Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 020588 из ГЭИ

Федеральное агентство по образованию РФ

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Факультет Автомобильные дороги и мосты

Кафедра Строительные материалы и специальные технологии

Материалы для подготовки

к междисциплинарному экзамену

по специальности 270205 - Автомобильные дороги и аэродромы

по кафедре Строительные материалы и специальные технологии

Омск - 2008 г.

Вопросы и краткие варианты ответов

1. Основные группы свойств строительных материалов.

Назовите свойства в каждой группе. Какие свойства материалов

относятся к физико - химическим?

Свойства строительных материалов разделяют на четыре основные группы: механические, физические, химические, технологические.

Механические свойства характеризуют способность материала

не разрушаясь сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под влиянием различных факторов. Они делятся на прочностные и деформационные.

Основными характеристиками прочности материалов являются предел упругости, предел текучести, пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге.

Деформационные свойства характеризуют способность материала к изменению формы или размеров без отклонений в величине его массы.

Деформации могут быть обратимыми и необратимыми (пластическими).

Обратимые деформации, исчезающие мгновенно и полностью, называются упругими; исчезающие в течение некоторого времени - эластическими.

Пластическая деформация, медленно нарастающая без увеличения напряжения, характеризует текучесть материала. Пластическая деформация, медленно нарастающая в течение длительного времени под влиянием силовых факторов, не способных вызвать остаточную деформацию за обычные периоды наблюдений, называется деформацией ползучести.

Физические свойства характеризуют способность материала реагировать на воздействие различных факторов (тепловых, акустических и др.), а также характеризуют физическое состояние материала. К ним относят: среднюю плотность, истинную плотность, пористость, теплопроводность, теплоемкость, огнестойкость, термостойкость, гигроскопичность, водопроницаемость, паро- и газопропроницаемость, морозостойкость, водопоглощаемость и др.;

Химические свойства характеризуют способность материала к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды. К ним относят растворимость, коррозионную стойкость, горючесть, токсичность.

Технологические свойства выражают способность материала к восприятию технологических операций. К ним относятся формуемость, шлифуемость, полируемость, раскалываемость, гвоздимость.

Под физико-химическими свойствами обычно понимают свойства материалов, проявляющиеся на границе раздела фаз. К ним относят:

смачиваемость, адсорбцию, поверхностное натяжение, агрегативную устойчивость и др.

2. Понятие о щебне, гравии и песке. Основные показатели качества каждого материала. Какие каменные материалы предпочтительнее использовать в цементобетоне и асфальтобетоне

Щебень - неорганический искусственный зернистый сыпучий материал с размером частиц от 5 до 70 мм, полученный путем дробления скальных или рыхлых осадочных горных пород, а также глыб шлаков черной и цветной металлургии и спеков, образующихся в результате агломерации шихты, приготовленной из природного минерального сырья или промышленных отходов (аглопоритовый щебень). Аглопоритовый щебень используется для приготовления легких цементных бетонов

Песок - рыхлый зернистый материал с размером частиц от 5 до 0,14 (0,16).мм. Может быть природным и искусственным.

Гравий - природный зернистый материал с размером зерен от 5 до 70 мм. Зерна имеют окатанную форму и гладкую поверхность. Образуется в результате переноса обломков горных пород на большие расстояния реками, горными потоками, ледниками, а также воздействием морского прибоя.

Основные показатели качества щебня из плотного сырья: дробимость, форма зерен, зерновой (гранулометрический) состав, износ, содержание зерен слабых пород, содержание пылевидных и глинистых частиц, морозостойкость, содержание различных примесей, содержание естественных радионуклидов.

Основные показатели качества песка: зерновой (гранулометрический) состав, крупность зерен, содержание пылевидных и глинистых частиц, содержание различных примесей, содержание естественных радионуклидов, прочность исходной горной породы для искусственного дробленого песка.

Основные показатели качества гравия те же, что и у щебня. Основные свойства щебня (гравия) и песка из плотных пород предопределяются свойствами исходной горной породы. Свойства гравия и песка природного зависят также от условий их образования. При использовании указанных материалов в асфальтовом и цементном бетонах предпочтение следует отдавать щебню и искусственному песку, т. к. эти материалы имеют угловатую форму, лучше сцепляются с вяжущей системой. Щебень и песок искусственный обеспечивают более высокие показатели сдвигоустойчивости в асфальтобетоне. В цементобетоне вяжущая система лучше реагирует с частицами щебня из кислых пород, в асфальтобетоне - из основных пород.

3. Понятие о неорганических вяжущих веществах. Классификация с

подробным перечнем вяжущих. Основные показатели качества

Неорганические вяжущие вещества - это в основном, порошкообразные минеральные материалы, которые при смешивании с водой или с водными растворами некоторых веществ (щелочей, кислот, солей) образуют тесто, способное со временем твердеть до перехода в камневидное состояние. Неорганические вяжущие выполняют функцию цементирующего компонента в искусственных конгломератах, а также склеивают в общий монолитный массив штучные изделия. Минеральные вяжущие делятся на группы: воздушные вяжущие, гидравлические и вяжущие автоклавного твердения.

Воздушные вяжущие - это вещества, способные в тестообразном состоянии твердеть и сохранять свою прочность только в воздушной среде. К ним относят строительную воздушную известь, различные гипсы, магнезиальные вяжущие. К отдельной группе воздушных вяжущих относят жидкое стекло, которое не являются порошкообразным веществом.

Гидравлические вяжущие - это вещества, способные в тестообразном состоянии твердость и длительное время сохранять прочность как в воздушной, так и в водной среде. К ним относят:

- гидравлическую известь;

- силикатные цементы: портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент, пластифицированный и гидрофобный портландцементы, белый и цветной портландцементы, дорожный и расширяющийся портландцемент;

- алюминатный (глиноземестый цемент) и его разновидности: расширяющийся водонепроницаемый, гипсоглиноземистый расширяющийся, напрягающий цементы;

- смешанные цементы: пуццолановый, шлакопортландцемент;

- шлакощелочный цемент.

Вяжущие автоклавного твердения - вяжущие, которые твердеют при повышенных давлении и температуре. Сохраняют свою прочность в воздушной и водной среде. К ним относятся известково-зольные, известково-шлаковые, известково-силикатные вяжущие.

К основным показателям качества неорганических вяжущих относят: тонкость помола, водопотребность, сроки схватывания и твердения, прочность на сжатие и растяжение при изгибе, равномерность изменения объема.

4. Понятие о тяжелых плотных бетонах на гидравлических вяжущих. Основные группы модификаторов цементобетонных смесей и цементобетонов. Особенности проектирования дорожных бетонов

Тяжелые плотные бетоны на основе гидравлических вяжущих представляют собой искусственные материалы, получаемые в результате твердения рациональной по составу, тщательно перемешанной и уплотненной смеси из цемента, воды и плотных тяжелых заполнителей. Кроме основных компонентов в смеси могут вводиться дополнительные вещества специального назначения- модификаторы.

К основным свойствам тяжелых бетонов относят: прочность, плотность, деформативность, морозостойкость, водонепроницаемость.

Основная роль заполнителей - получение искусственного материала оптимальной структуры с необходимыми техническими свойствами, экономия вяжущего, снижение усадки цементного камня.

Модификаторы бетона - добавки неорганические или органические, за счет введения которых в состав бетонной смеси регулируются свойства бетонных смесей и бетонов, либо последним придаются специальные свойства, не характерные для бетона по его природе.

Модификаторы являются мощным фактором повышения качества бетона.

Модификаторы подразделяются на следующие группы

- регулирующие свойства бетонных смесей: пластифицирующие, т. е. увеличивающие подвижность бетонной смеси; стабилизирующие, т.е. предупреждающие расслоение бетонной смеси; водоудерживающие, уменьшающие водоотделение.

- регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона: ускоряющие схватывание, замедляющие схватывание, ускоряющие твердение бетона, обеспечивающие твердение бетона при отрицательных температурах.

- регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона: воздухововлекающие, газообразующие, уплотняющие;

- придающие бетону специальные свойства: гидрофобизирующие, антикоррозийные, красящие; обеспечивающие кислотостойкость, жаростойкость и др.

Дорожные тяжелые плотные бетоны работают как тонкая плита при мощном воздействии динамических нагрузок, воды и мороза. Поэтому при проектировании дорожных бетонов в законе прочности бетона используют класс прочности бетона на растяжение при изгибе, предусматривают введение суперпластификаторов для увеличения удобоукладываемости смесей с одновременным уменьшением потребности в воде и воздухововлекающих добавок - для повышения морозостойкости бетона.

5. Понятие о полимербетоне и бетонополимере. Их отличительные свойства от плотного бетона, область применения

Бетонополимеры - искусственные материалы из бетонов, пропитанных жидкими полимерами. Глубина пропитки может быть от 1-3 см до 10-20 см.

В результате описанной обработки цементного бетона достигается либо увеличение долговечности и непроницаемости изделий (полимер без последующей полимеризации), либо получение нового материала по своим свойствам превосходящего начальные свойства цементобетона (полимер с последующей полимеризацией). При полимеризации полимера в теле бетона возникает особая структура. Прочность бетона при сжатии может быть повышена в несколько раз, прочность на растяжение в 3-10 раз. Водопоглощение за 24 часа не превышает 0,02-0,03%, а морозостойкость достигает 500 циклов и более; значительно возрастает сопротивление истиранию и химическая стойкость к растворам минеральных солей, нефтепродуктов и минеральных удобрений. Бетонополимеры хорошо работают в суровых климатических условиях, их применяют для получения изделий с особыми свойствами. Пропитку полимерными составами используют для ремонта и восстановления бетонных изделий.

К основным недостаткам бетонополимеров относятся сложная технология производства, требующая специального оборудования, и, как следствие этого, - высокая стоимость изделий и конструкций.

Полимербетоны представляют собой искусственные камневидные материалы, полученные на основе синтетических смол (полимерный клей) и химически стойких наполнителей и заполнителей без участия минеральных вяжущих и воды. Смола и наполнитель образуют, при их объединении, наполненный полимер, склеивающий крупный и мелкий зернистый материалы. Полимербетоны имеют высокие показатели прочности на растяжении при изгибе, воздухо- и водонепроницаемости, химическую и радиационную стойкость. Однако обладают сравнительно низкой теплостойкость (80-1000 С) и высокими усадочными деформациями.

Свойства регулируют путем выбора смолы, наполнителя и изменения соотношения всех компонентов.

Многообразие синтетических смол, заполнителей и наполнителей, а также технологий изготовления позволяют получить много разновидностей полимербетонов со специфическими, в том числе уникальными свойствами. Полимербетоны предназначены для применения в несущих и ненесущих химически стойких строительных конструкциях с воздействием агрессивных сред.

6. Классификация нефтяных битумов по различным признакам. Какие

нефтяные битумы используются при строительстве дорожных одежд?

Нефтяные битумы - твердые, вязкопластичные или жидкие вещества, состоящие из смеси высокомолекулярных углеводородных соединений.

Сырьем для производства битумов являются смолистые остатки от переработки нефти: гудроны, асфальты деасфальтизации, крекинг остатки.

В зависимости от технологии переработки нефтяного сырья различают битумы остаточные, окисленные, компаундированные (смешанные), крекинговые.

По назначению нефтяные битумы разделяют на дорожные, строительные, кровельные, изоляционные и специальные.

По консистенции при нормальной температуре битумы могут быть твердыми, вязкими и жидкими. В дорожном строительстве применяют вязкие и жидкие битумы. Вязкие нефтяные дорожные битумы выпускают марок БНД40/60, БНД60/90, БНД90/130, БНД130/200, БНД200/300 (улучшенного качества) и марок БН60/90, БН90/130, БН130/200, БН200/300 (обычного качества).

Битумы марок БНД отличаются по структуре и свойствам от битумов марок БН. При одинаковом значении условной вязкости (пенетрации) при 250 С битумы марок БНД по сравнению с битумами марок БН обладают более высокими показателями тепло- и трещиностойкости, пластичности при низких температурах и сцепления (адгезии) с поверхностью каменных материалов, но имеют меньшую растяжимость и устойчивость к старению.

Жидкие нефтяные дорожные битумы получают чаще всего компаундированием вязких битумов с различными разжижителями (керосином, дизельным топливом и др.), а также из остаточных или частично окисленных нефтепродуктов.

В зависимости от скорости загустевания (скорости формирования структуры) жидкие битумы делят на классы:

СГ- среднегустеющие; МГ- медленногустеющие; МГО- медленногустеющие из остаточных или частично окисленных нефтепродуктов.

В зависимости от класса и вязкости устанавливаются следующие марки жидких битумов:

СГ40/ 70; СГ70/130; СГ130/200;

МГ40/70; МГ70/ 130; МГ130/200;

МГО40/70; МГО 70/130; МГО130/200;

Вязкие дорожные битумы применяют для приготовления горячих асфальтобетонных и щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, черного щебня, получения битумных эмульсий и модифицированных битумов, устройства поверхностных обработок.

Жидкие дорожные битумы применяют для приготовления холодных асфальтобетонных и органоминеральных смесей, укрепления грунтов, устройства подгрунтовок, обеспыльвания.

7. Основные показатели качества вязких дорожных битумов.

Что такое индекс пенетрации?

К основным показателям качества вязких дорожных битумов относятся следующие физико - механические свойства:

1. Глубина проникания иглы (пенетрация) при 25 и 00 С является условной вязкостью битума и характеризует его консистенцию (твердость).

Глубина проникания иглы определяется путем измерения глубины погружения иглы пенетрометра в образец битума под нагрузкой 100 г в течение 5 с при +250 С или под нагрузкой 200 г в течение 60 с при 00 С.

Пенетрация при 250 С (П25) характеризует пластичность и вязкость битума, его технологические свойства.

Пенетрация при 00 С (П0) характеризует пластичность и деформативность битума при низких температурах.

Глубина проникания иглы измеряется в градусах пенетрации. Один градус пенетрации равен 0,1 мм. Значение пенетрации при 250 С записывают, например, так: П25 = 100 . 0,1 мм. Показатель пенетрации является ведущим при разделении битумов на марки.

2. Растяжимость (дуктильность) Д25 - это способность образца (в форме восьмерки-гантели) к увеличению длины без разрыва сплошности при постоянной скорости деформирования к температуре 250 С. Показателем растяжимости является абсолютное удлинение (в сантиметрах) образца в момент разрыва. Испытание проводят на приборе дуктилометре. Растяжимость характеризует пластичность и когезионную прочность битума.

3. Температура размягчения характеризует теплоустойчивость битума при воздействии на него повышенных положительных температур.

Температура размягчения Тр представляет собой условную характеристику перехода битума из упруговязкопластического (твердого или полутвердого) в текучее состояние. Тр определяют на приборе "Кольцо и шар". За Тр принимают температуру, при котором битум, выдавливаемый из кольца определенных размеров под действием собственной массы и массы действующего на него металлического шарика, достигает нижнего диска прибора

4. Температура хрупкости Тхр характеризует низкотемпературную трещиностойкость битума. Тхр - температура при которой битум переходит из вязкоупругого в хрупкое состояние и в слое битума, нанесенном на стальную пластину и охлаждаемом с определенной и постоянной скоростью, при циклическом изгибе пластины появляются трещины. Тхр определяют на приборе Фрааса.

5. Изменение температуры размягчения после прогрева характеризует стабильность свойств битума.

Стабильность состава и свойств битума в процессе нагрева является его важной технологической характеристикой. В качестве показателя стабильности принимают разницу в значениях Тр до и после прогрева в тонком слое при 1630 С в течение 5 ч.

6. Температура вспышки Твсп - это температура, при которой газообразные продукты, выделяющиеся из битума при его нагреве в открытом тигле, образуют с воздухом смесь, вспыхивающую на короткое время при поднесении к ним пламени.

7. Содержание водорастворимых соединений характеризует устойчивость битума к воздействию атмосферных факторов.

К водорастворимым относятся низкомолекулярные соединения (кислоты или щелочи) и некоторые соли органических кислот.

Показателем содержания водорастворимых соединений является отношение количества компонентов битума, попавших в водную вытяжку после кипячения, к первоначальной навеске испытуемого битума.

8. Индекс пенетрации является комплексным показателем качества битума. Этот показатель основывается на взаимосвязи температуры размягчения и глубины проникания иглы, позволяет оценить температурную чувствительность и структурно - реологический тип битума.

Индекс пенетрации определяется по таблице, номограмме или рассчитывается по формулам, приведенным в ГОСТ 22245-90.

Битумы с ИП меньше -2 относятся к типу золь (2 тип). С ИП больше +2 - к типу гель (1 тип), а при ИП от -2 до +2 - к типу золь-гель (3 тип). В стандарте для битумов марок БНД индекс пенетрации ограничивается от -1 до +1, что обеспечивает их высокое качество.

В зависимости от свойств устанавливают марки битумов. Марки вязких битумов: БНД 40/60, БНД 60/90... БНД 200/300 и БН 60/90.. и БН 200/300. Цифры показывают предел изменения глубины проникновения иглы при 250 С.

8. Зависимость свойств битума от температуры

Битумы является термопластичными материалами, т.е. при нагревании они размягчаются и снова отвердевают при охлаждении. Поэтому характерной особенностью битумов является их чувствительность к изменению температуры. При изменении температуры битумы сильно изменяют свойства и главным образом вязкость. Вязкость битумов изменяется в широких пределах при переходе от жидкого состояния в условиях высоких технологических температур, до твердого при низких температурах.

При нагреве до температуры 120-1500 С дорожные битумы переходят в жидкое состояние и обладают минимальной вязкостью. В таком состоянии битумы хорошо смачивают и обволакивают минеральные материалы, образуя на них прочную водоустойчивую пленку (например, при производстве асфальтобетонных смесей).

При нормальной температуре вязкие битумы находятся в вязкопластичном или вязком (полутвердом) состоянии, имея достаточно высокие вязкость и твердость. Условную вязкость (пенетрацию) и растяжимость битумов определяют при 250С. При повышении температуры до 40-500 С битумы переходят в жидкообразное состояние, их вязкость и твердость резко понижаются.

При отрицательных температурах (-10...-300 С) вязкость и прочность битумов относительно велики - они приобретают свойства твердого тела (упругость, хрупкость).

Для определения показателей теплоустойчивости и трещиностойкости определяют температуры размягчения и хрупкости битумов.

Различия в изменении вязкости битумов в интервале эксплуатационных температур проявляются в свойствах асфальтобетонов. При высоких эксплуатационных температурах повышается пластичность, понижаются прочность и сдвигоустойчивость, а при отрицательных температурах возрастает прочность и снижается трещиностойкость асфальтобетонов.

Для понижения температурной чувствительности битумов в интервале эксплуатационных температур в них вводят модифицирующие полимерные добавки (полимеры типа СБС, "Каудест-Д", синтетические каучуки и др.). Добавки увеличивают твердость вяжущего при высоких и уменьшают при низких эксплуатационных температурах, а также придают вяжущему эластические свойства - способность к обратимым деформациям в широком интервале температур. Асфальтобетоны на битумах, модифицированных полимерами, обладают повышенными показателями сдвигоустойчивости, трещиностойкости и усталостной долговечности.

9. Понятие об асфальтобетонной смеси и асфальтобетоне. Влияние

компонентов смеси на структуру и свойства асфальтобетона.

Перечислите основные принципы, заложенные в проектировании

состава асфальтобетонной смеси

Асфальтобетонная смесь - это рационально подобранная рыхлая смесь крупного, мелкого заполнителя, наполнителя, битума и, при необходимости, добавок тщательно перемешанная в нагретом состоянии. Асфальтобетон - это композиционный строительный материал, полученный путем уплотнения и, при необходимости, остывания уплотненной асфальтобетонной смеси, после чего его свойства должны соответствовать действующим нормам (требованиям стандартов, технических условий).

В состав асфальтобетона входят:

а) крупные заполнители (щебень, гравий, их смеси);

б) мелкие заполнители (пески природ., дробленые, их смеси);

в) наполнитель (минеральный порошок);

г) битум нефтяной (вязкий или жидкий).

Каждый компонент выполняет свою функцию, играет свою роль в формировании структуры и свойств асфальтобетона:

1. Крупный заполнитель (щебень, гравий, их смеси).

В структуре асфальтобетона играет роль скелетного компонента, при его содержании более 50 % массы минеральной части он образует пространственный каркас из соприкасающихся зерен (контактная макроструктура). Если зерен щебня или гравия от 50 % до 40 % массы минеральной части, то эти зерна теряют межзерновые контакты, они "плавают" в растворной части и каркас (скелет) из зерен щебня или гравия не образуется. Такая ситуация соответствует базальной макроструктуре. При содержании зёрен крупного заполнителя от 40 до 30 % - образуется поровая структура.

2. Мелкий заполнитель (песок природный, дроблены, их смеси) играет двойственную роль: а) как компонент общей минеральной части асфальтобетона, способствует повышению плотности упаковки зерен, заполняя межзерновое пространство в щебне (гравии) и таким образом повышает прочность асфальтобетона; б) в составе асфальтобетонного раствора играет роль скелетного компонента при его содержании более 50 % объема массы минеральной части раствора.

3. Наполнитель (минеральный порошок) играет двойственную роль: а) как компонент минеральной части асфальтобетона, способствует повышению плотности упаковки зерен, заполняя межзерновое пространство в смеси щебня (гравия) и песка и таким образом повышает прочность асфальтобетона; б) в составе асфальтовяжущего (битумной мастики) играет роль компонента, регулирующего структуру пленочного битума, вязкость, прочность, теплоемкость, клейкость битумного вяжущего.

4. Битум

В асфальтобетоне играет двойственную роль: а) битум обволакивает, смачивает и склеивает зерна минеральной части, обеспечивая монолитность, прочность и плотность асфальтобетона (функция "битум-клей"); б) битум при обволакивании им минеральных зерен играет роль смазки, уменьшающей коэффициент внутреннего трения (tg) (функция "битум-смазка").

В разных странах используют различные методы подбора состава асфальтобетона. В России используют преимущественно метод предельных кривых зернового состава минеральной части. В его основе лежат следующие принципы:

1.Предполагается, что существуют области зерновых составов полизернистой минеральной части асфальтобетона, обладающие минимальной межзерновой пустотностью.

2.Эти области могут быть ограничены кривыми гранулометрии минеральной части, которые получили название предельные кривые

3.Состав минеральной части из компонентов, обладающих собственными зерновыми составами (щебня или гравия, песка, минерального порошка), для асфальтобетона заданного вида и типа считается подобранным, если после подбора кривая гранулометрии минеральной части располагается в области, ограниченной предельными кривыми или предельными значениями содержаний фракций зерен.

4. Необходимое содержание битума в смеси определяют исходя из разности между пористостью минерального остова и остаточной пористостью уплотненного асфальтобетона. Однако расчетные дозировки битума следует корректировать при приготовлении контрольных замесов в зависимости от результатов испытаний сформованных образцов асфальтобетона.

10. Классификация асфальтовых бетонов по различным признакам. Какие виды макроструктур асфальтобетона можно получить с использованием смесей типа А, Б и В.

Асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны подразделяют по следующим признакам:

1.По виду заполнителей подразделяются на щебеночные, гравийные и песчаные.

2.По наибольшему размеру минеральных зерен подразделяются на крупнозернистые с размером зерен до 40 мм, мелкозернистые - до 20 мм, песчаные с размером - до 5 мм.

3.В зависимости от содержания щебня (гравия) выделяют тип А с содержанием щебня св.50 до 60 % ,тип Б- св.40 до 50 % тип В- св. 30 до 40 %

4.По вязкости используемого битума и температуре смеси при укладке выделяют смеси:

-горячие, приготавливаемые с использованием вязких и жидких нефтяных дорожных битумов и укладываемые с температурой не менее 1200С;

-холодные, приготавливаемые с использованием жидких нефтяных дорожных битумов и укладываемых с температурой не менее 50С.

5.По величине остаточной пористости асфальтобетоны из горячих смесей делятся на виды:

- высокоплотные - остаточная пористость от 1 до 2,5 %;

- плотные - остаточная пористость св 2,5 до 5,0 %

- пористые - остаточная пористость св 5,0 до 10,0 %

- высокопористые - остаточная пористость св 10,0 до 18 %

Асфальтобетоны из холодных смесей должны иметь остаточную пористость свыше 6.0 до 10,0 %.

6.По виду песка горячие и холодные песчаные смеси и соответствующие им песчаные бетоны подразделяются на типы :

-Г-на песках из отсевов дробления, а также на их смесях с природным песком при содержании последнего не более 30 % по массе;

-Д- на природных песках или смесях природных песков с отсевами дробления при содержании последних 70 % по массе.

7. По технологии укладки и уплотнения выделяют смеси уплотняемые и литые.

Различное количество щебня в асфальтовом бетоне позволяет формировать макроструктуру асфальтобетона.

При содержании щебня от 30 до 40 % формируется поровая структура. При этом асфальтобетоны характеризуются повышенной пластичностью и недостаточной шероховатостью. При содержании щебня св. 40 % до 50 % макроструктура асфальтобетона приближается к базальной. Такие асфальтобетоны обладают повышенной сдвигоустойчивостью и рекомендуются на дорогах с высокой интенсивностью движения.

При содержании щебня свыше 50 % формируются высокоплотные асфальтобетоны с контактной структурой. Их следует применять в верхних слоях покрытий на дорогах с высокой интенсивностью движения

11. Технические свойства асфальтобетона по ГОСТ 9128-97

Для установления качества асфальтобетона определяют его физико - механические свойства на образцах, изготовленных и испытанных по стандартам методикам. По комплексу физико - механических свойств асфальтобетон должен отвечать требованиям стандарта.

У пористых и высокопористых асфальтобетонов из горячих смесей нормируются следующие показатели:

? предел прочности при сжатии при температуре 500С;

? водостойкость при длительном водонасыщении;

? водонасыщение в % по объему;

? удельная эффективная активность естественных радионуклидов.

При этом, если асфальтобетоны крупнозернистые, то показатели прочности при сжатии при 500С и показатели водостойкости не нормируется.

У высокоплотных и плотных асфальтобетонов из горячих смесей нормируются следующие показатели:

? сдвигоустойчивость по коэффициенту внутреннего трения;

? сцепление при сдвиге при температуре 500С;

? трещиностойкости по пределу прочности на растяжение при расколе при температуре 00 С и скорости деформирования 50мм/мин

? предел прочности при сжатии при температуре 500С;

? предел прочности при сжатии при температуре 200С;

? предел прочности при сжатии при температуре 00С;

? водостойкость;

? водостойкость при длительном водонасыщении;

? удельная эффективная активность естественных радионуклидов.

? водонасыщение.

У асфальтобетонов из холодных смесей показатели нормируется до прогрева и после прогрева образцов.

Показатели следующие:

? предел прочности сухих образцов при сжатии при температуре 200С

? предел прочности водонасыщенных образцов при температуре 200С

? предел прочности образцов при температуре 200С после длительного водонасыщения.

Дополнительно нормируются показатели водонасыщения, слеживаемости холодных смесей, а также удельная эффективная активность естественных радионуклидов.

У всех асфальтобетонов нормируется показатель пористости минеральной части, а у плотных и высокоплотных смесей показатель однородности.

12. Понятие об органоминеральных смесях, отличие их от

асфальтобетонных, область применения

Органоминеральная смесь - искусственная смесь, получаемая смешением на дороге или в смесительных установках щебня( гравия( песка и их смесей, а также минерального порошка (в том числе порошковых отходов промышленного производства) с органическими вяжущими (жидкими или вязкими битумами( битумными эмульсиями) и активными добавками и без них или с органическими вяжущими совместно с минеральными.

Применяются для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. В отличие от асфальтобетонов к материалам из органоминеральных смесей предъявляются менее жесткие требования по всем показателям: к зерновому составу минеральной части; прочности при температуре 20 и 50 0С; водостойкости, водонасыщению; кроме того, предъявляется требования к набуханию. К органоминеральным смесям не предъявляются требования по прочности при 00С. Из-за пониженных показателей качества органоминеральные смеси могут применяться для устройства покрытий только на дорогах с интенсивностью движения до 500 автомобилей в сутки. Органоминеральные смеси нельзя использовать для устройства покрытий на дорогах в I дорожно-климатической зоне. В основном, органоминеральные смеси используют для устройства покрытий и оснований на дорогах с интенсивностью движения расчетной нагрузки от 350 до 2000 ед. в сутки во 2-4 дорожно-климатических зонах.

Смеси в зависимости от наибольшего размера зерен применяемых минеральных материалов приготавливают(

крупнозернистыми - с зернами размером до 40 мм(

мелкозернистыми - с зернами размером до 20 мм(

песчаными - с зернами размером до 5 мм.

Для приготовления смесей применяют щебень и гравий фракций - от 5 до 20 и от 5 до 40 мм.

Содержание глинистых примесей( определяемых методом набухания( в песках из отсевов дробления горных пород не должно быть более 1 % по массе.

Для приготовления смесей применяют минеральные порошки, а также порошковые отходы промышленного производства, измельченные основные металлургические шлаки. Для смесей( приготавливаемых на дороге( допускается в качестве минерального порошка применять пылеватые грунты с числом пластичности не более 10.

В качестве органических вяжущих для приготовления смесей применяются жидкие нефтяные дорожные битумы? эмульсии битумные дорожные, а также битумы нефтяные дорожные вязкие.

13. Понятие о гидроизоляционных материалах. Мастики: состав, виды. Область применения при строительстве дорожных одежд. Каким показателям качества должны отвечать мастики герметизирующие?

Гидроизоляционные материалы - материалы, обладающие водонепроницаемостью и применяемые для защиты строительных конструкций и сооружений от воздействия воды.

Гидроизоляционные материалы подразделяются:

1. По назначению

На герметизирующие, антикоррозийные, антифильтрационные.

2. По способу производства работ

На окрасочные, оклеечные, пропиточные.

3. По виду исходного сырья

На битумные, асфальтовые, битумно-полимерные, резинобитумные, полимерные.

4. По форме и внешнему виду

На рулонные, штучные, мастичные, пленочные, окрасочные.

Герметизирующие гидроизоляционные материалы применяют для заливки швов цементобетонных покрытий, рулонные - для гидроизоляции мостовых сооружений, мастичные - для приклеивания рулонных материалов при гидроизоляции труб.

Для гидроизоляции мостовых сооружений в настоящее время применяются наплавляемые рулонные материалы, состоящие из прочной основы (полиэстерной, полиэфирной,и др.) с нанесенным на нее битумно-полимерным составом. Это такие материалы как мостопласт, изопласт,техноэластмост и др.

Основные показатели качества - разрывная сила полоски, относительное удлинение при растяжении, гибкость, водопроницаемость.

В качестве герметизирующих материалов при строительстве дорог используют различные мастики, состоящие из битума, полимерных добавок и минеральных наполнителей. По технологии применения герметики подразделяют на герметики горячего применения и герметики холодного применения. По виду основного компонента их делят на битумные, битумо-полимерные, полимерные, битумно-резиновые.

Основные показатели качества:

- относительное удлинение при разрыве;

- гибкость;

- температура липкости к резиновому штампу;

- водопоглощение;

- жизнеспособность;

- выносливость.

14. Состав лакокрасочных материалов. Основные показатели качества. Какие показатели качества лакокрасочных материалов необходимы при условии применения их для разметки автомобильных дорог?

Лакокрасочными материалами называют полужидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем и образующие после отвердевания твердые пленки, прочно связанные силами адгезии с основой. Лакокрасочные материалы используют для защиты конструкций или изделий от агрессивного воздействия внешней среды, защиты от коррозии, загнивания, возгорания, для декоративных целей, в дорожном строительстве - для разметки автомобильных дорог.

К лакокрасочным материалам относят: 1) краски масляные, эмалевые, полимерные, водоэмульсионные, цементные и др.; 2) лаки.

Краски состоят из связующего вещества, пигмента, наполнителей.

Лаки представляют собой растворы природных или синтетических смол в легких растворителях.

Связующее (пленкообразующее) вещество сцепляет частицы пигмента, образуя прочную пленку на обрабатываемой поверхности. Связующее определяет консистенцию краски или лака, прочность, твердость, скорость отвердевания, адгезию и долговечность образующейся пленки.

Связующими веществами служат: олифы - в масляных красках; полимеры - в лаках, полимерных красках, эмалях; неорганические вяжущие - в цементных, известковых красках.

Пигменты - тонкодисперсные цветные порошки: неорганические искусственные (оксиды и соли металлов); органические (сажа, графит); металлические (алюминиевая и бронзовая пудра). От свойств пигмента зависят цвет, свето- и атмосферостойкость, укрывистость красок.

Растворители - органические летучие жидкости (скипидар, уайт-спирит, ацетон и др.) служат для уменьшения вязкости красок.

Основными показателями качества лакокрасочных материалов являются скорость высыхания, удобонаносимость, адгезия к отделываемой поверхности, водо- и атмосферостойкость, светостойкость, токсичность.

Краски для разметки автомобильных дорог должны обладать следующими свойствами: высокой скоростью отвердевания, водо- и атмосферостойскостью, хорошей адгезией к бетону или асфальтобетону, светоотражением, должны легко наноситься, (иметь определенную вязкость), обеспечивать сохранность цвета. Срок службы красок - до 6 месяцев. Для увеличения светоотражения в краску добавляют стеклошарики.

15. Понятие о пористости материалов. Виды пор, требования к

пористости асфальтовых бетонов. Понятие о теплоизоляционных, звукопоглощающих и звукоизоляционных материалах

Пористость материала характеризует количество пор и микротрещин в единице объема материала. Порами называют мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой. Пористость материала (Vпор) выражают в процентах и вычисляют по формуле

Vпор = 100,

где ?m - средняя плотность материала, г/см3; ? - истинная плотность материала, г/см3.

Пористость - важнейшая характеристика материалов, так как от пористости зависят многие свойства: средняя плотность, прочность, водопоглощение, теплопроводность, морозостойкость и др.

Пористость характеризует суммарное количество пор, но не размеры и расположение их в материале. Для суждения об отдельных свойствах данного материала необходимо знать размеры пор и дифференцировать их по размерам, а также знать, равномерно ли распределены поры в материале. Кроме этого общая пористость складывается из открытой и закрытой пористости. Судить об открытой пористости можно по показателю водонасыщения.

Так как пористость оказывает определяющее влияние на долговечность материалов, к пористости асфальтовых бетонов предъявляют определенные требования. Асфальтобетоны в зависимости от остаточной пористости (Vo) подразделяются на высокоплотные (Vo= 1,0...2,5 %), плотные (Vo= 2,5...5,0 %), пористые (Vo=5,0...10,0 %) и высокопористые (Vo= 10,0...18,0 %).

Теплоизоляционные материалы - материалы, применяемые для изоляции жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду.

Теплозащитные свойства таких материалов обусловлены их пористой структурой и малой плотностью (не более 600 кг/м3). Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов обычно не превышает 0,18 Вт/м К

Пористые материалы, обладающие свойством поглощать звук, называют звукопоглощающими материалами, а материалы способные изолировать помещение от проникания звука, - звукоизоляционными.

16. Способы обработки поверхности каменных материалов и изделий. Как можно защитить изделия из природного камня

в конструкции от разрушения под воздействием природных факторов?

Материалы и изделия из природного камня получают в результате механической обработки горных пород (гранитов, базальтов, известняков и др.).

Для целей дорожного строительства из скальных пород изготавливают:

1) дробленую продукцию (щебень);

2) колотую (бутовый камень, шашку для мощения);

3) тесаную (бортовой камень, брусчатку, блоки, плиты парапетные или карнизные);

4) молотую (минеральный порошок).

Блоки и плиты для облицовки набережных, мостовых устоев и быков подвергают тщательной механической обработке с лицевой стороны для получения различных видов поверхности: грубой или сравнительно гладкой. Необходимая фактура ( вид поверхности) изделия может быть получена абразивными или ударным способами.

Абразивным способом получают фактуры: пиленную, рифленую, шлифованную, зеркальную, лощеную.

Ударным способом получают фактуры: бугристую, рифленую, бороздчатую, точечную, под скалу. Для обработки используют пневматический инструмент и станки.

Основными причинами разрушения каменных материалов в дорожных и мостовых конструкциях, облицовке зданий и сооружений являются: действие атмосферных осадков, ветра, пыли, резкие изменения температуры, замерзание воды в порах и трещинах.

Для защиты каменных материалов от разрушения применяют конструктивные и физико-химические методы. Конструктивные методы заключаются в защите конструкции от увлажнения: обеспечение отвода или хорошего стока воды; полировка поверхности. Физико-химические методы заключаются в повышении коррозионной стойкости материала путем создания водонерастворимого поверхностного слоя или водонепроницаемой пленки, придания водоотталкивающих свойств:

1) флюатирование - обработка материалов из карбонатных пород солями кремнефтористой кислоты;

2) силикатизация - пропитывание поверхности жидким стеклом;

3) нанесение на поверхность пленкообразующих полимерных материалов;

4) гидрофобизация кремнийорганическими жидкостями.

Конструктивные и физико-химические методы, применяемые в совокупности, приводят к увеличению долговечности природного камня в конструкциях зданий и сооружений.

17. Виды и характеристика коррозии цементного камня.

Мероприятия по борьбе с коррозией всех видов

Коррозия - это разрушение цементного камня под воздействием агрессивной внешней среды (минерализированные воды, кислотная или щелочная среда, пресная вода и др.)

Основными видами коррозии цементного камня являются:

1. Коррозия растворения и вымывания гидроксида кальция Са (ОН)2, образующегося при гидролизе алита С3 S. Этот вид коррозии интенсивно происходит в проточной мягкой воде. Цементный камень становится пористым и теряет прочность.

2. Химическая коррозия цементного камня происходит при наличии в окружающей среде химических веществ, вступающих в реакцию с гидратными новообразованиями цемента. При этом появляются новые продукты, которые хорошо растворимы в воде или имеют объем, превышающий объем исходных реагентов.

К видам химической коррозии относятся:

1)солевая - связана с наличием в окружающей среде водных растворов солей. Вследствие взаимодействия этих солей с Са (ОН)2 образуются водорастворимые вещества, которые вымываются из цементного камня;

2) кислотная коррозия происходит под действием водных растворов неорганических и органических кислот, которые взаимодействуют с Са (ОН)2, образуя водорастворимые соли;

3) щелочная коррозия происходит при действии концентрированных растворов щелочей. Если цементный камень насыщается раствором щелочи и в дальнейшем высыхает, то с участием СО2 в порах образуются соли, которые при кристаллизации увеличиваются в обьеме и разрушают цементный камень.

4) сульфатная коррозия возникает при взаимодействии гидроаллюмината кальция с растворами сульфатов. В результате образуется малорастворимый эттрингит, который увеличиваясь в обьеме в 2- 2,5 раза, разрушает цементный камень.

3. Электрокоррозия происходит при действии на влажный цементный камень в бетоне постоянного блуждающего тока от электроустановок (электрифицированный рельсовый транспорт, линии электропередач и др.) При действии постоянного тока на цементный камень происходит перенос ионов ( Са2+, ОН-, Н+, SО2-4 и др ) к катоду или аноду и электролиз воды. Это приводит к разрушению цементного камня.

Мероприятия по борьбе с коррозией цементного камня:

1) изоляция от окружающей агрессивной среды с помощью водонепроницаемых покрытий ( масляная окраска, обмазка битумом, наклеивание гидроизоляционных материалов);

2) повышение плотности цементного камня путем интенсивного уплотнения, снижения В/Ц с одновременным использованием пластифицирующих добавок;

3) применение специальных цементов, стойких к данному виду химического агрессивного действия ( сульфатостойких, кислотоупорных и др.);

4) использование цементов с пониженным содержанием алита С3S (не более 50%);

5)введение активных минеральных добавок;

6) при воздействии постоянного тока - электроизоляция от токонесущих элементов, устройства для отвода блуждающих токов, повышение плотности и водонепроницаемости бетона.

18. Какие отходы промышленности могут быть использованы в качестве гидравлических минеральных вяжущих? Что нужно сделать для применения их в дорожном строительстве? В чем отличие свойств этих вяжущих от свойств портландцемента?

Для производства гидравлических минеральных вяжущих используют отходы и вторичные продукты промышленности: гранулированные доменные шлаки, топливные золы и шлаки, белитовые шламы.

1. Доменные гранулированные шлаки наиболее широко применяются в цементной промышленности, т.к. они по химическому составу приближаются к портландцементу, но содержат меньше СаО и больше кремнезема и глинозема. Шлаки применяют для получения шлакопортландцементов (ШПЦ) обычного, быстротвердеющего, сульфатостойкого.

ШПЦ характеризуется относительно медленным нарастанием прочности в начальные сроки твердения, низким тепловыделением, стойкостью к действию минерализованных вод. Бетоны и растворы на ШПЦ имеют невысокую морозостойкость.

ШПЦ используют при изготовлении бетонов для массивных конструкций, для конструкций горячих цехов. Возможно использование ШПЦ для устройства оснований дорожных одежд в мягких климатических условиях.

Доменные гранулированные шлаки используют для получения шлаковых бесклинкерных цементов путем совместного помола с добавками извести, обожженного доломита и гипса. Цементы имеют повышенную усадку. Применяют для растворов и бетонов низких марок.

Шлакощелочные цементы (ШЩЦ) получают путем совместного помола гранулированных шлаков с соединениями щелочных металлов или путем затворения молотого шлака водными растворами щелочных компонентов (натрия, калия, лития). ШЩЦ имеют высокую прочность, низкое тепловыделение, высокую коррозионную стойкость. В дорожном строительстве ШЩЦ используют для монолитных и сборных бетонных покрытий и оснований, для укрепления грунтов.

2. Белитовые шламы (нефелиновые и бокситовые) являются отходами при производстве алюминия. Содержат белита (С2S) от 30 до 60 %. Используют для производства нефелинового цемента путем помола шлама с активизаторами твердения (известь, портландцемент, гипс). Является медленнотвердеющим вяжущим. Нефелиновые цементы используют для гидротехнических, жаростойких бетонов, а в дорожном строительстве - для укрепления грунтов.

Бокситовые шламы в естественном состоянии (в виде песка) используют для устройства оснований или укрепления грунтов.

3. Топливные золы и шлаки (ЗШО) являются отходами от сжигания каменных углей на ТЭЦ. По химическому составу ЗШО (в зависимости от вида каменного угля) могут быть кислыми и основными.

Кислые ЗШО содержат SiO2, более 40 % по массе, оксида кальция в свободном виде (СаОсв) не содержат и вяжущими свойствами не обладают. Такие ЗШО используют в составе смешанных золоизвестковых или золоцементных вяжущих.

Основные ЗШО содержат СаОсв до 50 % по массе и являются гидравлически активными. Такие ЗШО применяют в дорожном строительстве в качестве самостоятельных вяжущих для укрепления грунтов.

19. Определение и классификация способов укрепления грунтов

В районах дорожного строительства, где нет каменных материалов, возникает необходимость в перевозках их за сотни километров, что увеличивает первоначальную стоимость этих материалов примерно в 4-6 раз и является причиной удорожания строительства. Поэтому весьма актуальна разработка методов укрепления грунтов вяжущими веществами.

Укрепление грунтов - это совокупность строительных операций по внесению вяжущих и других веществ, обеспечивающих существенное изменение свойств грунтов с приданием им требуемой прочности, деформативности, водо- и морозостойкости.

Основным исходным материалом, подвергаемым укреплению при строительстве автомобильных дорог путем смешения с различными вяжущими, являются грунты без жестких связей между частицами: крупнообломочные (содержащие частицы размером крупнее 2 мм более 60% по массе); песчаные, сыпучие в сухом состоянии (содержащие частицы крупнее 2 мм менее 50% по массе); глинистые, характеризующиеся связностью в сухом и пластичностью во влажном состоянии и числом пластичности более 1.

Крупнообломочные грунты, гравелистые, крупные и средние пески используют не только для укрепления, но и в качестве скелетных гранулометрических добавок в глинистых грунтах. Максимальный размер частиц крупнообломочных грунтов должен быть не более 25 мм.

Укрепление грунтов добавками вяжущих материалов и других веществ дает положительный результат лишь при выполнении следующих требований: размельчение (в случае обработки супесей, суглинков или глин); равномерное распределение вяжущего материала в грунте с точным соблюдением установленной добавки цемента, битума, синтетических смол и других веществ; равномерное увлажнение грунта до необходимой (оптимальной) влажности и уплотнение обработанного грунта до наибольшей плотности.

В результате названных взаимодействий укрепленный грунт должен приобретать требуемые прочность, монолитность и морозостойкость и сохранять их длительное время.

Наибольшее распространение в практике дорожного строительства получили методы укрепления грунтов неорганическими и органическими вяжущими.

Кроме обычных способов укрепления грунтов неорганическими и органическими вяжущими, применяют комплексные методы, когда на грунт воздействуют добавками двух вяжущих материалов с различными свойствами и оптимальным их сочетанием или добавками одного вяжущего и поверхностно-активных веществ.

Главной особенностью комплексных методов является то, что они при правильном выборе материалов и оптимальном сочетании их дозировок позволяют изменять в положительную сторону физико-химическую и химическую активность грунта, увеличивать адгезию вяжущих материалов, ускорять формирование более прочной и монолитной структуры укрепленного грунта.

20.Укрепление грунтов неорганическими, органическими вяжущими

материалами. Комплексное укрепление грунтов

Для укрепления грунтов используют неорганические вяжущие вещества: цементы, известь, активные тонкодисперсные золы уноса, молотые гранулированные шлаки. Применяют также органические вяжжущие вещества: битумные эмульсии, жидкие медленно-или среднегустеющие битумы, жидкие каменноугольные дегти.

Особенно большой эффект дает укрепление грунтов портландцементом.

Грунт, укрепленный цементом, принято называть цементогрунт, а битумами - битумогрунтом..

Цементогрунты обладают высокой прочностью после водонасыщения или многократного замораживания-оттаивания

Показатели свойств, при укреплении грунтов портландцементом или шлакопортландцементом определяются для образцов, твердевших 28 сут., тогда как, укрепленных золой уноса, золой уноса с добавками цемента или извести, из-вестково-зольным или известково-шлаковым цементом или известью - твердевших 90 сут.

Грунты, укрепленные жидкими медленногустеющими битумами, характеризуются длительным формированием структуры и относительно низкими показателями прочности, водо- и морозостойкости, а также сдвиго- и теплостойкости, большой зависимостью свойств от погодных условий и влажности грунтов. Более высокими показателями свойств обладают грунты, укреплённые вязкими эмульгированными битумами (эмульсиями). В этом случае становится возможным применение влажных грунтов без подогрева при температуре воздуха до 5 °С, создавать прочные водо- и теплостойкие даже дорожные покрытия.

Под комплексным укреплением грунтов подразумевают совместную их обработку органическими и неорганическими вяжущими, вяжущими и поверхностно-активными веществами, что позволяет придать получаемому материалу более высокие показатели прочности, морозостойкости, тепло- и водостойкости, расширить номенклатуру укрепляемых грунтов и область их применения в дорожном строительстве, чем без добавок.

При предварительной обработке грунта известью или цементом и соответствующей добавке воды активно протекают физико-химические реакции, в результате этого образуются прочные и стойкие микроагрегаты грунта. При этом создается щелочная среда (рН = 10-12), обуславливающая создание благоприятных условий для взаимодействия на границе раздела микроагрегат - битум. Поэтому силы адгезии в зоне контакта битумной пленки с частицами или микроагрегатами грунта в указанных условиях проявляются в максимальной степени. Установлено, что с увеличением содержания глинистых частиц в грунтах эффективность добавки извести повышается.

Комплексный метод укрепления позволяет получать материал, обладающий высокой деформативностью, прочностью и морозостойкостью.

21. Литые асфальтобетонные смеси и литой асфальтобетон. Используемые материалы и область применения

В отличие от обычных уплотняемых асфальтобетонных смесей литая

асфальтобетонная смесь содержит большее количество высоковязкого битума (7,5 - 9,0%) и минерального порошка - до 25%. Минеральная часть в литом асфальтобетоне не образует каркаса из взаимносоприкасающихся зерен, гранул.

Покрытия из литого асфальтобетона водонепроницаемы, обладают высокой коррозионной стойкостью, трещино- и износостойкостью. Они наиболее устойчивы к механическим и физическим воздействиям окружающей среды и транспортных средств, особенно при применении антигололедных смесей, химических растворов, выдерживают нагрузки шипованных автомобильных шин.

Данные преимущества достигаются присутствием в его составе значительного количества асфальтовяжущего вещества (минеральный порошок + битум), которое должно обладать теплостойкостью при летних высоких положительных температурах. Применение высоковязкого модифицированного битума значительно повышает погодоустойчивость литого асфальтобетона.

Для выполнения работ с литой асфальтобетонной смесью требуется дополнительное оборудование для ее транспортировки и укладки, т. к. в процессе транспортировки происходит расслоение смеси.

Укладка смеси производится при повышенных температурах (180-200 ?С), с последующим втапливанием одномерного черного щебня размером до 10 мм.

Повышенная температура размягчения битума (60-70 ?С) достигается введением в вязкий дорожный битум высоковязкого строительного битума или модифицирующих добавок. Однако, при температуре более 180 ?С модификаторы битума типа ДСТ начинают разлагаться, а температура готовой смеси находится в пределах 220-240 ?С, необходимо использовать модифицирующие добавки типа атактического полипропилена (АПП), которые одновременно с повышением эластичности битума при низких отрицательных температурах придают битуму повышенную температуру размягчение.

Важнейшей особенностью ремонта покрытий литыми асфальтобетонами является отсутствие необходимости в уплотнении уложенной смеси, которая после остывания достигает максимальной плотности. При этом ремонтные работы можно вести и при отрицательных температурах воздуха до -10 °С, что делает такую технологию круглогодичной. Литые асфальтобетонные смеси характеризует высокая пластичность и подвижность и, как следствие, способность заполнять все раковины и трещины, прочно соединяясь с основанием и гранями разрушений, образуя монолитную композицию.

22. Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси и щебеночно-мастичный асфальтобетон. Виды щебеночно-мастичных асфальтобетонов и материалы используемые для его приготовления

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС) - рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), дорожного битума (с полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей добавки, взятых в определенных пропорциях и перемешанных в нагретом состоянии.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) - уплотненная щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь.

Стабилизирующая добавка - вещество, оказывающее стабилизирующее влияние на ЩМАС и обеспечивающее устойчивость ее к расслаиванию.

ЩМА состоит из щебеночного каркаса, в котором пустоты между зернами щебня заполнены битумной мастикой состоящей из смеси битума с дробленым песком и минеральным порошком (ГОСТ 31015). Исходя из концепции ЩМА, контакт между отдельными частицами каменного материала должен отвечать специфическим требованиям, а именно: для получения стабильной структуры должны быть особые требования к внешнему виду каменного материала. Он должен быть обязательно молотый, кубовидной формы и с шероховатой поверхностью. В качестве стабилизирующей добавки применяют целлюлозное волокно или специальные гранулы на его основе, которые должны соответствовать требованиям технической документации предприятия-изготовителя. В качестве вяжущих применяют битумы нефтяные дорожные вязкие по ГОСТ 22245, а также модифицированные, полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) и другие битумные вяжущие с улучшенными свойствами.

Основные виды ЩМА. Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси (далее - смеси) и щебеночно-мастичный асфальтобетон (далее - асфальтобетон) в зависимости от крупности применяемого щебня подразделяют на виды:

ЩМА-20 - с наибольшим размером зерен до 20 мм;

ЩМА-15 - с наибольшим размером зерен до 15 мм;

ЩМА-10 - с наибольшим размером зерен до 10 мм.

Технические требования. Зерновые составы минеральной части смесей и асфальтобетонов, а также показатели физико-механических свойств асфальтобетонов, применяемых в конкретных дорожно-климатических зонах, должны соответствовать указанным в ГОСТ 31015.

Смеси должны выдерживать испытание на сцепление вяжущего с поверхностью минеральной части смеси.

Смеси должны быть устойчивыми к расслаиванию в процессе транспортирования и загрузки - выгрузки. Устойчивость к расслаиванию определяют по показателю стекания вяжущего, который должен быть не более 0,20 % по массе. Смеси должны быть однородными. Однородность смесей оценивают коэффициентом вариации показателей предела прочности при сжатии при температуре 50 °С, который должен быть не более 0,18.

23. Литые эмульсионно-минеральные смеси (ЛЭМС): понятие, свойства,

область применения.

Литые эмульсионно-минеральные смеси (ЛЭМС) представляют собой подобранную и перемешанную смесь минерального материала и битумной эмульсии. Основой для разработки ЛЭМС послужили зарубежные смеси типа сларри-сил.

ЛЭМС состоят из эмульгированного битума, минерального материала подобранного состава и воды. Количество битума в ЛЭМС обычно содержится в пределах 6-10%, воды около 20%.

ЛЭМС могут быть песчаными и щебеночными (ЛЭМСщ). Вяжущее в минеральный материал подается в виде паст (эмульсия на порошкообразном эмульгаторе), анионных или катионных эмульсий.

Для приготовления песчаных ЛЭМС используют природный или дробленый песок, или их смесь. В ЛЭМСщ используется щебеночный материал и песок. Содержание минерального порошка в смесях составляет от 4 до 10%.

ЛЭМС применяются для устройства защитных слоев и слоев износа.

ЛЭМСщ на катионной битумной эмульсии используют для обеспечения требуемого коэффициента сцепления на участках дорог с опасными и затрудненными условиями движения. Песчаные ЛЭМС из дробленого песка применяются на участках дорог с затрудненными и легкими условиями движения. Песчаные ЛЭМС с природным песком, а также ЛЭМС на битумных шламах используют, в основном, в качестве защитных слоев.

Гранулометрический состав минеральной части ЛЭМС на эмульсиях подбирается по принципу плотных смесей. Состав минеральной части смесей на основе паст определяется расчетным путем.

Количества щебня и соотношение природного и дробленного песков в смесях выбирается в зависимости от их зерновых составов и требуемого коэффициента сцепления.

К ЛЭМС на основе битумных эмульсий нет нормативных требований, для них нормируются главным образом, свойства исходных материалов. Для приготовления таких ЛЭМС должны использоваться щебень из трудно шлифуемых горных пород марки не ниже 1000 с преимущественно кубовидной формой зерен, дробленные пески из изверженных горных пород прочностью не ниже 1000, природные пески.

Необходимым компонентом ЛЭМС является вода предварительного смачивания минеральных материалов, которая представляет собой раствор ПАВ и предназначается для регулирования времени распада эмульсии. Ориентировочное количество воды составляет 6 - 8% массы минерального материала и уточняется на месте работ с учетом влажности минеральных материалов.

К ЛЭМС на основе битумных шламов предъявляются требования по консистенции смеси по растеканию в см, расслаиваемости в % по массе. К этим ЛЭМС в твердом сформировавшемся состоянии предъявляются требования по водонасыщению в % по объему, коэффициенту водопроницаемости образцов-таблеток в см/с, а также набуханию вакуумированных образцов-таблеток после 15 суток выдерживания их в воде, в % по объему.

24. Понятие о модифицированных битумах. Виды полимерных

модифицирующих добавок, их влияние на свойства

битумов.

Модифицированными называют битумы, улучшенные добавками определенных веществ (полимеров, серы, поверхностно-активных и др.).

Битумы, модифицированные полимерами, называют полимерно-битумными вяжущими (ПБВ). Для модификации используют следующие виды полимерных материалов:

1. Термопласты - полиэтилен, атактический полипропилен, этилен-винил-ацетат, элвалой АМ и др. Они хорошо растворяются в битуме при 150-1700С. Количество добавки составляет 2-6% от массы битума. Термопласты повышают когезию, термостойкость, снижают хрупкость вяжущего и улучшают его сцепление (адгезию) с поверхностью каменного материала.

2. Эластомеры - синтетические каучуки, (бутадиенстирольные, изопреновые и др.), "Каудест-Д", резиновая крошка эластомеры вводят в битумы в количестве 2-7% от массы битума преимущественно в виде растворов в углеводородных растворителях или маслах. Каучуки увеличивают эластичность и деформативность, повышают тепло- и трещиностойкость и устойчивость битумов к старению.

3. Термоэластопласты (блоксополимеры бутадиена и стирола типа СБС). Для модификации битумов эти добавки выпускают специально в виде порошка или крошки. Добавки российского производства дивинилстирольные термоэластопласты марок ДСТ-30-01. ДСТ-30Р-01, зарубежного - Кратон Д1101, Финапрен 502, Калпрен 411 и др. Объединение полимера типа СБС (2-6%) или его раствора в пластификаторе с битумом приводит к получению ПБВ с развитой структурной сеткой из полимера. Такие вяжущие характеризуется повышенными показателями прочности и эластичности в широком интервале температур, тепло- и трещиностойкости.

ПБВ на основе полимеров типа СБС получили наибольшее применение за рубежом и в России. Разработан стандарт на ПБВ.

Для получения ПБВ используют лопастные мешалки, коллоидные мельницы, гидродинамические смесители.

ПБВ рекомендуется применять для устройства асфальтобетонных покрытий на федеральных дорогах 1 и 2 категорий.

Установлено, что применение ПБВ взамен битумов позволяет повысить трещиностойкость и сдвигоустойчивость покрытий дорог, мостов, аэродромов, продлить сроки их службы в 1,5-3 раза.

25. Виды ПАВ, применяемых для улучшения сцепления битумов с

поверхностью каменных материалов.

Большинство дорожных битумов отечественного производства характеризуются неудовлетворительным сцеплением (адгезией) с поверхностью каменных материалов, особенно из кислых горных пород. Для улучшения адгезионных свойств битумов и повышения показателей водо- и морозостойкости асфальтобетонов применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Молекулы ПАВ состоят из двух частей;

- полярной гидрофильной функциональной группы, которая является источником сильных межмолекулярных взаимодействий (- COOH, - SO3H, - NH2 и др.);

- неполярной гидрофобной группы - углеводородного радикала, содержащего 10-18 атомов углерода.

По химическому строению ПАВ делятся на ионогенные и неионогенные. Ионогенные ПАВ в зависимости от вида образующихся при диссоциации ионов делятся на анионактивные, катионактивные и амфолитные (амфотерные).

К анионактивным ПАВ относятся синтетические жирные кислоты, госсиполовая смола, смолы каменноугольные, таловый пек и др. Такие ПАВ улучшают сцепление битумов с минеральными материалами карбонатовых (известняки, доломиты) и основных горных пород (бальзаты, диабазы).

В качестве катионактивных ПАВ используют амины, полиамины, четвертичные аммониевые основания и их соли, имидазомины и др. Катионные ПАВ улучшают сцепление битумов с сухой и влажной поверхностью минеральных материалов из кислых горных пород (граниты, песчаники).

Неионогенные ПАВ (кодид, камид) улучшают сцепление битумов с поверхностью минеральных материалов из карбонатных и кислых горных пород.

Добавки ПАВ вводят на АБЗ в расплавленный битум при непрерывном перемешивании битума лопастными мешалками или циркуляционным насосом.

Специально для дорожного строительства выпускают следующие катионные добавки: "Дорос-АП", "Амдор", БАП-ДС-3, БП-3М, "КАП", "Кодид", "Техпрогресс" и др. Дозировки добавок составляют от 0,5 до 1,5% от массы битума.

Добавки "Дорос-АП", "Амдор", БАП-ДС-3, БП-3М являются ПАВ двойного действия. Они улучшают сцепление битумов с сухими и влажными минеральными материалами из кислых, основных и карбонатных горных пород.

Применение ПАВ позволяет повысить водо- и морозостойкость асфальтобетонов, на 10-300С снизить температуры приготовления, укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей.

Рекомендуемая литература по дисциплинам кафедры

Дорожное и строительное материаловедение

Основная

1. Рыбьев И.А. Материаловедение: учебник для вузов. -М.: Высшая школа, 2003.

2. Попов К.Н., Каддо М.Б., Кульков О.В. Оценка качества строительных материалов: учебное пособие для вузов. -М.: Изд-во АСВ, 2004.

Дополнительная

3. Горбунов Г.И. Основы строительного материаловедения. -М.: Изд-во АСВ, 2002.

4. Строительные материалы /Под ред. В.П. Микульского. -М.: Изд-во АСВ, 2004.

5. Грушко И.М., Королёв В.А. и др. Дорожно-строительные материалы. -М.: Транспорт, 1991.

Федеральное агентство по образованию РФ

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Факультет Автомобильные дороги и мосты

Кафедра Строительные материалы и специальные технологии

Материалы для подготовки

к междисциплинарному экзамену

по специальности 270205 - Автомобильные дороги и аэродромы

по кафедре Строительные материалы и специальные технологии

Омск - 2008 г.

Вопросы

1. Основные группы свойств строительных материалов.

Назовите свойства в каждой группе. Какие свойства материалов

относятся к физико - химическим?

2. Понятие о щебне, гравии и песке. Основные показатели качества каждого материала. Какие каменные материалы предпочтительнее использовать в цементобетоне и асфальтобетоне

3. Понятие о неорганических вяжущих веществах. Классификация с

подробным перечнем вяжущих. Основные показатели качества

4. Понятие о тяжелых плотных бетонах на гидравлических вяжущих. Основные группы модификаторов цементобетонных смесей и цементобетонов. Особенности проектирования дорожных бетонов

5. Понятие о полимербетоне и бетонополимере. Их отличительные свойства от плотного бетона, область применения

6. Классификация нефтяных битумов по различным признакам. Какие

нефтяные битумы используются при строительстве дорожных одежд?

7. Основные показатели качества вязких дорожных битумов.

Что такое индекс пенетрации?

8. Зависимость свойств битума от температуры

9. Понятие об асфальтобетонной смеси и асфальтобетоне. Влияние

компонентов смеси на структуру и свойства асфальтобетона.

Перечислите основные принципы, заложенные в проектировании

состава асфальтобетонной смеси

10. Классификация асфальтовых бетонов по различным признакам. Какие виды макроструктур асфальтобетона можно получить с использованием смесей типа А, Б и В.

11. Технические свойства асфальтобетона по ГОСТ 9128-97

12. Понятие об органоминеральных смесях, отличие их от

асфальтобетонных, область применения

13. Понятие о гидроизоляционных материалах. Мастики: состав, виды. Область применения при строительстве дорожных одежд. Каким показателям качества должны отвечать мастики герметизирующие?

14. Состав лакокрасочных материалов. Основные показатели качества. Какие показатели качества лакокрасочных материалов необходимы при условии применения их для разметки автомобильных дорог?

15. Понятие о пористости материалов. Виды пор, требования к

пористости асфальтовых бетонов. Понятие о теплоизоляционных, звукопоглощающих и звукоизоляционных материалах

16. Способы обработки поверхности каменных материалов и изделий. Как можно защитить изделия из природного камня

в конструкции от разрушения под воздействием природных факторов?

17. Виды и характеристика коррозии цементного камня.

Мероприятия по борьбе с коррозией всех видов

18. Какие отходы промышленности могут быть использованы в качестве гидравлических минеральных вяжущих? Что нужно сделать для применения их в дорожном строительстве? В чем отличие свойств этих вяжущих от свойств портландцемента?

19. Определение и классификация способов укрепления грунтов

20.Укрепление грунтов неорганическими, органическими вяжущими

материалами. Комплексное укрепление грунтов

21. Литые асфальтобетонные смеси и литой асфальтобетон. Используемые материалы и область применения

22. Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси и щебеночно-мастичный асфальтобетон. Виды щебеночно-мастичных асфальтобетонов и материалы используемые для его приготовления

23. Литые эмульсионно-минеральные смеси (ЛЭМС): понятие, свойства,

область применения.

24. Понятие о модифицированных битумах. Виды полимерных

модифицирующих добавок, их влияние на свойства

битумов.

25. Виды ПАВ, применяемых для улучшения сцепления битумов с

поверхностью каменных материалов.

Рекомендуемая литература по дисциплинам кафедры

Дорожное и строительное материаловедение

Основная

1. Рыбьев И.А. Материаловедение: учебник для вузов. -М.: Высшая школа, 2003.

2. Попов К.Н., Каддо М.Б., Кульков О.В. Оценка качества строительных материалов: учебное пособие для вузов. -М.: Изд-во АСВ, 2004.

Дополнительная

3. Горбунов Г.И. Основы строительного материаловедения. -М.: Изд-во АСВ, 2002.

4. Строительные материалы /Под ред. В.П. Микульского. -М.: Изд-во АСВ, 2004.

5. Грушко И.М., Королёв В.А. и др. Дорожно-строительные материалы. -М.: Транспорт, 1991.

32

Показать полностью… https://vk.com/doc3964114_161556932
248 Кб, 6 марта 2013 в 7:00 - Россия, Москва, ГЭИ, 2013 г., doc
Рекомендуемые документы в приложении