Асфальтовые мастики, растворы, бетоны

Мастики. В группу мастик входят пластические вещества, которые получают при зміщуванні органических вяжущих с тонкодисперсными порошкообразными или волокнистыми наполнителями. В качестве порошкообразных наполнителей применяют тонкомелені минеральные вещества – известняк, доломит, мел, тальк, трепел, золу, цемент и др.; волокнистых наполнителей – низкие сорта асбеста, минеральную вату и др. В состав мастик в зависимости от назначения и особенностей компонентов может входить от 10 до 70% наполнителей. 

Название мастики обычно указывает на вид вяжущего, используется: битумная, дегтевая, гумобітумна тому подобное. Согласно способу применения, мастики бывают горячими и холодными. Горячие мастики применяют с предварительным разогревом до 130-180° С. Они быстро твердеют в результате уменьшения вязкости вяжущих при охлаждении, имеют высокую водостойкость и клеящую способность. 

Вместе с тем их применение сопряжено с рядом трудностей: опасностью работы с горячими материалами, повышенной липкостью, необходимостью обогрева транспортных устройств и др. Эти трудности устраняются при применении холодных мастик, которые позволяют механизировать гидроизоляционные делать, повысить их производительность и улучшить условия труда. Кроме этого, холодные мастики позволяют получать более тонкий смазочный слой и более экономное тратить органические вяжущие. Холодные мастики представляют собой смеси органических вяжущих, разжиженных растворителями, водоэмульсионных паст с минеральными наполнителями. В качестве разбавителей применяют бензин, лигроин, уайт-спирит, керосин, нефтяное масло и др. Холодные мастики при нормальной температуре среды применяют без подогрева, их твердение проходит за счет испарения разбавителя или испарения воды. 

В зависимости от назначения мастики разделяют на кровельные, гидроизоляционные, герметизирующие, шпаклевочные, футеровочные и др. 

 Для кровельных мастик, используемых при склеивании рулонных материалов и гидроизоляции кровель, основными показателями являются теплостойкость – максимальная температура, при которой двохміліметровий слой мастики, склеивающий два образца пергамина или толя, не вытекает при выдерживании в течение 5 часов. под углом 45° и растяжимость – способность слоя мастики, нанесенного на рулонный материал, не давать при температуре 18-20° С трещин при совместном изгибании по полуокружности стержня определенного диаметра. Теплостойкость указывается при обозначении марки (МБК-Г-55; МБК-Г-75 и др.) и колеблется для битумных мастик от 55 до 100° С. 

Мастики характеризуются нормальной клеящей способностью, если расщепление двух склеенных ими образцов пергамина (толя) будет проходите по картону не меньше, чем на половине склеенной площади. 

Из кровельных мастик наиболее широкое применение получили битумные композиции. 

Дегтевые мастики применяют для наклеивания толевых материалов. Вяжущими в них служат дегте и их смеси с полимерами.

Гидроизоляционные мастики применяют для создания гидроизоляционных обмазок и заполнения деформационных швов. 

Важнейшими требованиями к гидроизоляционных мастик являются сниженные значения водонасыщения и набухания, достаточная деформативность. 

Для штукатурной гидроизоляции и устройства безрулонных кровель широко применяются холодные асфальтовые мастики, которые получают смешением битумных паст с минеральными наполнителями. Они имеют повышенное водопоглощение по сравнению с горячими асфальтовыми мастиками, однако со временем, процесс поглощения воды прекращается. Преимуществами холодных асфальтовых мастик является повышенная прочность и теплостойкость, возможность высокой механизации работ. Из битумно-полимерных мастик распространены битумно-резиновые, битумно-латексные и бітумноепоксидні композиции. 

Асфальтовый бетон. Асфальтовым бетоном называют материал, который получают в результате затвердевания уплотненной и рационально подобранной смеси асфальтового вяжущего и минеральных заполнителей. Под асфальтовым вяжущим понимают смесь битума с минеральным наполнителем - тонкодисперсним порошком. Как минеральные заполнителей используются песок и щебень или гравий. 

Асфальтобетонные покрытия получили наибольшее распространение при строительстве автомобильных дорог. Их широко применяют также в аэродромном строительстве. К числу их положительных свойств относятся достаточные показатели механической прочности, упругих и пластических деформаций, хорошее сцепление с автомобильными шинами, высокая демпфирующая способность, сравнительная простота ремонта и возможность широкой механизации работ. Благодаря этим свойствам асфальтобетонные покрытия могут воспринимать без разрушения усилия, возникающие при прохождении транспортных средств на дорогах любой вантажонапруженості, обеспечивают их бесшумное и скоростное движение. 

 Основным недостатком асфальтобетона как материала для дорожных покрытий является достаточно существенное влияние на его прочность и деформативность температуры. С изменением температуры от +200 до +50о С прочность при сжатии образцов дорожного асфальтобетона уменьшается в 2 ... 5 раз, а от +20о до-10о С, наоборот, примерно так же растет. Это приводит к тому, что в условиях высоких летних температур возникают сдвиговые пластические деформации асфальтобетона и, как следствие, наплывы и т.п. на его поверхности. При низких температурах увеличивается хрупкость асфальтобетона, что также приводит к температурным разрушениям. 

Асфальтовые бетоны классифицируют по структурным признакам - зернистости и пористости, температуре при укладке, физическому состоянию и назначению. 

Асфальтобетонные смеси в зависимости от вязкости используется рованного битума и температуры при укладке подразделяют на: - горячие, приготавливаемые с использованием вязких и жидких нафтоих дорожных битумов и укладываемые с температурой не менее 120° С; - холодные, приготавливаемые с использованием жидких нефтяных дорожных битумов и укладываемые с температурой не менее 5° С. 

Горячие смеси в зависимости от наибольшего размера минеральных зерен подразделяют на: крупнозернистые с размером зерен до 40 мм; мелкозернистые - до 20 мм; песчаные - до 5 мм. 

Холодные смеси подразделяются на мелкозернистые и песчаные. Асфальтобетоны из горячих смесей в зависимости от величины остаточной пористости подразделяют на виды: высокоплотные с остаточной пористостью от 1,0 до 2,5%; плотные – более 2,5 до 5,0%; пористые – более 5 до 10%; высокопористые – свыше 10 до 18%. 

В дорожном и аэродромном строительстве наиболее широкое применение нашли горячие асфальтобетонные смеси, покрытия из которых можно устраивать на дорогах любой вантажонапруженості и вводить в эксплуатацию уже через несколько часов после укладки. 

Холодные асфальтобетоны применяют на дорогах с малой интенсивностью движения и для ремонта покрытий. Они обладают меньшей прочностью и водостойкостью, их предпочтительнее применять при пониженных температурах. 

 Крупнозернистые асфальтобетоны применяют для устройства нижних слоев покрытий и оснований. Для устройства верхних слоев покрытий наиболее широко применяют мелкозернистые асфальтобетоны, которые являются наиболее однородными и обладают большей коррозионной и зсувостійкість.

Песчаные бетоны применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах с легким движением. 

Содержание в асфальтобетоне щебня придает поверхности необходимую шероховатость. Мелкозернистые багатощебневі смеси применяют участках с большими продольными уклонами при тяжелом и интенсивном движении, багатощебневі – для устройства верхнего слоя двухслойных покрытий при средней интенсивности движения с дополнительным втапливанием щебня для создания шероховатой поверхности. По назначению асфальтовые бетоны классифицируют на дорож нет, аэродромные кислотостойкие, декоративные и гидротехнические. Гидротехнический асфальтобетон предназначен для постоянной работы в воде, поэтому должен отличаться повышенной водонепроницаемостью, водостойкостью, эластичностью и теплостойкостью. 

Асфальтобетонные смеси в зависимости от удобоукладываемости бывают жесткие, пластичные и литые. По мере уменьшения жесткости смесей затрудняется раскладка массы, однако облегчается ее уплотнения. 

Асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны в зависимости от показателей физико-механических свойств и применяемых материалов подразделяют на марки. 

Марка является интегральным показателем качества асфальтобетона, что характеризует его предел прочности при сжатии при температурах 50, 20 и 0о С, а также продел прочности при раскалывании при 0° С, водостойкость при длительном водонасыщении, коэффициент внутреннего трения и сцепление при сдвиге. 

Для асфальтобетона марки назначаются в зависимости от дорожно-климатических зон, которые характеризуются однородными климатическими условиями, характеризуется сочетанием водно-теплового режима, глубины залегания подземных вод, глубины промерзания грунтов и количеством атмосферных осадков.

Для изготовления горячих асфальтобетонов применяют вязкие дорожные битумы марок БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60. При этом более вязкие битумы применяют при необходимости обеспечить повышенную теплостойкость и водостойкость покрытия. В теплых смесях используют битумы пониженной вязкости БНД 200/300 и БНД 130/200, а также жидкие битумы, быстро гуснуть, и те, что гуснуть со средней скоростью. Холодные асфальтобетоны готовят на основе жидких битумов, гуснуть с средней скоростью или медленно. Для асфальтобетонов, применяемых в гидроизоляции, эффективное использование битумно-полимерных вяжущих. 

Важнейшим компонентом асфальтобетона является наполнитель, что улучшает основные свойства материала, связывает битум на своей поверхности и структурирует его. Минеральный наполнитель способствует повышению плотности асфальтобетона и снижению расхода битума. Как наполнитель применяют тонкопод - рібнені порошки из основных материалов - известняков, доломитов и асфальтовых пород. Порой используют также пылевидные отходы промышленности. Содержание глинистых частиц в наполнителе должен быть не более 5%. Оптимальной является дисперсность порошка, при которой его удельная поверхность составляет 4000-5000 см2/г. Минеральный порошок, полученный из кислых горных пород, не имеет на битум необходимого структурного влияния. Эффективный способ улучшения качества наповнювана – его активизация обработкой битумом и поверхностно-активными веществами в процессе измельчения. 

Теплостойкость и трещиностойкость асфальтобетона значительно улучшаются при добавке 2-3% волокнистого наполнителя – низкосортного асбеста. Избыток асбеста приводит к негативному эффекту: повышается пористость и снижается водостойкость бетона. 

Песок и щебень или гравий для асфальтовых бетонов применяются преимущественно такие же, как и для цементных бетонов. При этом важно создать такой гранулометрический состав минеральной части асфальтобетона, который обеспечивал бы минимальную пустотность смесей. 

Методы проектирования составов асфальтобетона наиболее распространенный метод подбора по кривым плотных смесей, который включает определение гранулометрического состава щебня, песка и наполнителя; выбор соотношения между минеральными материалами при условии 100% суммарного содержания всех фракций: назначение ориентировочного количества вяжущего с последующими  корректировками пробными замісами и исследованием образцов. 

Основные свойства асфальтового бетона тесно связаны с его структурой, которая, в свою очередь, определяется структурой минерального остова, особенностями взаимодействия минеральных материалов с битумом. 

Физико-механические свойства асфальтового бетона связаны прежде всего с его плотностью. Так, наибольшей плотности соответствует и наибольшая прочность материала. Влияние влаги на асфальтовый бетон усиливается при увеличении количества сообщающихся между собой пор. Объем этих пор характеризуется водопоглощением. 

Битум имеет наиболее высокую вязкость и прочность в адсорбированном состоянии, то есть в зоне контакта с поверхностью минеральных компонентов. Увеличение количества неадсорбованого свободного битума приводит к ослаблению структуры и снижению прочности асфальтового бетона. Однако определенное количество свободного битума необходима для придания асфальтовому бетону пластичности и коррозионной стойкости. 

Предел прочности асфальтового бетона определяется испытанием на сжатие образцов-цилиндров при температуре 0; 20 и 50о С. 

Отношение прочности при нормальной температуре к прочности при температуре 50° С называют коэффициентом теплостойкости отношение показателей прочности при 20 и 0° С – коэффициенту эластичности. При недостаточной теплостойкости в покрытиях развиваются деформации сдвига, которые вызывают всплывание асфальтового бетона на откосах, а при недостаточной эластичности снижаются деформативна способность и трещиностойкость этого материала при низких температурах. Улучшить структурно-механические свойства асфальтовых бетонов можно добавками некоторых полимеров и особое каучуков. Каучукоподібні полимеры в количестве 2-3% от массы битумов увеличивают интервал пластичности асфальтобетонных смесей до 100-120° С, снижают на 10-20° С температуру хрупкости, значительно повышают их эластичность в широком диапазоне температур, улучшают ряд других свойств. Для обеспечения температурной устойчивости асфальтового бетона важно также обеспечить в нем оптимальное содержание минерального наполнителя.

Водостойкость асфальтового бетона характеризуется отношением пределов прочности на сжатие водонасыщенных и сухих образцов при 20° С, а также водопоглощением и набуханием под вакуумом. На водостойкость положительно влияет повышение плотности и улучшение сцепления битума с минеральными компонентами. Водостойкость зависит от количества и химического состава битума и минерального порошка. В гидротехническом асфальтобетоне рекомендуется содержание битума и порошка на 1-2% выше, чем в дорожном. Асфальтовые смеси изготавливают на специализированных предприятиях стационарного или временного передвижного типа. В технологический цикл производства горячих асфальтовых смесей входят следующие основные операции: сушка, подогрев заполнителей до 160-200° С, их рассев на фракции; приготовления в помольных установках минерального наполнителя; расплавления битума в плавильных котлах при температуре 150-190° С, дозирование и тщательное перемешивание всех компонентов. 

Готовая асфальтобетонная смесь с температурой 140-160° С транспортируется на строительный объект, где укладывается на специальную основу механическими составителями и уплотняется с помощью статических и вибрационных катков, поверхностных вибраторов и других специальных віброущільнювачів. Основа под асфальтовый бетон должна быть уплотненной, сухой и ровной, обеспечивать хорошее сцепление и воспринимать без значительных деформаций эксплуатационные нагрузки. При необходимости основа протравливается ядохимикатами. 

 

Прочитано 467 раз Последнее изменение Суббота, 28 Январь 2017 18:48