Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




20.11.2017


20.11.2017


20.11.2017


17.11.2017


17.11.2017


16.11.2017


16.11.2017


16.11.2017


14.11.2017


14.11.2017





Яндекс.Метрика
         » » Сравнительные испытания физико-механических свойств асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления

Сравнительные испытания физико-механических свойств асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления

29.03.2016

Прочность и водостойкость асфальтобетонов главным образом зависят от прочности сцепления битума с поверхностью минерального заполнителя. В свою очередь, показатель сцепления определяется степенью загрязнения поверхности заполнителя и величиной его удельной поверхности. Наилучшим будет сцепление битума со свежеобразованной поверхностью каменного материала, поскольку в этом случае используется особое энергетическое состояние поверхностей, резко меняющее их реакционную способность. Это возможно при дроблении горных пород в присутствии органического вяжущего или посредством электрогидравлического или электроимпульсного дробления непосредственно в битуме, битумных эмульсиях или растворах ПАВ.
Получение свежеобразованной поверхности и реализация её свойств также возможны при электроимпульсном дроблении горных пород в жидких средах, молекулы которых впоследствии при смешении с битумом хорошо замещаются на молекулы его компонентов. В дополнение к этому при электроимпульсном дроблении благодаря ряду факторов происходит активация поверхности заполнителя, которая также положительно сказывается на показателе сцепления.
Исследования щебня и песка, полученных электроимпульсным дроблением горных пород, показывают преобладание изометрической формы зёрен, чистоту поверхности материала и практическое отсутствие глинистых и пылевидных частиц. Установлено увеличение показателя сцепления битума с поверхностью заполнителя при электроимпульсном и электрогидравлическом способах дробления горных пород. Приведенные выше результаты исследований предполагают улучшение физико-механических свойств асфальтобетонов при электроимпульсном способе получения заполнителей, в частности, повышение водостойкости.
В настоящем разделе приведены результаты лабораторных исследований свойств плотных асфальтобетонов, приготовленных в соответствии с ГОСТ 12801-98 из горячих мелкозернистых асфальтобетонных смесей типа А, как на продукте электроимпульсного, так и механического дробления, содержащих 58 % щебня, 35 % песка и 7 % гидрофобного минерального порошка. Зерновые составы смесей соответствуют составу № 1, приведенному в табл. 2.37.
Механическое дробление производили на щековой дробилке ДЛЩ-8х15, а электроимпульсное - на непрерывнодействующей технологической линии производительностью 3-5 т/ч при амплитуде высоковольтного импульса 360 кВ, ёмкости накопителя энергии 22 нФ и межэлектродном расстоянии 50 мм. В качестве рабочей среды ЭИД использована водопроводная вода. После дробления материал высушивался при температуре 100-110 °C и подвергался рассеву. Кроме того, были изготовлены образцы асфальтобетона на щебне и песке из порфирита, полученных механическим дроблением непосредственно в карьере. Щебень и песок из карьера характеризуются значительным содержанием глинистых и пылевидных частиц и зёрен пластинчатой формы (43 %).
Для сравнительных испытаний асфальтобетонов на продукте электроимпульсного и механического дробления содержание битума в смесях принято одинаковым для обоих способов дробления и составило для асфальтобетонных смесей на продукте дробления гравия, порфирита и гранита 5; 5,5 и 6,5 % соответственно.
Результаты испытаний асфальтобетонных образцов приведены в табл. 2.36, 2.37 и показывают соответствие получаемых асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления всем требованиям ГОСТ 9128-2009 для горячих, мелкозернистых асфальтобетонных смесей типа А I марки, а также их существенное превосходство по подавляющему большинству показателей над асфальтобетонами, приготовленными на заполнителях механического дробления. Особо это проявляется в показателях водостойкости образцов. Наиболее существенное различие наблюдается у образцов из порфиритового заполнителя. Так, показатель водонасыщения снижается в 1,5 раза, а показатель набухания - почти в 10 раз. Коэффициент длительной водостойкости возрастает на 27 %.
Одним из факторов, определяющих прочность и водостойкость асфальтобетона, является его плотность, которая, в свою очередь, зависит от правильного подбора зернового состава смеси. Кубовидная форма и шероховатая поверхность зёрен заполнителя электроимпульсного дробления обеспечивают плотную конгломератную структуру асфальтобетона, повышают внутреннее трение между частицами, увеличивая прочность и сдвигоустойчивость асфальтобетона, в то время как продукт механического дробления содержит большое количество игольчатых и пластинчатых зёрен.
Сравнительные испытания физико-механических свойств асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления
Сравнительные испытания физико-механических свойств асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления

Как видно из данных табл. 2.36, 2.37, плотность асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления выше, чем у асфальтобетонов на продукте механического дробления.
Другим фактором, определяющим прочность и водостойкость асфальтобетона, является прочность адгезионного сцепления поверхности заполнителя с битумом. Исследования сцепления битумной пленки с поверхностью заполнителя также показали более лучшие условия смачиваемости и прилипания у поверхности продукта электроимпульсного дробления.
Особо заметно различие в свойствах у асфальтобетонов, приготовленных на песке и щебне, полученном механическим дроблением непосредственно в карьере (табл. 2.37), хотя предел прочности образцов при сжатии почти на 20 % выше, чем у образцов на продукте электроимпульсного дробления. Присутствие значительного количества глинистых и пылевидных частиц в асфальтобетонах повышает только прочность при сжатии, но, главным образом, их наличие проявляется в значительном снижении показателей водостойкости, особенно при длительном водонасыщении, причем многощебенистые асфальтобетонные смеси наиболее чувствительны к воздействию воды. Добавление 1,5 % атактического полипропилена в битум несколько улучшает показатели водостойкости асфальтобетонов, приготовленных на порфирите из карьера.
Асфальтобетоны на продукте электроимпульсного дробления обладают повышенной водостойкостью. Наиболее сильно это выражено у пористых асфальтобетонов (табл. 2.38).
Сравнительные испытания физико-механических свойств асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления

При приготовлении асфальтобетонных смесей на порфирите механического измельчения при содержании битума 4,0 % материал плохо перемешивается из-за нехватки битума. Полное перемешивание достигается при содержании битума 4,3 %. При добавке атактического полипропилена смесь перемешивалась при 4,0 % битума.
Следует отметить, что при перемешивании смесей на продукте электроимпульсного дробления порфирита при 4,0 % битума, механического дробления - при 4,0 % битума с атактическим полипропиленом и механического дробления -при 4,3 % битума время перемешивания до полного объединения частиц материала с битумом составило 11, 20 и 30 мин соответственно.
Особенностью асфальтобетонных смесей на основе продукта электроимпульсного дробления порфирита является более легкое и скоротечное объединение битума с поверхностью щебня, что привело к сокращению времени перемешивания смеси в 1,5-2,0 раза. Поскольку в процессе перемешивания смесь была более подвижной, предполагается возможность экономии битума при использовании в асфальтобетонах продукта электроимпульсного дробления.
Деформативные свойства асфальтобетонов оценивались по показателям предела прочности при изгибе и модулю упругости. Прочность на растяжение при изгибе и модуль упругости определяли по результатам испытаний образцов-балочек размером 4x4x16 см, изготовленных из горячих мелкозернистых асфальтобетонных смесей типа В, при содержании порфиритового щебня фракции 5-10 мм 28 %, песка из отсевов дробления порфирита - 61 %, 11 % минерального порошка и 7 % битума. Зерновой состав асфальтобетонной смеси приведен в табл. 2.39.
Сравнительные испытания физико-механических свойств асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления

Предел прочности образцов асфальтобетона при изгибе определялся при скорости нагружения 100 мм/мин в соответствии с BCH 46-83 с учетом понижающих коэффициентов.
Результаты сравнительных испытаний образцов-балочек показали (табл. 2.40), что при использовании в асфальтобетонной смеси минеральных материалов, полученных по электроимпульсной технологии, существенно увеличиваются прочность на растяжение при изгибе (на 15-20 %) и статический модуль упругости (на 20-22 %), определенный при нагрузке на образец, равной 17 кг в течение 3 мин. Следовательно, опираясь на имеющиеся литературные данные, можно сделать вывод, что работоспособность покрытий, устроенных с применением щебня электроимпульсного дробления, увеличивается на 30-35 % или при равнопрочности дорожных конструкций можно уменьшить общую толщину конструкции.
Независимые испытания асфальтобетонов на порфиритовом заполнителе электроимпульсного дробления, проведенные центральной лабораторией Томского дорожного ремонтно-строительного треста, центральной лабораторией Томскавтодора и межведомственной комиссией Минавтодора России -Минвуза России, при указанном выше содержании компонентов асфальтобетонной смеси в полной мере подтверждают улучшение основных характеристик асфальтобетонов (табл. 2.41), таких как водонасыщение, набухание и коэффициент длительной водостойкости.
Сравнительные испытания физико-механических свойств асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления
Сравнительные испытания физико-механических свойств асфальтобетонов на продукте электроимпульсного дробления