Випробування асфальтобетону

Короткі відомості

Асфальтовий бетон – це штучний композиційний матеріал, який складений з раціонально підібраної суміші органічної в'яжучої речовини (бітуму), мінерального порошку (вапняк, доломіт та інші карбонатні кам’яні породи), дрібного (фр. 0-5 мм) та крупного заповнювачів (фр. 5-40 мм).

За призначенням асфальтобетони поділяють на: дорожні, аеродромні, гідротехнічні та промислові (для влаштування покрівель і підлог промислових споруд).

За технологічними ознаками асфальтобетони поділяють на: “ гарячі ” (вихідні компоненти нагрівають до температур 140…180^оС, а укладають при температурі не нижче 120^оС); “ теплі ” (вихідні компоненти нагрівають до температур 90…130^оС, а укладають при температурах 60…110^оС) та “ холодні ” (вихідні компоненти нагрівають до температур 80…110^оС, а укладають при температурах 5…40^оС). До “холодних” відносять асфальтобетонні суміші на основі бітумних емульсій. Вимоги до основних технічних характеристик асфальтобетону за ДСТУ Б В.2.7-119-2003 наведені в таблиці 18.1.

Таблиця 18.1

Технічні характеристики асфальтобетону

Властивості асфальтобетону	Показник
Істинна густина, г/см3	2,0…2,3
Середня густина, кг/м3	1600…1800
Міцність на стиск, Мпа, залежно від температури, оС:	2,2…2,5 0,8…0,9 9,0…13,0
Водонасичення за масою, %, не більше	1,0…2,0

Мета роботи: вивчення методів визначення основних технічних характеристик асфальтобетону.

Нормативне забезпечення

1. ДСТУ Б В.2.7-119-2003. Асфальтобетон. Суміші асфальтобетонні дорожні та аеродромні. Технічні умови.

2. ДСТУ Б В.2.7-89-99. Матеріали на основі органічних в'яжучих для дорожнього і аеродромного будівництва. Методи випробувань.

18.1 Виготовлення зразків асфальтобетону

Матеріали: нафтові бітуми різних марок (БНД-40/60, БНД-60/90, БНД-90/130, БН-60/90, БНД-90/130); мінеральний порошок – тонкомелений вапняк або доломіт; дрібний заповнювач – річковий пісок із модулем крупності Мк=1,5; крупний заповнювач – гравій або щебінь фракцій 5…10, 5…15, 10…20 мм; папір фільтрувальний, гас, машинне мастило, клаптик тканини.

Прилади: посудина для розігрівання бітуму, піску, мінерального порошку, крупного заповнювача, шпатель, сушильна шафа, форма металева циліндрична діаметром 50,5 мм, ваги лабораторні, ваги для гідростатичного зважування, плитка електрична, ексикатор, гідравлічний прес, циліндр для видавлювання зразків, секундомір, рукавиці теплозахисні.

Порядок виконання роботи

Спочатку висушують та нагрівають компоненти асфальтобетону залежно від різновиду в'яжучої речовини і типу асфальтобетону, який приймають за таблицею18.2.

Таблиця 18.2

Температура нагріву асфальтобетонних сумішей

Різновид суміші	Марка в'яжучої речовини	Температура, oC
мінераль-ного порошку	в'яжучої речо-вини при приго-туванні суміші	суміші при виготовленні зразків
“Гарячі”	БНД-40/60, БНД-60/90, БНД-90/130, БН-60/90, БНД-90/130	150…170	130…150	140…160
“Теплі”	БНД-200/300, БНД-130/200, БН-200/300, БН-130/200	120…140	100…120	110…130

Кількість компонентів, що використовуються для отримання асфальтобетонних сумішей, приймають за даними таблиці 18.3.

Таблиця 18.3

Склад асфальтобетонних сумішей

Найменування компонента	Склад №1	Склад №2	Склад №3
Бітум, г
Мінеральний порошок (вапняк), г
Пісок річковий, г
Щебінь (гравій) фракції 5…10 мм, г

Зважені та нагріті компоненти (табл. 18.2) виймають з електричної шафи і висипають у форму для змішування. ретельно змішують сухі компоненти, після чого добавляють розігрітий бітум і знову ретельно пе- ремішують. Змішування компонентів вважається закінченим за умови рівномірного покриття органічною в’яжучою речовиною зерен заповнювача. Форму і вкладиші (нижній та верхній) протирають тканиною, змащеною машинним маслом. Вкладиші попередньо нагрівають до температури 60…100^оС. Спочатку вставляють нижній вкладиш, на нього кладуть фільтрувальний папір, після чого шпателем заповнюють циліндр форми.

Після заповнення форми кладуть фільтрувальний папір, встановлюють верхній вкладиш і ставлять форму на плиту преса. Верхню плиту преса опускають до слабкого торкання з верхнім вкладишем і після цього стискують із зусиллям: 5, 8, 15 тонн. Через 3 хв навантаження знімають, а зразок видавлюють із форми за допомогою циліндра. Для випробування готують три циліндра, охолоджують їх у ексикаторі до температури 25^оС, визначають середню густину, водопоглинання і міцність на стиск.

18.2. Визначення середньої густини асфальтобетону

Матеріали: зразки-циліндри асфальтобетону, тканина, папір фільтрувальний, гас.

Прилади: сушильна шафа, ваги лабораторні, ваги для гідростатичного зважування, ексикатор, термометр, секундомір, рукавиці теплозахисні.

Порядок виконання роботи

Три зразки-циліндри спочатку зважують у повітряних умовах, потім занурюють на 30 хв у воду з температурою 20±2^оС. Після цього зразки зважують у воді, витирають тканиною і знову зважують на повітрі. Середню густину визначають з точністю 0,01 г/см³ за формулою:

де g _o – маса зразка, зваженого на повітрі, г; g ₁ – маса зразка, зваженого у воді, г; g ₂ – маса зразка, зваженого після витримки у воді, г; r_в – істинна густина води, 1 г/см³.

18.3. Визначення міцності на стиск

Матеріали: зразки-циліндри асфальтобетону, папір фільтрувальний, гас.

Прилади: сушильнашафа, морозильна камера, ваги лабораторні, ваги для гідростатичного зважування, плитка електрична, ексикатор, гідравлічний прес, циліндр для видавлювання зразків, рукавиці теплозахисні, халат або фартух.

Порядок виконання роботи

Попередньо зразки витримують 30 хв. при температурах: 50+2^оС, 20+2^оС і 0+2^оС, а також проводять випробування на стиск за методикою, наведеною в лабораторній роботі №1. Руйнування зразка циліндра при температурах 20 і 50^оС фіксується при втраті вертикалі циліндра, тобто при набуванні ним еліптичної форми. Величину міцності при стиску розраховують за формулою:

де P – руйнівне навантаження, кгс; F – площа поперечного перерізу, см²;
R _ст – міцність при стиску, Мпа.

Результати випробувань заносять до таблиці 18.4.

Таблиця 18.4

Властивості асфальтобетону

Марку-вання асфаль-тобетону

Маса, г

Середня густина

Істинна густина

Міцність при стиску при температурах

g o

g 1

g 2

0оС

25оС

50оС

Р, кгс

F, см2

R ст, МПа

Р, кгс

F, см2

R ст, МПа

Р, кгс

F, см2

R ст, МПа

Висновок повинен містити обґрунтований вибір раціональних галузей застосування асфальтобетону згідно з основними характеристиками, визначеними в лабораторній роботі, а також пояснення впливу температури на фізико-механічні властивості асфальтобетону.

Список літератури

1. Кривенко П.В., Пушкарьова К.К., Барановський В.Б. Будівельне матеріалознавство: Підручник. – К.: ТОВ УВПК «ЕксОб», 2006. – 704 с.

2. Кривенко П.В., Пушкарева Е.К., Барановский В.Б. и др. Строительное материаловедение: Учебник. – К.: Основа, 2007. – 704 с.

3. Берлин Ю.Я., Сычев Ю.И., Кипнис Л.Г. Материаловедение для камнеобработчиков. – Л.: Стройиздат, 1990. – 272 с.

4. Дворкін Л.Й. Опоряджувальні матеріали і вироби: Довідник. – К.: Вища шк., 1993. – 325 с.

5. Рунова Р.Ф, Шейніч Л.О., Гелевера А.Г., Гоц В.І. Основи виробництва стінових та оздоблювальних матеріалів: Підручник. – К.: КНУБА, 2001. – 354 с.

6. Пащенко О.О., Сербін В.П., Старчевська О.О. В’яжучі матеріали. – К.: Вища шк., 1995. – 416 с.

7. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. – М.: Стройиздат, 1998. – 768 с.

8. Кривенко П.В., Пушкарьова К.К., Кочевих М.А. Заповнювачі для бетону. – К.: ФАДА, ЛТД, 2001. – 399 с.

9. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение: Учеб. пособие для строит. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 2002. – 701 с.

10. Карапузов Е.К., Лутц Г., Герольд Х. и др. Сухие строительные смеси: Справочное пособие. – К.: Техніка, 2000. – 226 с.

11. Бородин В.Н. Производство рулонных битумных материалов. – М.: Стройиздат, 1987.– 278 с.

Додаток А

Форма протоколу до лабораторної роботи №1

Визначення основних властивостей будівельних матеріалів

1. Визначення істинної густини

а) твердого матеріалу з використанням приладу Ле-Шательє (зробити рисунок основного приладу, рис. 1.1)

Прилади:________________________ Матеріал ________________________

Маса: m ₁- маса наважки порошку матеріалу, г;_____________________

m ₂- маса залишку порошку матеріалу, г.____________________

Об’єм матеріалу V, см³ _____________________

Істинна густина , г/см³ _____________________

б) рідкого матеріалу (зробити рисунок приладу, рис. 1.2)

Прилади: ___________________ Матеріал:__________________________

Істинна густина , г/см³ ________________

Висновок: порівняти отримані дані з даними, наведеними у довідниках

2. Визначення середньої густини, пористості і теплопровідності

а) зразків правильної геометричної форми

Прилади:___________________

Враховуючи існуючий зв’язок між різними фізичними та спеціальними властивостями будівельних матеріалів, розрахунки краще проводити у послідовності, представленій у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1

Визначення середньої густини, пористості та теплопровідності зразків правильної геометричної форми

Характеристика зразків	Найменування матеріалів
Форма Розміри, см
Об’єм V, см 3 Маса m, г Середня густина , г/см3 Відносна густина Істинна густина , г/см3,(за довідковими даними) Істинна (загальна) пористість Пі=(1- )100, % Коефіцієнт теплопровідності (розрахунковий) Вт/(м·К),

Продовження дод. А

б) сипкого матеріалу

(зробити рисунок основного приладу, рис. 1.3)

Прилади:____________________ Матеріал __________________

Об’єм мірного циліндра V, м³ ________________________

Маса циліндра з сипким матеріалом m₂, кг _____________

Маса порожнього циліндра m₁, кг ___________________

Насипна густина , кг/м³

Істинна густина , кг/м³ _______________

Пустотність , %

Висновок: порівняти отримані дані з даними, наведеними у довідниках

3. Визначення водопоглинання

Прилади:_______________________ Матеріал:________________________

Форма зразка_____________________________________________________

Розміри зразка, см ________________________________________________

Об’єм зразка V, см³________________________________________________

Маса сухого зразка m _с, г ____________________

Маса водонасиченого зразка m _в, г ____________________

Густина води , г/см³ ____________________

Водопоглинання: за масою , % ______________________

за об’ємом , % _____________________

Висновок: порівняти отримані дані з даними, наведеними у довідниках

4. Визначення границі міцності

а) при стиску (навести схему випробування) для: Прилади: __________________ Матеріал __________________ Форма зразка ______________

зразка-куба,

зразка-балочки.

Розміри поперечного перерізу, см ___________________

Площа поперечного перерізу F, см² ___________________

Руйнівна сила P, кгс ___________________

Продовження дод. А

Границя міцності при стиску:

y метричній системі одиниць , кгс/см²

у системі СІ, Мпа __________________________

б) при згині (навести схему випробування)

Прилади:____________________ Матеріал:_______________________