Основы технологии асфальтобетона и растворов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА  

по дисциплине «ОСНОВЫ  ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И  МАТЕРАЛОВЕДЕНИЕ» 
 

Тема: «Основы технологии асфальтобетона и растворов». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2009 
 

        СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….3

1.Классификация строительных растворов…………………………………………..5

2.Свойства строительных растворов………………………………………………….7

3.Виды и применение строительных растворов……………………………………...8

4.Выбор вида, типа и марки асфальтобетона…………………………………………9

5.Оценка качества исходных материалов…………………………………………...12

5.1 Щебень…………………………………………………………………………….12

5.2 Песок………………………………………………………………………………13

5.3 Минеральный порошок…………………………………………………………...15

5.4 Битум………………………………………………………………………………17

6. Расчёт состава минеральной части а/б……………………………………………18

6.1 Расчёт по кривым плотных смесей………………………………………………19

6.2 Графический метод………………………………………………………………..22

7. Выбор оптимального содержания битума………………………………………..22

8. Технология приготовления асфальтобетона……………………………………...26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………..28

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………….29

ЗАДАЧИ……………………………………………………………………………….30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                         Введение

      Асфальтобетоном называют материал, который получают после уплотнения асфальтобетонной смеси, приготовленной в смесителях в нагретом состоянии щебня или гравия, песка, минерального порошка и битума в рационально подобранных соотношениях. Если вместо битума применяют дёготь или полимер, то соответственно материал называют дёгтебетон или полимербетон.

        Асфальтобетонные смеси являются  основным видом битумоминеральных  смесей. Существует большое количество  смесей, которые различаются по  крупности и количеству щебня, содержанию природного или дроблёного песка, количеству минерального порошка, вязкости битума. В результате получают смеси с различной структурой, которая и обеспечивает сопротивление покрытий эксплуатационным воздействиям. Смеси с большим содержанием щебня имеют скелет из каменных частиц, который воспринимает основную механическую нагрузку. Смеси, состоящие из минерального порошка, песка и битума, представляют собой асфальтовый раствор.

      Строительный  раствор — это искусственный  каменный материал, полученный в результате затвердевания растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя (песка) и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. По своему составу строительный раствор является мелкозернистым бетоном, и для него справедливы закономерности, присущие бетонам. Среди большого разнообразия растворов отдельные виды их имеют много общего. В основу групповой классификации положены следующие ведущие признаки: плотность, вид вяжущего вещества, назначение и физико-механические свойства растворов.

        Главное отличие асфальтобетона  от бетонов на минеральных  вяжущих заключается в его  термопластичности, т.е. размягчении  и снижении прочности до 0,8-1,0 МПа  в жаркие летние дни, когда  температура покрытия поднимается  до +50°С, и повышении твёрдости и прочности до 10,0-15,0 МПа при отрицательной температуре в зимнее время года.

      Гранулометрический  состав асфальтобетонной смеси определяет содержание пор в минеральной  части асфальтобетона, которое в  свою очередь определяет количество битума в смеси и взаимосвязано с остаточной пористостью. Оптимальная остаточная пористость взаимосвязана с вязкостью связующего вещества и комплексом эксплуатационных факторов – транспортных, атмосферных, климатических. Например, при маловязком разжиженном битуме необходима высокая пористость асфальтобетона, обеспечивающая быстрое испарение лёгких фракций из битума и как следствие повышение сопротивления эксплуатационным факторам.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Классификация строительных  растворов

    По  плотности в сухом состоянии растворы делят: на тяжелые с плотностью 1500 кг/м³ и более, для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески; легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м³, заполнителями в них являются легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и других легких мелких заполнителей.

    По  виду вяжущего строительные растворы бывают: цементные, приготовленные на портландцементе или его разновидностях; известковые — на воздушной или гидравлической извести, гипсовые — на основе гипсовых вяжущих веществ — гипсового вяжущего, ангидритовых вяжущих; смешанные — на цементно-известковом вяжущем. Выбор вида вяжущего производят в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания или сооружения.

    По  назначению строительные растворы делят: на кладочные для   каменных   кладок  и   кладки   стен   из   крупных   элементов; отделочные для штукатурки, изготовления архитектурных деталей, нанесение декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми  свойствами   (акустические,   рентгенозащитные,  тампонажные и т.д.). Специальные растворы имеют узкое применение.

    По  физико-механическим свойствам растворы классифицируют по двум важнейшим показателям: прочности и морозостойкости, характеризующим долговечность раствора.  По величине  прочности при сжатии строительные растворы подразделяют на восемь марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Растворы М4  и 10 изготовляют на местных вяжущих (воздушной и гидравлической извести и др.). По степени морозостойкости в циклах замораживания растворы имеют девять марок морозостойкости: от F10 до F300.

    Состав  раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 м³ раствора или относительным соотношением (также по массе или объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок (цементных или известковых растворов) состав будет обозначен, например, 1:6, т. е. на 1 ч. вяжущего приходится 6 ч. песка. Состав смешанных растворов, состоящих из двух вяжущих или содержащих минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например 1:0,4:5 (цемент:известь:песок). Однако следует учитывать, что в цементных смешанных растворах за вяжущее принимают цемент совместно с известью.

    В качестве мелкого  заполнителя применяют: для тяжелых растворов — кварцевые и полевошпатовые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород; для легких растворов — пемзовые, туфовые, ракушечные, шлаковые пески. Для обычной кладки кирпича, камней правильной формы, в том числе и блоков, наибольший размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм; для бутовой кладки, а также замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций и для песчаного бетона — не более 5 мм; для отделочного слоя штукатурки— не более 1,2 мм.

    Минеральные и органические добавки  применяют для получения удобоукладываемой растворной смеси при использовани портландцементов. В качестве эффективных минеральных добавок в цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка извести в цементных растворах повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость и дает экономию цемента. В качестве неорганических дисперсных добавок применяют активные минеральные добавки — диатомит, трепел, молотые шлаки и т. д.

    Поверхностно-активные добавки используют для повышения пластичности растворной смеси и уменьшения расхода вяжущего, вводят в растворы десятые и сотые доли процента от количества вяжущих. В качестве поверхностно-активной органической добавки применяют сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ), гидролизированную боенскую кровь (ГК), мылонафт, гидрофобнопластифицирующую добавку «флегматор» и др.

    Требования  к  качеству  вяжущих,  заполнителей,  добавок и воды такие же, как и к материалам, применяемым для приготовления бетонов.

    2. Свойства строительных  растворов.

    Основными свойствами растворной смеси являются подвижность, удобоукладываемость, водоудерживающая способность, а растворов — прочность и долговечность. Растворная смесь в зависимости от состава может иметь различную консистенцию — от жесткой до литой. Строительные растворы для каменной кладки, отделки зданий и других работ изготовляют достаточно подвижными.

    Подвижность растворной смеси определяют глубиной погружения в смесь металлического конуса массой 300 г с углом при  вершине 30°.

    Удобоукладываемость — способность   легко,   с   минимальной затратой энергии укладываться на основание тонким, равномерным по плотности слоем, прочно сцепляющимся с поверхностью основания.  Растворная  смесь,   приготовленная  на  одном  портландцементе, часто содержит мало цементного теста и получается жесткой, неудобоукладываемой.  В таких случаях применяют добавки минеральных или органических поверхностно-активных пластификаторов.

    Водоудерживающая  способность характеризуется  свойством  раствора не расслаиваться при транспортировании  и сохранять достаточную влажность  в тонком слое на пористом основании. Растворная смесь, имеющая низкую водоудерживающую способность,   при   транспортировании   расслаивается,   а   при   укладке на  пористое основание   (керамический  кирпич,  бетон,  дерево,) быстро отдает ему воду. Степень обезвоживания раствора может оказаться столь значительной, что воды будет недостаточно для твердения раствора и он не достигнет необходимой прочности. Повышают водоудерживающую способность минеральные и органические пластификаторы.

      Прочность  затвердевшего   раствора  зависит  от   активности вяжущего   вещества  и   величины   цементно-водного отношения. Прочность  (Па)   растворов на портландцементе определяют по формуле проф. Н. А. Попова:

    Rр=0,25R_ц(Ц/В-0,4),

где R_ц — активность цемента, Па; Ц/В — цементно-водное отношение.

    Приведенная формула верна для растворов, уложенных на плотное основание; при пористом основании, которое отсасывает из раствора воду и уплотняет этим раствор, прочность увеличивается примерно в 1,5 раза.

    Прочность (Па) растворов зависит также от расхода цемента и качества песка:

    Rр=kR_ц(Ц -0,05)+4,

где k — коэффициент, для мелкого песка k= 1,4, для среднего k = 1,8 и для крупного k = 2,2; Ц — расход цемента, т/м³ песка.

    Прочность смешанных растворов зависит  также от вводимых в них тонкомолотых добавок. Каждый состав цементного раствора имеет свое оптимальное значение добавки, при которой смесь обладает наилучшей удобоукладываемостью и дает раствор наибольшей прочности.

    Прочность раствора  характеризуется, как отмечалось, маркой. Марка раствора обозначается по пределу прочности при сжатии образцов размером 70,7X70,7X70,7 мм, изготовленных из рабочей растворной смеси на водоотсасывающем основании после 28-суточного твердения их при температуре 15...25°С. Средняя относительная прочность цементных растворов (в том числе смешанных), твердеющих в условиях нормального влажностного режима при температуре 15...25°С в возрасте 3 суток, составляет 0,25 от марочной 28-суточной прочности, в возрасте 7 суток — 0,5; 14 сут — 0,75; 60 сут — 1,2 и в 90 суточном возрасте — 1,3. Если твердение цементных и смешанных растворов происходит при температуре, отличной от 15°С, то относительную прочность этих растворов принимают по специальным таблицам.