоянии щебня/гравия, песка,
минерального порошка и битума в рационально подобранных соотношениях.
Технология:
1. доставка материалов на а/б завод
2. хранение материалов на складе
3. подготовка материалов (дробление, сортировка, помол)
4. доставка материалов в смесительный цех
5. сушка и нагрев материалов
6. дозирование материалов
7. перемешивание
8. хранение смеси в бункерах
9. доставка а/б смеси на объекту
10. укладка а/б смеси
11. уплотнение а/б смеси
Контроль качества
Контроль качества производства асфальтобетона включает контроль приготовления
асфальтобетонной смеси и строительства покрытия.
При приготовлении асфальтобетонной смеси контролируют: качество исходных
материалов; точность дозирования минеральных материалов и битума;
продолжительность перемешивания минеральных материалов с битумом; температуру
смеси на выходе; соответствие смеси заданному составу.
Для контроля качества готовой асфальтобетонной смеси определяют следующие
показатели: температуру готовой смеси; зерновой состав и содержание битума;
пористость минерального остова и остаточную пористость; водонасыщение; набухание;
предел прочности при сжатии при температуре 50 °С; 20 и 0 °С; коэффициент
водостойкости.
Для контрольных испытаний по ГОСТ 9128—84 отбирают три пробы от каждой партии
(партией считают количество смеси одного состава, выпускаемой на одной установке в
течение смены, но не более 400 т) непосредственно из кузовов автомобилей.
На асфальтобетонных заводах качество смеси дополнительно оценивают по внешним
признакам: цвету, однородности, равномерности распределения битума.
Асфальтобетон - искусственный каменный материал,который получают путем
уплотнения асфальтобетонной смеси.
Асфальтобетонная смесь-смесь мелкого песка,крупного порошка,заполнителя.
15. Технология укладки асфальтобетонного покрытия и контроль
качества.
.
16. Холодный асфальтобетон. Состав. Свойства. Область
применения.
Асфальтобетон укладывают в горячем или холодном состоянии.
Асфальтобетон,укладываемый в холодном состоянии,приготовляют на жидких битумах и
битумной эмульсии. Жидкий битум подогревают до 110-120 С и смешивают с
высушенными и подогретыми до той же температуры заполнителями. Асфальтобетонную
смесь охлаждают до 60 С,развозят на места и укладывают при температуре окружающей
среды не ниже 5С:Бетон готовят и на битумной эмульсии,смешивая вяжущее и
заполнители без подогрева.
Сфера применения холодного асфальтобетона
Преимущественно при укладке малых площадей и при проведении текущего ремонта
асфальтобетоного полотна, а именно:
— ямочный ремонт асфальтобенного покрытия
— отмостка зданий
— асфальт примыкающий к трамвайной рельсе
— перон вогзала
— укладка малых площадей таких как автостоянки и так далее
Холодный асфальт при производстве ремонтных работ можно использовать без
проведения уплотнения, в данном случае уплотнение осуществляется при движении
автотранспорта по отремонтированному участку дорожного полотна. Если холодный
асфальтобетон укладывается с уплотнением, то необходимо использовать виброплиты
массой от 60 кг. В целях увеличения адгезии холодного асфальта и имеющегося
ремонтируемого покрытия можно осуществить подгрунтовку поверхности, которая
ремонтируется.
17.
Сравнительные свойства горячего и холодного асфальтобетона.
Сравнительные свойства горячего и холодного асфальтобетона.
Основные
преимущества
холодного
асфальта:
продолжительный
срок
хранения;
- возможность укладки при отрицательных температурах и влажной погоде;
возможность
самостоятельной
укладки
без
применения
спецтехники.
К
основным
недостаткам
относятся
следующие:
- более низкие нормативные нагрузки в сравнении с горячим асфальтом;
- высокая стоимость (около 700 руб. за 25кг).
№ Параметр
Горячий асфальтобетон
Холодный асфальт
Производство
1.
Нагревание щебня
до +165……175°С
до + 65…..75°С
2.
Нагревание вяжущего
до +140……155°С
до + 110…120°С
+
Эксплуатация
1.
Влияние
на
транспорта
движение Надолго перекрываются значительные Незначительная блокировка
+
участки дороги
на очень короткое время
2.
Начало эксплуатации
3.
Время в течении которого
Ограничено 4-5 часами
можно использовать асфальт
Ограничено
сроком
хранения продукта (около 2 +
лет)
4.
Использование техники
Катки и виброплиты
Виброплита,
достаточно
тромбовки
5.
Необходимое
людей
Не менее 6 человек
Достаточно 2-3 -х человек.
6.
Зависимость от погоды
7.
Сезонность производства и
Тёплые месяцы года
потребления
8.
Хранение
Отсутствует, остатки должны бать Хранение
на
открытой
удалены и утилизироваы в течении площадке навалом до 1 +
нескольких часов
года, в упаковке до 2 лет
9.
Экологичность
Экологический
чистый,
Сильный
парниковый
эффект,
минимальный парниковый +
проблемы утилизации отходов
эффект, никаких отходов.
количество
10. Укладка в зимний период
Отложенное
Мгновенное
+
иногда
ручной +
+
Применяется только в тёплую погоду Применяется
при
при температуре окружающей среды температуре
окружающей +
не ниже +5°С
среды – 30...+40°С
Ограничение отсутствует
+
Удаление
воды,
обязательный
Достаточно удаления грязи,
прогрев ямки и обработка краёв
применяется
при
горячим битумом, применяется при
+
температуре
окружающей
температуре окружающей среды не
среды -30…..+40° С.
ниже -5°С.
11.
Доставляется
Доставка на участки ремонта
необходима
в зимний период
техника.
12.
Укладка в летний период при Трудности
при
укладке,
температурах выше +25°С
застывает медленно
13.
Рабочая
температура
от -5 до +25°С
внешней среды
14. Хранение
подогретым,
Доставляется
специализированная
температуре хранения
смесь
Трудностей не возникает
при
+
+
Рекомендуемый диапазон +
от -30 до +40°С
Хранение при температуре не ниже 0 Хранение
на
открытой
?С, при минусовой температуре площадке навалом до 2 лет, +
утрачивает свойства
в упаковке до 10 лет
18. Разновидности битумоминеральных материалов. Состав. Свойства.
Применение.
Битумоминеральные материалы
материалы, получаемые смешением на дороге или в установке
минеральных компонентов (песок, щебень, гравий) с битумом или битумной эмульсией.
Например, асфальтобетон и его разновидности ЩМА, ЛЭМС; материалы для поверхност
ной обработки; пропитки(прямая и обратная); черный щебень; битумные шламы; влажны
е битумоминеральные смеси, асфальтовая мастика
Чёрный щебень- щебени, обработанный органическим вяжущим. Для устройства
покрытий на дорогах 2-4 категории.
Асфальтовая мастика - плотная битумоминеральная смесь из дорожного битумас
минеральным порошком , в которой «плавают» зёрна песка. Асфальтовая мастика в
горячем состоянии легкоподвижна, не требует уплотнения при укладке, после уплотнения
не содержит пор.
Литой асфальт – плотная специально запроектируемая смесь щебня, песка,
минерального порошка и битума, приготовленная и уложенная в покрытие в горячем
состоянии без уплотнения. Количество вяжущего превышает оббьем пор в минеральной
части, что обусловливает легкоподвижность смеси в горячем состоянии.(малая масса, по
сравнению с другими дорожными покрытиями, небольшие затраты работы на уплотнение,
водонепроницаемость)
Битумный шлам – смесь литой консинстенции, состоящая из битумной пасты или
эмульсии, воды, минерального порошка и песка(песчаные шламы) или щебня
(грубозернистые шламы)
Битумощебёночная мастика – смесь минеральных материалов с прерывистой
гранулометрией, дорожного битума и стабилизирующих добавок. Укладывают и
уплотняют в горячем состоянии. Высокое содержание щебня создаёт несущий каркас,
пустоты которого заполняются асфальтовым раствором. Стабилизирующие добавки для
уменьшения расслоения смеси при транспортировке и повышения прочности материала в
покрытии.
Битумоминеральный материал характеризуется ( независимо от особенностей его
структурных элементов) комплексом упруго-пластичных свойств. Эти свойства
определяют характером и особенностями коагуляционных связей, образующих
пространственную сетку и обладающих склонностью к обратимому изменению после
механического воздействия.
Свойства , в том числе приготовленных на основе битуминозных битумоминеральных
материалов пород ( киров), определяются их вещественным составом, состоянием и
структурой.
Свойства битумоминеральных материалов обусловливаются деформациями, которые
могут проявляться в виде повышенной пластичности при высоких положительных или
повышенной хрупкости при отрицательных температурах.
Свойства битумоминерального материала определяются особенностями связей,
возникающих между отдельными минеральными зернами, и зависят от свойств битума,
толщины слоя, покрывающего минеральные зерна, а также от процессов взаимодействия
минеральных материалов и битума на их общей поверхности раздела. Для обеспечения
прочного и устойчивого сцепления битум должен равномерно покрывать тонким слоем
поверхность склеиваемых минеральных материалов.
На автомобильных дорогах распространены покрытия и основания, построенные из
битумоминеральных смесей. В их состав входят органические вяжущие — битум или
деготь — и природные или искусственные каменные материалы. Условно
битумоминеральные смеси делят на низшие и высшие. К высшим относят
асфальтобетонные смеси, содержащие прочный щебень, песок, известняковый или
доломитовый минеральный порошок и битум. В состав битумоминеральных смесей
низших типов могут входить гравийные материалы, щебень из малопрочных горных
пород, шлак, минеральный порошок различного происхождения.
19. Литой асфальт. Сравнительная характеристика с горячим
асфальтобетоном.
Литой асфальт – плотная специально запроектированная смесь щебня, песка,
минерального порошка и битума, приготовленная и уложенная в покрытие в горячем
состоянии, без уплотнения.
В качестве вяжущего применяют битум БНД 40/60 и природный асфальт
Температура готовой смеси – 220-240 градусов.
Литой асфальт отличается от стандартного наличием твёрдого битума повышенной
вязкости и минеральных включений (песка, мелкого щебня). Работа с горячими смесями
ведётся при температурах от +200 С°, благодаря чему ямочный ремонт автотрасс можно
производить при повышенной влажности и низких температурах. Стоимость материала
несколько ниже, чем цена холодных смесей, однако, для укладки литого асфальта
требуются дополнительные расходы на аренду специальной техники. Из-за излишней
пластичности в жаркий летний сезон горячее литьё считается методом временного
аварийного ремонта.
По сравнению с обычным горячим асфальтом литой обладает следующими
преимуществами и недостатками:
Плюсы

После заливки горячая смесь уплотняется сама в процессе застывания, благодаря
чему не требуются услуги асфальтового катка;

Литой асфальт имеет исключительные адгезионные свойства и образует прочное
сцепление с основой даже при низких температурах и повышенной влажности;

Возможность осуществлять срочный ремонт при минусовых температурах и во
время выпадения осадков.
Минусы

Для перевозки горячей смеси требуется дорогостоящая дорожная техника
(бойлеры и кохлеры), позволяющая поддерживать стабильно высокую температуру
материала и постоянно перемешивать его;

Ремонт дорог с помощью литого асфальта требует больших затрат энергии
(необходимая температура при укладке составляет около +200 С°);

В тёплый сезон “заплатки” могут нагреваться на солнце до +60 С° и
продавливаться под колёсами автомашин.
20.
Щебёночно-мастичный
асфальтобетон.
традиционным асфальтобетоном.
Сравнение

o
Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) и его сравнение с
традиционным
Щебеночно-мастичный асфальтобетон - это самостоятельная
разновидность асфальтобетонов, которая может одновременно
обеспечивать
сдвигоустойчивость,
водонепроницаемость
и
шероховатость
устраиваемого
покрытия.
По сравнению с асфальтобетонными смесями по ГОСТ 9128-97
щебеночно-мастичный асфальтобетон характеризуется повышенным
содержанием щебня и битума (до 80% и 7,5% по весу соответственно)
с остаточной пористостью до 1%. Для удержания на поверхности
щебня такого количества свободного битума, в особенности на стадии
производства
работ,
необходимо
обязательное
присутствие
стабилизирующих
волокнистых
добавок
в
ЩМА.
Процесс приготовления и укладки асфальта ЩМА технологичен и не
требует специального оборудования за исключением агрегата подачи
и
дозирования
добавки.
Производство
ЩМА
15
и
ЩМА
20
Основным элементом, формирующим структуру асфальтобетона,
является щебень. Сегодня для изготовления ЩМА используется
щебень соответствующих фракций (5-10, 10-15, 15-20 мм) и плотные
трудношлифуемые горные породы, которые обладают отличным
сцеплением с вяжущим битумом. Кроме того в производстве также
используется щебень из металлургических шлаков, который
соответствует общим техническим требованиям. Он помогает
обеспечивать отличные фрикционные свойства для безопасного
автомобильного
движения.
В
зависимости
от
типа
ЩМА
60-70%,
делятся
фракция
на:
-
ЩМА
10
(содержание
щебня
5-10
мм);
-
ЩМА
15
(содержание
щебня
65-75%,
фракция
5-15мм);
-
ЩМА
20
(содержание
щебня
70-80%,
фракция
5-20мм).
с
Основные
преимущества
щебеночно-мастичного
асфальтобетона
Высокая
устойчивость
к
разрушениям
под
воздействиями
транспортных потоков и природных климатических условий;Отличная
сдвигоустойчивость, снижающая риск возникновения дефектов при
больших нагрузках;Долговечное покрытие;Высокие эксплуатационные
характеристики;Значительное снижение шума дорог при движении
автотранспорта.
Оригинальный компонентный состав позволяет укладывать материал
механизированным способом тонкими слоями, снижая удельный
расход смеси на квадратный метр покрытия. Поэтому в сравнении с
традиционными асфальтобетонами ЩМА (10, 15 и 20) становится
рентабельным, хотя и готовится из более дорогого исходного сырья. К
тому же, безусловным достоинством ЩМА, является низкий уровень
расходов
по
ремонту
и
содержанию
покрытия.
Высокая износостойкость щебеночно-мастичного асфальтобетона
достигается не только за счет применения дробленых зерен из
прочных горных пород, но и за счет высокого содержания податливого
вяжущего асфальта. Купить ЩМА 15 и ЩМА 20 Вы сможете напрямую
с нашего производства.
Часть 3.
1. Укрепление грунтов. Классификация.
Укрепленные грунты – грунты, обработанные в установке или на месте производства
строительных работа различными вяжущими с добавками активных веществ различного
назначения. При этом в результате сложных химических, физических и физикохимических процессов все компоненты смеси теряют свою дисперсность, и грунтовая
смесь превращается в прочный водо- и морозостойкий монолит. Это необходимо в тех
случаях, когда в районах строительства нет каменных материалов (возникает
необходимость их перевозки, а это увеличивает стоимость их первоначальную стоимость
в несколько раз), а наиболее распространенным местным материалом являются грунты,
поэтому
весьма
актуальна
разработка
методов
их
укрепления.
Классифицировать
укрепление
грунтов
можно:
1)по характеру структурных связей:
а) с жесткими структурными связями(скальные грунты-магматические и осадочные
сцементированные
горные
породы)
б) с нежесткими структурными связями(нескальные грунты-несцементированные
осадочные горные породы)
2) по методу укрепления:
a) укрепленные органическими вяжущими
б) укрепленные неорганическими вяжущими
в) комплексно укрепленные
2.
Укрепление грунтов органическими вяжущими. Требования к
грунтам. Требования к вяжущим для укрепления грунтов
Укрепление грунтов органическими вяжущими. В качестве органических вяжущих
используют:
- жидкие битумы класса СГ и МГ марок 40/70 и 70/130 в IV и V дорожно-климатических
зонах и марки 25/40 во II и III зонах;
- сланцевые жидкие битумы марок С12/20 и С20/35;
- битумные эмульсии.
Для улучшения технических и технологических свойств грунтов кроме органических
вяжущих необходимо вводить добавки. Для грунтов, укрепленных:
- жидкими битумами - сланцевая зола, золы уноса сухого отбора, золошлаковые смеси,
молотый известняк, молотая опока с известью;
- сланцевыми битумами, битумными эмульсиями - известь, известковая пыль, цемент,
зола уноса.
Наилучшие результаты получают при укреплении органическими вяжущими супесчаных и
легкосуглинистых грунтов карбонатных разновидностей, содержащих гипс не более 10% и
легкорастворимые соли не более 1 % и имеющих нейтральную среду.
Нецелесообразно укрепление тяжелых суглинков и глин без внесения добавок извести,
цемента или поверхностно-активных веществ ПАВ, т. к. они обладают высокой
гидрофильностью (смачиваемость водой), плохо подвергаются обработке — трудно
измельчить.Основания из грунтов, укрепленных органическими вяжущими, обнаруживают
относительно малую водостойкость и теплоустойчивость.
Для устройства дорожных и аэродромных оснований и покрытий из укрепленных грунтов,
приготовленных в смесительных установках, применяют осадочные несцементированные
крупнообломочные и песчаные грунты, супеси всех разновидностей, а при укреплении
методом смешения на дороге - и глинистые грунты с числом пластичности не более 22 по
ГОСТ 25100-95.
При этом зерновой состав суглинков с числом пластичности свыше 12 и глин с числом
пластичности до 22 необходимо предварительно улучшать добавками извести, золы
уноса и песка из отсевов дробления карбонатных пород или природного крупнозернистого
песка с доведением числа пластичности до 12.
Кроме естественных грунтов, соответствующих классификации ГОСТ 25100-95,
допускается использовать техногенные грунты (в том числе материалы дробления и
фрезерования дорожных одежд) и промышленные отходы в соответствии с этим
стандартом. Разрешается также применять песчано-гравийные, песчано-щебеночные,
песчано-гравийно-щебеночные смеси и пески, отвечающие требованиям ГОСТ 23735-79
и ГОСТ 8736-93. При определении пригодности грунтов для укрепления вяжущими
необходимо учитывать требования, предъявляемые к грунтам по зерновому
(гранулометрическому) составу, происхождению (генезису), степени засоленности,
содержанию органического вещества (гумуса), значению водородного показателя среды
(рН), влажности.
Максимальный размер зерен крупнообломочных и техногенных грунтов должен быть не
более 40 мм.
Содержание частиц размером более 5 мм в измельченном, подготовленном к обработке
органическими вяжущими глинистом грунте не должно быть более 25 % по массе, в том
числе содержание частиц размером более 10 мм - не более 10 % по массе.
Количество вяжущего устанавливают на основании лабораторных испытаний образцов
грунта. Обычно для супесей требуется битума 5—8% (дегтя 6—9%), для суглинков
соответственно 6—12% (7—14%) веса обрабатываемой части грунта. При использовании
суглинков к грунтам следует добавлять 2—3% извести.
3. Укрепление грунтов неорганическими вяжущими. Требования к
грунтам.
Требования к вяжущим для укрепления грунтов. Расходы вяжущего. Для укрепления
грунтов широкое применение находят следующие неорганические вяжущие: цементы,
известь, активные тонкодисперсные золы уноса, молотые гранулированные шлаки.
Основные требования к грунтам:
1) число пластичности <12
2)содержание гумуса менее 2%(для 1 и 2 класса прочности), менее 4%(для 3 класса
прочности)
3)отсутствие комков глины
4)влажность не выше 55%
5)грансостав грунта должен быть оптимальным
6)кислые грунты (pH<7) укрепляют цементом с известью(или едким натром)
Основные требования к вяжущим:
1) Для первого типа прочности используются цементы(ПЦ, ШПЦ, ППЦ, ССПЦ, причём для
покрытия используются 400 марки, а для основания-300)
2) Для второго типа прочности используют активные шлаки, золы уноса(𝑅180≥50)
3) Для третьего типа прочности используются комплексные вяжущие (𝑅90≥100)
Расходы вяжущих: 1) Расход ПЦ или ШПЦ при укреплении крупнообломочных грунтов
принимают 38%, супесей 4-12%, суглинков 8-14%, песчанистых или пылеватых частиц 10-15% массы
смеси.
2) Расход извести при укреплении при укреплении крупнообломочных грунтов принимают
3-6%, супесей 4-8%, суглинков 7-12%, песчанистых или пылеватых частиц 6-10% массы
смеси.
4.
Кровельные и гидроизоляционные материалы. Классификация.
Материалы
для
их
изготовления.
1. Материалы классифицируют по следующим основным признакам:
2. Назначению (кровельные; гидроизоляционные );
3. Структуре (основные; безосновные );
4. Виду основы(материалы на картонной основе - пергамин, рубероид, толь ;
5. материалы на стеклооснове - стеклорубероид; армогидробутил;
6. материалы на основе фольги - фольгоизол, фольгорубероид;
7. материалы на основе асбестовой бумаги - гидроизол);
8. Безосновные материалы – изол(сплав битума с резиной), бризол(дробленая
резина н.битум,асбест,пластификатор), гидробутил.
9. Виду вяжущего (битумные - на битумном вяжущем;
10. дегтевые - на дегтевом вяжущем;
11. полимерные - на полимерном вяжущем;
12. дегтебитумные, резинобитумные, битумнополимерные и др. - на смешанном
вяжущем)
13. Виду защитного слоя (с посыпкой; с фольгой; с щелоче-, кислото- и озоностойким
покрытием)
14. В зависимости от вида посыпки материалы подразделяют на:
15. с крупнозернистой посыпкой, с чешуйчатой посыпкой; с мелкозернистой посыпкой;
с пылевидной посыпкой.
16. Материалы для их изготовления.
17. Пергамин(мягкий
нефтяной
битум),
рубероид(мягкий
кровельный
битум,тугоплавкий нефтяной битум) ,толь(каменоугольный дёготь)– кровельный
картон (250,300,350,420)
5. Кровельные материалы. Получение. Виды. Область применения.
Виды по :
Назначению (кровельные;);
Структуре (основные; безосновные );
Виду основы(материалы на картонной основе - пергамин, рубероид, толь ;
материалы на стеклооснове - стеклорубероид; армогидробутил;
материалы на основе фольги - фольгоизол, фольгорубероид;
материалы на основе асбестовой бумаги);
Безосновные материалы – изол(сплав битума с резиной), бризол(дробленая резина
н.битум,асбест,пластификатор), гидробутил.
Виду вяжущего (битумные - на битумном вяжущем;
дегтевые - на дегтевом вяжущем;
полимерные - на полимерном вяжущем;
дегтебитумные, резинобитумные, битумнополимерные и др. - на смешанном вяжущем)
Виду защитного слоя (с посыпкой; с фольгой; с щелоче-, кислото- и озоностойким
покрытием)
В зависимости от вида посыпки материалы подразделяют на:
с крупнозернистой посыпкой, с чешуйчатой посыпкой; с мелкозернистой посыпкой; с
пылевидной посыпкой.
Производство
Рулонные материалы. Кровлю из рулонных материалов делают из нескольких слоёв,
составляющих кровельный ковёр. В низ ковра укладывают подкладочные материалы
(беспокровные), а верхний слой устраивают из покровных материалов, имеющих
покровный слой из тугоплавкого битума и посыпку: крупнозернистую (К), мелкозернистую
(М) или пылевидную (П). Допускается выпуск кровельного рубероида с чешуйчатой
посыпкой (РКЧ). Выпускают основные и безосновные рулонные материалы. Основные
изготовляют путём обработки основы (кровельного картона, асбестовой бумаги,
стеклоткани и др.) битумами, дегтями и их смесями. Безосновные получают в виде
полотнищ определённой толщины, применяя прокатку смесей, составленных из
органического вяжущего (чаще битума), наполнителя (минерального порошка или
измельчённой резины) и добавок (антисептика, пластификатора).
Рубероид изготовляют, пропитывая кровельный картон легкоплавким
битумом с последующим покрытием с одной или с обеих сторон
тугоплавким нефтяным битумом с наполнителями и посыпкой. Кровельный картон
получают из тряпья, бумажной макулатуры и древесной целлюлозы. На нижнюю
поверхность кровельного рубероида, образующего верхний слой кровельного ковра, и на
обе стороны
подкладочного рубероида наносят мелкозернистую или пылевидную
посыпку, предотвращающую слипание материала в рулонах. Применение : для кровли
Пергамин – рулонный беспокровный материал, получаемый пропиткой кровельного
картона расплавленным нефтяным битумом с температурой размягчения не ниже
40°С.Применение : Служит подкладочным материалом под рубероид и используется для
пароизоляции.
Стеклорубероид и стекловойлок – рулонные материалы, получаемые
путём двустороннего нанесения битумного (битуморезинового или
битумополимерного) вяжущего на стекловолокнистый холст или на
стекловойлок и покрытие с одной или двух сторон сплошным слоем
посыпки. Применение : Применяют стеклорубероид для верхнего и нижних слоёв
кровельного ковра и для оклеечной гидроизоляции.
Толь – рулонный материал, изготовляемый пропиткой и покрытием
кровельного картона дегтями с посыпкой песком или минеральной крошкой. Толь с
крупнозернистой посыпкой применяют для верхнего слоя плоских кровель, а толь с
песочной посыпкой – для кровель временных сооружений, гидроизоляции фундаментов и
других частей сооружений Толь-кожу и толь гидроизоляционный выпускают без
покровного слоя и посыпки. Применяют в качестве подкладочного материала под толь
при устройстве многослойных кровель, а также для паро- и гидроизоляции.
Дегтебитумные материалы получают пропиткой картона дёгтем
(предотвращение гниения картона) и покрытием с двух сторон битумом и посыпкой. Их
используют для устройства многослойных плоских кровель.
Мастики. Мастика представляет собой смесь нефтяного битума или дёгтя с минеральным
наполнителем. Для получения мастик применяют:
пылевидные наполнители (измельчённый известняк, доломит, мел, цемент, золы твёрдых
видов топлива), волокнистые наполнители (минеральную вату и др.).
Применение : Приклеивающие мастики применяют для склеивания рулонных материалов
при устройстве многослойных кровельных покрытий и
оклеечной гидроизоляции
6. Гидроизоляционне материалы. Получение.Виды. область
применения.
Гидроизоляция - защита строительных конструкций, зданий и сооружений от
проникновения воды (антифильтрационная гидроизоляция) или материала сооружений от
вредного воздействия омывающей или фильтрующей воды или другой агрессивной
жидкости (антикоррозийная гидроизоляция). Работы по устройству Гидроизоляция
обеспечивает нормальную эксплуатацию зданий, сооружений и оборудования, повышает
их надёжность и долговечность
Для гидроизоляции применяются гидроизоляционные материалы, к которым относятся:
· металлические листы;
· рулонные и листовые материалы ;
· материалы жидкого нанесения (наприрк)
· минеральные вяжущие материалы;
· материалы на основе бентонитовых глин;
· сухие строительные смеси проникающего действия (проникающая гидроизоляция).
Гидроизоляционные материалы могут быть получены путем пропитки штучных изделий
из пористых материалов (кирпича, бетона, туфа,опоки,мела)битумом, дегтом,
петралитумом и другими органические гидрофобизирующими веществами.
7. Древесина как строительный материал. Строение. Физические
свойства древесины. Механические свойства древесины.
Строительные материалы из древесины относят к природным, свойства которых
после относительно несложной механической обработки не отличаются от свойств сырья.
Материалы из древесины, сохранившие ее природную структуру и химический состав,
называют лесоматериалами, или лесовыми сортиментами. Они могут быть
необработанными и обработанными.
Необработанные, или круглые, лесоматериалы в строительстве применяются
ограниченно и являются продукцией лесозаготовительной промышленности. Это
очищенные от ветвей и распиленные на требуемую длину стволы деревьев.
Обработанные лесоматериалы - это материалы, полученные из круглого леса и
сохранившие природную структуру и свойства древесины.
Такое определение условно, поскольку к строительным материалам из древесины
относят не только необработанную и механически обработанную натуральную древесину,
но и прошедшую сложную технологическую обработку (химическую, термическую,
физико-механическую и др.). К древесным строительным материалам относят
композиционные материалы, в которых листы или волокна из древесины связаны какимлибо вяжущим. В зависимости от способа изготовления различают древесные материалы
прессованные, пропитанные, слоистые клееные, древесные пластики и плиты
(древесностружечные, древесноволокнистые).
Дерево состоит из ствола, кроны и корней.
Макроструктура
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Кора
Луб
Камбий
Заболонь древесина
Ядро
Сердцевина
Кора — защитный покров ствола дерева, состоящий из внешнего пробкового и
внутреннего лубкового слоев. это своеобразная кожа дерева, предохраняющая его от
воздействия внешней среды, а также участвующая в регуляции дыхания.
Луб — непосредственно примыкающий к камбию внутренний слой коры (флоэма),
состоящий в основном из живых клеток, выполняющий проводящую функцию орт кроны
дерева к его корневой системе.
Камбий — одноклеточный слой живых клеток, поочередно делящихся в сторону
заболони и в сторону луба, обеспечивающий рост дерева в толщину.
Заболонь — как, более молодая часть ствола, менее устойчива к загниванию, чем ядро,
но более эластична.
Ядро образуется за счет отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих
путей, отложения дубильных, красящих веществ, смолы, солей, поэтому, ядро обычно
гораздо темнее заболони. В результате этого изменяются цвет древесины, ее масса и
показатели механических свойств.. Ядро у многих пород окрашено в более темный цвет,
оно является самой ценной, самой прочной частью древесины
Сердцевинные лучи служат для прохода в поперечном направлении по стволу воды,
воздуха и органических веществ, вырабатываемых деревом.
Физические свойства древесины
1. Плотность древесины
2. Пористость
3. Влажность
4. Теплопроводность
Механические свойства древесины
1. Прочность древесины при сжатии (вдоль и поперек волокон)
2. Предел древесины при растяжении
3. Прочность древесины при статическом изгибе
4. Прочность древесины при скалывании вдоль волокон
5. Твердость древесины
8.
Лакокрасочные
материалы.
материалов. Красочные составы.
Составляющие
лакокрасочных
*ЛКМ – вязко-жидкие многокомпонентные составы, наносимые тонким слоем на
окрашиваемую поверхность и образующие с ней твердую пленку – лакокрасочное
покрытие.
Цели:
1. придание красивого внешнего вида;
2. предохранение материала от атмосферного воздействия паров и газов;
3. защита от гниения и возгорания;
4. улучшение санитарно-гигиенических условий
*Составляющие ЛКМ: пигменты, связующие, наполнители, растворители, разбавители,
сиккативы, пластификаторы, добавки.
Пигменты – тонкоизмельченные цветные порошки, не растворимые в воде и в
органических растворителях, но способные равномерно смешиваться с ними, образуя
красочные составы.
Связующие- служат для сцепления частиц пигмента между собой и с окрашиваемой
поверхностью, на которой в результате высыхают, образовывая плотную пленку.
Наполнители – нерастворимое в дисперсных средах сухое вещество, применяемое как
добавка к пигментам для снижения стоимости ЛКМ (слюда, доломит).
Растворители - химические соединения или их смеси, способные растворять вещества
(бензин, керосин, уайт-спирит).
Пластификаторы - нелетучие органические вещества для придания ЛКМ эластичности.
Сиккативы – вещества, ускоряющие высыхание (окись свинца).
Разбавители - для снижения вязкости густых красок/разведения красок.
Лаки – растворы синтетических или натуральных смол в высыхающих растительных
маслах или органических растворителях.
*Красочные составы:
· масляные краски – пигмент, олифа
· полимерные краски – пигмент, синтетическая смола, растворитель
· эмалевые краски – пигмент, лак
· водоэмульсионные – пигмент, масляная краска, эмульгатор
· водно-клеевые – пигмент, клей, вода
· водно-известковые – известь, вода
· водно-цементные – пигмент, вода, п/ц
· силикатные – пигмент, жидкое стекл
9. Пластмассы в строительстве. Состав пластмасс. Классификация
полимеров.
10. Основы технологии производства пластмасс. Достоинства и
недостатки пластмасс.
Достоинства пластмасс:
·
·
·
·
·
·
·
Водопоглощение 0,03 – 0,5%
Теплопроводность 0,7 Вт/м град (пенопласт – 0,03 Вт/м град)
Малая истираемость
Химическая стойкость
Прозрачность
Способность окрашиваться
легкость обработки
11. Свойства
качества.
пластмасс.
Коэффициент
конструктивного
Физические и механические свойства.
Истинная плотность пластмасс обычно составляет 1000...2000 кг/м3, т. е. в
1,5...2 раза меньше, чем у каменных материалов.
Пористость пластмасс можно регулировать в процессе их производства в
широких пределах. Так, полимерные пленки, линолеум, стеклопластики
практически не имеют пор, а пористость пенопластов может достигать 95...98%.
Поэтому средняя плотность пластмасс может быть близка к истинной плотности
— у непористых пластмасс или снижается до 50...10 кг/м3 — у газонаполненных
пластмасс.
Водопоглощение пластмасс очень мало и не превышает для плотных
пластмасс
3
%.
Большинство
пластмасс
обладает
значительной
водостойкостью и стойкостью к водным растворам солей, кислот и щелочей.
Теплостойкость большинства пластмасс невысока (1ОО...2ОО°С), но
отдельные виды пластмасс (фторопласт, кремшшорганические полимеры)
выдерживают нагрев до ЗОО...5ОО°С.
Теплопроводность (0,23...0,7 Вт/(м-°С) пластмасс низкая, а у газонаполненных
пластмасс она близка к теплопроводности воздуха. Отличительной
особенностью пластмасс является высокий (в 5... 10 раз выше, чем у других
строительных материалов) коэффициент теплового расширения. Это
обстоятельство необходимо учитывать при использовании пластмасс, особенно
в сочетании с другими материалами,
Прочность некоторых пластмасс значительна и у конструкционных
пластмасс, таких, как стеклопластик, может достигать 200...300 МПа. При этом
характерной особенностью пластмасс, отличающих их от каменных
материалов, является то, что прочность при растяжении и изгибе у них почти
такая же, как при сжатии (у каменных материалов /?р= (0,2...0,1) /?Сж).
Благодаря
высокой
прочности
и
малой
плотности
коэффициент
конструктивного качества у пластмасс намного выше, чем у большинства
традиционных строительных материалов.
Модуль упругости у пластмасс приблизительно в 10 раз ниже, чем у бетона и
стали. Это наряду с характерной для полимерных материалов ползучестью
предопределяет их высокую деформативность.
Химические и физико-химические свойства.
Большинство пластмасс обладает высокой стойкостью к действию химически
агрессивных веществ — растворов кислот, щелочей и солей. Однако многие
пластмассы легко растворяются или набухают в органических растворителях.
Для каждой пластмассы характерна своя группа растворителей, имеющих
родственную к полимеру природу.
Старение — изменение структуры и состава полимерного компонента
пластмасс под действием эксплуатационных факторов (солнечный свет,
кислород воздуха, нагрев и т. п.), вызывающих, в свою очередь, ухудшение
свойств самой пластмассы. При старении возможно протекание в полимере
двух процессов: структурирование (т. е. сшивка молекул), приводящее к потере
эластичности, появлению хрупкости и последующему растрескиванию, и
деструкция-—разложение полимера на низкомолекулярные продукты. В
пластифицированных пластмассах возможно также «выпотевание» и
улетучивание пластификатора, что также приводит к потере эластичности.
Возмооюность выделения из пластмасс токсичных веществ не исключена. Хотя
существует мнение, что пластмассы вредны для здоровья (это утверждение ни
в коей мере не относится ко всем пластмассам). Чистые полимеры
биологически безвредны, но в полимерах возможно присутствие остатков
мономеров или низкомолекулярных продуктов деструкции полимеров,
появившихся в результате нарушения технологических режимов синтеза и
переработки. Кроме того, в пластмассу вводят низкомолекулярные
продукты (пластификаторы, стабилизаторы и др.), которые могут быть также
источниками вредностей. Полная безвредность пластмасс может быть
обеспечена при условии соблюдения технологических режимов и тщательном
подборе компонентов пластмасс.
В целом, говоря о токсичности пластмасс, необходимо помнить, что в жидком
виде они почти все в той или иной мере токсичны, а в затвердевшем — не все.
Поэтому при использовании пластмасс, особенно для внутренней отделки
помещений, для целей водоснабжения и т. п., необходима их тщательная
санитарная проверка.
Горючесть большинства пластмасс является следствием горючести
полимеров. В настоящее время ведутся интенсивные работы по получению
полимеров и пластмасс с пониженной горючестью. Например, синтезированы
трудносгораемые галогено- и фосфорсодержащие полимеры, разработаны
добавки-—антипирены для пластмасс. Однако в целом пластмассы остаются
сгораемыми материалами.
Коэффициент конструктивного качества.
К.К.К.) – условный коэффициент эффективности материла, равный отношению
показателей прочности Rсж (Мпа) к относительной плотности материала
(безразмерная величина)
К.К.К. = R/d (1.30.)
Где d – относительная плотность равная ρо (кг/м3)
Чем выше К.К.К. материала, тем эффективнее материал, так имеет высокую
прочность при малой средней плотности.
Повышения К.К.К. можно добиться снижением плотности материала и
увеличением его прочности.
13.(часть
2)
асфальтобетона.
образцов.
Определение
физико-механических
Уточнение количества битума после
свойств
испытания
Плотность
Вычисляют
и
экспериментально
устанавливают
несколько
показателей.
Опытными образцами служат образцы, изготовленные в
лабораторных
условиях из исследуемой смеси, пробы, взятые из смесителя и керны –
образцы, полученные из уже готового дорожного покрытия.
Средняя плотность – по этому параметру вычисляют остаточную пористость,
и плотность минеральной части. Методика определения довольно проста:

пробы взвешивают на воздухе;

затем смеси погружают в воду с температурой 20 С и ожидают полчаса для
того, чтобы материал напитался водой. Затем образцы взвешивают в воде;

пробы извлекают, осушают сухой мягкой тканью и взвешивает снова на
воздухе.
Итак:



Плотность остова – то есть, минеральной части АБ с учетом наличествующих
пор, используется в различных расчетах. Этот параметр вычисляют исходя из
установленной средней плотности и известного состава смеси: содержания
минерального ингредиента и битума.
Истинная плотность состава без учета объема пор. Величину вычисляют из
плотности входящих в состав ингредиентов.
Истинная плотность АБ – то есть, плотность без учета пор. Для лабораторных
образцов величину рассчитывают или определяют экспериментально. При
исследовании керна возможен только опытный метод.
Пористость
Пористость – зависит от объема пор. Может вычисляться на основе значений
истинной и средне плотности. В лабораториях применяется и опытная
методика:

образцы взвешивают в воздухе и воде описанным выше способом;

пробы помещают в емкость с водой при температуре 20 С и располагают в
вакуумной установке;

в течение 1 часа для горячего и теплого АБ и в течение получаса для холодного
удерживается давление, равное 2000 атм;

затем давление доводят до значения 94 250–104 150 и удерживают 30 минут;

пробы взвешивают в воде;

извлекают образцы и взвешивают еще раз на воздухе.
Установленные параметры позволяют точно определить пористость продукта.
Про массу, удельный о объемный вес лома 1 м3 асфальтобетона при разборке
поговорим ниже.
Прочность
Этот показатель состоит из нескольких величин.




Устойчивость слоя под действием вертикальных и горизонтальных нагрузок.
Под вертикальной понимают нагрузку, равновеликую колесу, а под
горизонтальной – усилие от торможения.
Трещинностокость – определяется в осенне-зимний период, когда
повышается осадка покрытия.
Прочность на изгиб – оценивается в весенний период. В это время нижние
слои в наибольшей степени впитывают воду и возникает опасность накопления
микроразрушений – усталостные разрушения. Образуются они под действием
многократного неритмичного воздействия. При недостаточной прочности на
изгиб такие микроразрушения превращаются в трещины.
Для дорожного покрытия важным является не только значение нагрузки, но и
ее продолжительность. Однако оценить этот фактор не представляется
возможным. Поэтому для характеристики используют величину предельной
прочности, то есть, того напряжения, при котором асфальтобетон разрушается.
Водостойкость
Вода при излишне длительном воздействии может разрушать структурные
связи между каменными частицами, что приводит к их выкрашиванию, и,
соответственно, к разрушению покрытия. Постоянное смачивание и высыхание
разрушает АБ еще быстрее.
Водостойкость асфальтобетона
определяется
как
соотношение
между
величиной прочности для сухого образца и напитавшегося водой. Этот
коэффициент после очень длительного водонасыщения – 2 недели, должен
быть равен 0,8.
Морозостойкость
Морозостойкость, очевидно, связана с числом открытых пор. При попадании и
замерзании воды внутрь пор наблюдается растрескивание АБ.
Коэффициент морозостойкости указывает, насколько снижается прочность на
растяжении после некоторого числа циклов по замораживанию и
размораживанию образцов. Здесь имеет значение характер связи между
битумом и минеральной частью.
Так, материал на основе гранитного щебня менее стоек к морозам, так как
связь здесь носит чисто физический характер. А вот с известняком битум
вступает в химическую реакцию, и такой АБ отличается более высокой
морозостойкостью.
Износостойкость
Параметр связан с тем трением, которое возникает при движении колес по
поверхности. Износ определяется как выпадение и унос частиц песка и щебня.
Здесь асфальтобетон с гранитным щебнем отличается лучшими показателями,
чем материал на известняковой основе. В общем, износ слоя АБ составляет
0,3–1,0 мм в год.
Технические характеристики
Асфальтобетон – материал с так называемыми обратимыми структурными
связями. Это означает, что при разной температуре и под действием разной
нагрузки он будет проявлять разные качества.
Выделяют 3 состояния АБ:



упруго-хрупкий – минеральный остов фиксирован прослойками битума. В этом
состоянии АБ наиболее близок к цементам;
упруго-пластичный – минеральные зерна соединены прослойками битума,
которые при воздействии нагрузки проявляют упругость и эластичность;
вязко-пластичный – минеральный остов соединен полужидким битумом,
который при нагрузке сразу же деформируется.
Значение имеет степень сохранения присущих АБ свойств во всех трех
состояниях.
12.Виды материалов из пластмасс, применяемые в
строительстве
13 Экология и пластмассы. Универсальные коды переработки
пластмасс.
Экология и пластмассы
Пластмассовые предметы, как и любые другие, не вечны. Когда они приходят в
негодность, возникает проблема их уничтожения. Свалки разрастаются, портят
почву, занимают всё большие территории.
Проблема в том, что пластмасса не разрушается очень долгое время. Процесс
разложения длится десятки, а порой и сотни лет. При сжигании пластмассы в
атмосферу попадают ядовитые вещества, которые загрязняют воздух, почву,
воду и вредны для всего живого. Чтобы этого не происходило, люди придумали
специальные машины для сжигания мусора, которые оснащены очищающими
фильтрами.
Второй способ избавления от ненужных пластмассовых предметов — их
трансформация: старые вещи расплавляют и делают новые, опять пригодные
для использования.
Универсальные коды переработки пластмасс
1) ПВХ – Поливинилхлорид – Примеры: Оконные рамы, покрытия для полов.
2) ПЭВД - Полиэтилен низкой плотности
3) ПП – Полипропилен
4) ПС – Полистирол
14. Материалы для дорожной разметки. Свойства.
Разметка может быть постоянной или временной
*Свойства:



хорошо видима в любое время суток
обладает уствойчивостью к изменению температур, химическим и
метеорологическим воздействиям
обладает долговечностью (зависит от качества маркировочного
материала и величины эксплуатационной нагрузки)
*Разметку делают с помощью:






краски и эмали
термопластики
холодные пластики
спрейпластики
маркировочные ленты
световозвращатели
В специальных случаях:





штучные формы из белого полимербетона
цветной а/б
разметочные блоки и плиты
металлические кнопки
фарфоровая крошка
15. Железобетон. Применение его в строительстве.
Железобетон – строительный материал, в котором выгодно сочетаются бетон
и стальная арматура.
Цементобетон хорошо сопротивляется сжимающим усилиям и имеет низкую
прочность при растяжении. Поэтому для восприятия растягивающих
напряжений в растянутую зону конструкций из бетона вводят стальные
стержни (арматуру). Сталь воспринимает растягивающие напряжения, а
бетон – сжимающие, в результате чего конструкция хорошо сопротивляется
изгибающим нагрузкам. Совместной работе бетона и арматуры способствует
хорошее сцепление между ними, близость коэффициентов температурного
расширения, кроме того бетон предохраняет стальную арматуру от коррозии .
Различают монолитные и сборные железобетонные изделия. Монолитные жб
конструкции изготавливают непосредственно на месте строительства.
Сборные жб конструкции изготавливают на заводе а монтируют
непосредственно на месте строительства.
Сборные жб конструкции классифицируют по виду армирования: изделия с
обычным армированием и предварительно напряженном.
Для инженерных сооружений различного назначения применяют типовые жб
изделия. для транспортного строительства выполняют предварительно
напряженные шпалы из бетона класса В40 и опоры контактной сети из бетона
класса В30 и марок морозостойкости F100- F200. Для дорог и аэродромов
используют предварительно напряженные плиты из тяжелого бетона классов
В25 – В40 размерами2*6 м и 1,5*6 м и толщиной 14 – 17см. В мостостроении
применяют стойки мостов и предварительно напряженные пролетные
строения эффективно сечения. Для тоннелей выпускают тюбинги, блоки
отделки тоннелей, блоки стен, колонны и блоки перекрытий станций
метрополитена.
16.




Предварительно напряжённый железобетон.
Железобетон – искусственный материал, в котором соединены в единое целое
бетон и стальная арматура.
В обычной железобетонной конструкции в растянутой зоне даже при
незначительных нагрузках в бетоне появятся трещины.
Ограничить ширину раскрытия трещин или даже полностью исключить их
появление под эксплуатационной нагрузкой можно предварительным
обжатием бетона, т.е. изготовлением предварительно напряжённого
железобетона. Существуют два способа создания предварительного
напряжения бетона: натяжение высокопрочной арматуры на упоры и
натяжение на бетон.
При эксплуатации в растянутой зоне конструкции напряжения растяжения
появляются только после погашения предварительных сжимающих
напряжений или не появляются вообще, как, например, в предварительно
напряженных железобетонных балках пролётных строений мостов, для
которых не допускается образование трещин.
Предварительное напряжение бетона не только повышает трещиностойкость
бетона и долговечность сооружения, но и позволяет использовать для
изготовления железобетонных конструкций высокопрочные материалы,
арматуру и бетон, снизить массу железобетонных конструкций, уменьшить
рабочую высоту и увеличить пролёт сооружения (например, моста).
17.
Виды
сборных
железобетонных
изделий.
Виды железобетонных сборных изделий.
Фундаментные блоки - выполняются из тяжелого бетона прямоугольного или
трапециевидного сечения.
Колонны - железобетонные линейные элементы прямоугольного сечения.
Ригели каркасов - выпускают обычно таврового сечения с полкой или
приливами по боковым граням для опирания плит перекрытий.
Панели наружных стен - изготавливают из легкого бетона на пористом
заполнителе или из ячеистого бетона с арматурой из сварных сеток, размером
на жилую комнату.
Панели внутренних стен - производят из тяжелого или легкого бетона
сплошными или с дверными проемами.
Панели и плиты для перегородок - могут быть сплошными, пустотелыми, с
проемами для дверей.
Стеновые блоки - изготавливают обычно сплошными или пустотелыми из
легкого бетона.
Плиты и панели перекрытий - также отличаются сплошным или пустотелым
строением, могут быть ребристыми.
Фермы и балки - изготовляют обычно из предварительно напряженного
железобетона.
Лестничные марши - из железобетона отличаются ступенчатым профилем,
часто имеют плоские концевые участки, образующие лестничные площадки.
18.Основы технологии сборных железобетонных
конструкций.
Железобетон - строительный материал, состоящий из двух основных
компонентов: стальная арматура и бетон. Бетон отлично работает на сжатие
(со временем, при длительном воздействии сжимающих сил, - даже
упрочняется). Арматура прекрасно работает на растяжение. Прочность
арматуры на растяжение в 100-200 раз больше чем у бетона. В ЖБК, эти два
материала друг друга дополняют и удерживают в заданных рамках. Если оба
материала (бетон и стальная арматура) будут работать как одно целое, т. е.
если мы получим одинаковую прочность в зоне сжатия и в зоне растяжения
изгибаемых ЖБК, то в несколько раз повысится прочность сооружения из
железобетона на изгиб. Чтобы этого добиться, в подвергаемую растяжениям
часть ЖБК вводят прутья арматуры определенного сечения. Благодаря этому,
железобетонные изделия не ломаются при изгибе и могут выдерживать во
много раз большую разрушающую нагрузку.
Любые отдельно взятые железобетонные изделия - фундаментные блоки,
плиты и перемычки, столбы и заборы - изготавливаются по специфической
технологии с определенной системой армирования, рецептурой бетона и т.
д.Однако в общем технологический процесс производства складывается из
следующей последовательности операций:
приготовление бетонной смеси;
армирование ЖБИ изделий;
формование;
твердение;
обработка поверхности готовых изделий.
Приготовление бетонной смеси
Рецептура бетонной смеси включает следующие элементы:
вода;
заполнители - разного рода сыпучие материалы (песок, гравий, керамзит, шлак
и др.);
вяжущее вещество (преимущественно цемент, реже - полимеры, дегти и
битумы);
специфические добавки - для усиления тех или иных свойств (прочности,
декоративности и т. д.) по необходимости.
Соотношение элементов определяется требованиями ГОСТ к
эксплуатационным качествам готовых изделий, а потому для каждого из ЖБИ
оно будет различным.
19.
Металлы и сплавы. Строение. Полиморфизм.
металлов составляет около 2%.
Большинство металлов имеют
кубическую объемно-центрированную (ОЦК) и кубическую
гранецентрированную решетку (ГЦК). Хром, вана
дий,молибден, вольфрам – ОЦК.
Алюминий, медь, никель, свинец, золото, серебро – ГЦК. Некоторые металлы,
например железо, могут существовать в нескольких кристаллических формах с
различным расположением атомов – это явление называется аллотропией или
полиморфизм, а само превращение одной решетку в другую – полиморфым
превращением.
А) Механическая смесь кристаллов, б) Твердый раствор
ля.
20. Производство чёрных металлов. Сталь. Классификация
сталей.

Производство
сталей
чёрных
металлов.
Сталь.
Классификация
Cырьем для производства чёрных металлов (чугуна и стали)
являются железные руды (содержащие смесь оксидов железа
и пустую породу – 30…65%). Пустая порода – это кварцит или
песчаник, примеси глины, известняка, доломита; по
химическому составу
- SiO2,
Al2O3,
CaO,
MgO.
Выплавку чугуна производят в доменных печах (вертикальная
печь шахтного типа, рис. 4), нагревая исходные материалы до
полного расплава. Суть получения чугуна заключается в
восстановлении железа последовательно от высших оксидов
к
низшим:
Fe2O3 ? Fe3O4 ? FeO ? Fe . Одновременно железо
взаимодействует с оксидом углерода с образованием Fe3С
до содержания углерода 4,3%. Расплавы чугуна и
минеральной части (шлака) чётко разделяются на два слоя в
силу большой разницы по плотности (?7,8 и ?2,7) и
выпускаются из печи каждый через свою летку.
Полученный чугун по назначению подразделяют на две
группы:
- передельный (белый чугун), содержащий около 4%
углерода,
идущий
на
производство
стали,
80%;
- серый чугун (литейный), содержащий до 4% углерода, 20%.
Выплавка стали заключается в удалении из передельных
чугунов углерода, а также кремния, марганца, фосфора и
серы. Во время плавки передельных чугунов за счёт
окисления вышеназванные соединения переходят в шлак или
выгорают. Для производства стали используют конверторы,
мартеновские печи и электрические печи; соответственно
стали
называются
конверторные,
мартеновские,
электростали.
Сталями называются сплавы железа с углеродом,
содержащие менее 2,14% углерода. Углерод оказывает на
свойства стали очень большое влияние. С увеличением его
содержания все прочностные показатели растут, а
пластичность
и
упругая
вязкость
снижаются.
Конструкционные стали, которые должны иметь достаточно
высокий уровень пластичности и ударной вязкости – это
мало- и среднеуглеродистые стали (< 0,7 % С). Стали с
большим содержанием углерода по своему назначению
являются
инструментальными.
Углеродистые стали обыкновенного качестваделятся на три
группы:
А
–
Б
с
-
гарантированными
с
механическими
гарантированным
свойствами;
химическим
составом:
В - с гарантированными механическими свойствами и
химическим
составом.
Марки
Ст0,
углеродистых
Ст1,
Ст2,
сталей
Ст3,
Ст4,
обыкновенного
Ст5,
Ст6
–
качества:
(группа
А);
БСт0,
БСт1,
БСт2,
БСт3,
БСт4,
БСт5,
БСт6;
ВСт0,
ВСт1,
ВСт2,
ВСт3,
ВСт4,
ВСт5,
ВСт6.
С увеличением номера механические свойства сталей и
содержание
в
них
углерода
возрастает
При производстве стали в ней образуется закись железа FeO,
что резко снижает пластичность и частично прочность стали,
поэтому необходимо принять меры по удалению FeO из
расплава – процесс раскисления. По степени раскисления
стали
подразделяются:
кп - кипящие (более хрупкие, температура охрупчивания 20О
С),
пс – полуспокойные (температура охрупчивания 0О С),
сп - спокойные (температура охрупчивания - 20ОС) .
Обозначаются:
например,
Ст1кп,
Ст3сп.
В строительстве широко используется сварка. Свариваемость
стали – важное её свойство. Свариваемость ухудшается с
увеличением содержания углерода. Поэтому в строительстве
применяют конструкционные низкоуглеродистые стали.
По
содержанию
углерода
-
низкоуглеродистые
-
среднеуглеродистые
стали
подразделяются
–
0,1…0,25
–
%
0,3…0,65
на
:
,
%,
- высокоуглеродистые – 0,7…1,4 %. ( Более 1,4 углерода в
сталях
обычно
не
бывает).
Легированные стали – стали, в состав которых входят
различные элементы, придающие сталям требуемые
свойства. В зависимости от содержания легирующих
элементов
стали
делятся
на:
- низколегированные (сумма легирующих элементов меньше
2,5
%),
чаще
применяемые
в
строительстве,
-
среднелегированные
высоколегированные
Для обозначения состава
следующая
(от
2,5
до
(более
легированной
10
10
%),
%).
стали принята
маркировка:
- две первые цифры указывают на содержание углерода в
сотых долях процента; если в начале обозначения цифра не
указывается, это означает, что содержание углерода
находится в пределах 0,01 % (для конструкционных сталей) и
1
%
(для
инструментальных
сталей).

буквы
–
это
легирующий
элемент,
- цифры за буквами –
Сортамент стали в зависимости от методов обработки
строительных сталей можно разделить на три группы:
I
–
горячего
проката,
II
–
холодной
вытяжки,
III
–
комбинированной
обработки.
Для производства профильной стали (круглая, квадратная,
полосовая сталь, уголки, тавры, швеллеры, рельсы и т.д.)
получил широкое распространение метод горячего проката.
Сортамент
стали
холодной
вытяжки
состоит
из
высокопрочных холоднотянутых проволок. К сортаменту
стали комбинированной обработки относятся гнутые профили
и сталь периодического профиля