Исследование физико-механических свойств асфальтовяжущего с адгезионными добавками

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование физико-механических свойств асфальтовяжущего с адгезионными добавками

Исходя из особенностей компонентов в асфальтобетоне выделены три типа структур (подсистем): микроструктура асфальтобетона как структура асфальтовяжущего вещества, мезоструктура как двухкомпонентная подсистема (песок - асфальтовяжущее вещество), макроструктура как двухкомпонентная подсистема (щебень - асфальтовый раствор) [1].

При объединении битума с минеральным порошком формируется микроструктура асфальтобетона, отражающая количественное соотношение, расположение и взаимодействие вяжущего и наиболее дисперсной и активной составляющей асфальтобетона - минерального порошка. Поверхность минерального порошка составляет большую часть общей поверхности минеральной части асфальтобетонной смеси. Таким образом, на частицы минерального порошка приходиться большая часть поверхностных взаимодействий с битумом. По изменению показателей физико-механических свойств асфальтовяжущего при введении адгезионных добавок в битум можно оценить влияние этих добавок на микроструктуру асфальтобетона [2].

В данной статье приводятся результаты исследований влияния адгезионных добавок Амдор-10, Дорос-АП, Honeywell Titan 7686 на физико-механические свойства асфальтовяжущего.

Для приготовления асфальтовяжущего использовался неактивированный доломитовый минеральный порошок ОАО «Доломит» и битум нефтяной дорожный вязкий БНД 60/90 Московского НПЗ. Свойства адгезионных добавок приведены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты оценки сцепления битума с добавками с поверхностью материала кислой породы приведены в таблице 2.

асфальтовяжущий битум адгезионный

Таблица 2. Сцепление дорожного битума с гранитным минеральным материалом

В соответствии с классификацией, приведенной в [3], Амдор-10 и Honeywell Titan 7686 относятся к группе высокоэффективных, а Дорос-АП к группе среднеэффективных. Исходя из данных приведенных в таблице 2, расход добавок в битуме был принят следующим: Амдор-10 - 1,0%, Дорос-АП - 1,5%, Honeywell Titan 7686 - 1,5%.

Асфальтовяжущее приготавливали в 10-литровом лабораторном смесителе с подогревом смесительной камеры. Битум нагревался до 150-160°С, в него вводились адгезионные добавки в заданном количестве. Смешивание битума с добавками производилось в лабораторном смесителе для приготовления полимер-битумных вяжущих в течение 3 минут. Минеральный порошок нагревался до температуры 160-170°С и засыпался в смеситель, затем вводился битум с добавками и проводилось смешивание в течение 3 минут для равномерного распределения вяжущего в минеральном порошке. Образцы асфальтовяжущего изготавливались с использованием форм для асфальтобетона d=50,5 мм. Нагрузка на образец составляла 8 тонн, время воздействия нагрузки - 3 минуты. Температура асфальтовяжущего при формовании принималась равной 140°С, так как при температуре формования 140-160°С физико-механические свойства асфальтовяжущего не изменялись. Расход битума в асфальтовяжущем изменяли от 11,0% до 13,0% от массы минеральных материалов для определения оптимального количества битума в асфальтовяжущем. Физико-механические свойства образцов асфальтовяжущего определялись в соответствии с ГОСТ 12801-84 «Смеси асфальтобетонные дорожные и аэродромные, дегтебетонные дорожные, асфальтобетон и дегтебетон. Методы испытаний.»

В таблице 3 и на рисунке 1 приведены показатели физико-механический свойств асфальтовяжущего с адгезионными добавками при различном расходе битума от массы минерального порошка. Как видно, оптимальное количество битума в асфальтовяжущем составило 12,0%-12,5% от массы минерального материала, при этом достигаются максимальные значения средней плотность и прочности.

Таблица 3. Показатели физико-механический свойств асфальтовяжущего с адгезионными добавками

Более детально характер изменений физико-механических свойств можно проследить на рисунке 1, где на графиках показано изменение значений физико-механических свойств при увеличении расхода битума с добавками в асфальтовяжущем.

Рис. 1. Зависимость физико-механический свойств асфальтовяжущего с адгезионными добавками от расхода битума: а - средняя плотность, б - водонасыщение, в-прочность при 20°С, г - прочность в водонасыщенном состоянии, д - прочность при 50°С, е - водостойкость

Как видно из таблицы 3 и рисунка 1 средняя плотность при оптимальном количестве битума 12% с адгезионными добавками осталась такой же, как и у битума без добавок. Водонасыщение уменьшилась во всех образцах у Амдор-10 с 0,58% до 0,38% на 52%, с Дорос-АП и с Honeywell Titan 7686 от 0,58% до 0,52% на 11,5%. Введение адгезионных добавок увеличивает прочность на сжатие при 20°С у Амдор-10 с 7,67МПа до 9,80 МПа на 26,2%, у Дорос-АП с 7,67МПа до 9,58МПана 24,9%, у Honeywell Titan 7686 с 7,67МПа до 9,42МПа на 22,8% по сравнению с битумом без добавок. Прочность в водонасыщенном состоянии увеличивается с Амдор-10 от 7,41МПа до 9,70МПа на 23,6%, с Дорос-АП от 7,41МПа до 9,81МПа на 24,5%, с Honeywell Titan 7686 от 7,41МПа до 9,44МПа на 21,5%. Прочность на сжатие при 50°С увеличивается у Амдор-10 с 2,68МПа до 3,15МПа на 17,5%, у Дорос-АП с 2,68МПа до 3,06МПа на 14,2%, у Honeywell Titan 7686 с 2,68МПа до 2,77МПа на 3,4%. Коэффициент водостойкости увеличивается при добавлении всех добавок: с применение добавки Амдор-10 с 0,97 до 0,99 на 2,1%, Дорос-АП с 0,97 до 1,02 на 5,1%, Honeywell Titan 7686 с 0,97 до 1,00 на 3,1%.

Введение адгезионных добавок в битум улучшает физико-механические свойства асфальтовяжущего при оптимальном количестве битума. Введение адгезионных добавок изменяет также физико-механические свойства асфальтовяжущего и при неоптимальном расходе битума: при 11,0% увеличивается средняя плотность при введении добавок Амдор-10 и Honeywell Titan 7686 и незначительно уменьшается в асфальтовяжущем с Дорос-АП, уменьшается водонасыщение при введении добавок Амдор-10, Honeywell Titan 7686 и Дорос-АП, увеличивается водостойкость, повышается прочность на сжатие при 20°С, за исключением асфальтовяжущего с Дорос-АП с расходом битума 11,0% от массы минерального порошка (в этом случае, прочность при 20°С в сухом состоянии образцов асфальтовяжущего уменьшается). При расходе битума в асфальтовяжущем 11, 0% прочность при 50°С увеличивается при введении добавок Амдор-10 и Honeywell Titan 7686 и уменьшается при введении Дорос-АП.

Таким образом, можно сделать вывод, что с введением адгезионных добавок Амдор-10, Дорос-АП, Honeywell Titan 7686 в асфальтобетон будет улучшаться однородность и прочность микроструктурных связей, уменьшаться водопроницаемость зоны контакта битумной пленки с поверхностью минеральным порошком.

Список литературы

1. Дорожный теплый асфальтобетон / Королев И.В., Агеева Е.Н., Головко В.А., Фоменко Г.Р. - Киев: Вища школа, 1984. - 200 с.

2. Соломенцев А.Б., Свойства асфальтобетона с азотсодержащими адгезионные ПАВ [Текст] /А.Б. Соломенцев // Наука и техника в дорожной отрасли, 2001. - №2. - С. 6-7.

3. Соломенцев А.Б. Адгезионные добавки для дорожных битумов и асфальтобетонов и оценка их эффективности [Текст]/А.Б. Соломенцев // Строительство и реконструкция, 2013. - №1. - С. 81-85.

Размещено на Allbest.ru