Довговічність асфальтобетону в умовах дії агресивних середовищ
Визначення механізму руйнування асфальтобетону, що працює в умовах сумісної дії агресивних середовищ і механічних навантажень. Ранжування середовищ по агресивності дії. Недоущільнення асфальтобетонної суміші. Зниження корозійної стійкості асфальтобетону.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 03.04.2020 |
| Размер файла | 262,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Українська державна академія залізничного транспорту
Спеціальність 05.23.05 - будівельні матеріали та вироби
Автореферат
дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Довговічність асфальтобетону в умовах дії агресивних середовищ
Єфремов Сергій Всеволодович
Харків - 2010
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор
Золотарьов Віктор Олександрович,
Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедрою технології дорожньо-будівельних матеріалів.
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор
Братчун Валерій Іванович,
Донбаська національна академія будівництва і архітектури, завідувач кафедрою технологій будівельних матеріалів, виробів та автомобільних доріг;
кандидат технічних наук, доцент
Титар Вячеслав Семенович,
Харківський національний автомобільно-дорожній університет, доцент кафедри будівництва і експлуатації автомобільних доріг.
Захист відбудеться " 18 " березня 2010 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.820.02 в Українській державній академії залізничного транспорту (61050, м. Харків, пл. Фейєрбаха, 7).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Української державної академії залізничного транспорту (61050, м. Харків, пл. Фейєрбаха, 7).
Автореферат розісланий " 05 " лютого 2010 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради к.т.н., доцент Г.Л. Ватуля
Анотації
Єфремов Сергій Всеволодович. Довговічність асфальтобетону в умовах дії агресивних середовищ. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - будівельні матеріали та вироби. - Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2009.
На основі критичного аналізу стану питання і проведених експериментальних досліджень визначено механізм руйнування асфальтобетону, що працює в умовах сумісної дії агресивних середовищ і механічних навантажень.
Встановлено, що руйнуюча дія агресивних середовищ визначається їх поверхневими властивостями, від яких залежить інтенсивність процесів руйнування асфальтобетону.
Визначений зв'язок між зчепленням бітуму з різними за природою мінеральними поверхнями і довговічністю асфальтобетону, до складу якого вони входять. Ранжування середовищ по агресивності їх дії відтворюється як при визначенні зчеплення бітуму з мінеральними матеріалами, так і при визначенні довговічності асфальтобетону, випробуваного в цих середовищах.
Результатами випробувань за визначенням часу до руйнування асфальтобетону показано, що при зменшенні вмісту бітуму і його в'язкості, а також при збільшенні вмісту щебеня в асфальтобетоні знижується його стійкість проти дії агресивних середовищ. Недоущільнення асфальтобетонної суміші приводить до збільшення насичення середовищем, що є причиною зниження корозійної стійкості асфальтобетону. Зниження температури випробувань асфальтобетону зменшує агресивну дію середовищ, а при 0 С їх дія, практично, не виявляється. Збільшення напруження у асфальтобетоні зменшує частку корозійної дії середовищ, оскільки середовища не встигають за розвитком тріщин. Вирішальним фактором при цьому стають механічні навантаження. руйнування асфальтобетон корозійний
Теоретично обґрунтована і експериментально встановлена можливість регулювання властивості асфальтобетону протистояти руйнуючій дії агресивних середовищ. Як критерій оцінки довговічності асфальтобетону, що працює в умовах дії агресивних середовищ, запропонований коефіцієнт стійкості (Ка.с.). Розроблений і затверджений Державною службою автомобільних доріг України (Укравтодор) експрес-метод визначення коефіцієнта тривалої водостійкості.
Ключові слова: Довговічність, асфальтобетон, руйнування, агресивні середовища, бітум, мінеральні матеріали, фізико-механічні властивості, поверхневі властивості, дифузія, зчеплення, час до руйнування, в'язкість, гранулометричний склад, ущільнення, температура випробувань.
Ефремов Сергей Всеволодович. Долговечность асфальтобетона в условиях воздействия агрессивных сред. - Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - строительные материалы и изделия. - Украинская государственная академия железнодорожного транспорта, Харьков, 2009 г.
На основе критического анализа состояния вопроса и проведённых экспериментальных исследований определён механизм разрушения асфальтобетона, работающего в условиях совместного воздействия агрессивных сред и механических нагрузок.
Установлено, что разрушающее действие агрессивных сред определяется их физическими поверхностными свойствами, от которых зависит интенсивность процессов разрушения асфальтобетона.
Определена связь между сцеплением битума с различными по природе минеральными поверхностями и долговечностью асфальтобетонов, в состав которых они входят. Ранжирование сред по агрессивности их воздействия воспроизводится как при определении сцепления битума с минеральными материалами, так и при определении долговечности асфальтобетонов, испытанных в этих средах.
Результатами испытаний по определению времени до разрушения асфальтобетона показано, что при уменьшении содержания битума и его вязкости, а также при увеличении содержания щебня в асфальтобетоне снижается его устойчивость против действия агрессивных сред. Недоуплотнение асфальтобетонной смеси приводит к увеличению насыщения средой, что является причиной снижения коррозионной устойчивости асфальтобетона. Снижение температуры испытаний асфальтобетона уменьшает агрессивное действие сред, а при 0 С их действие, практически, не проявляется. Увеличение напряжения в асфальтобетоне уменьшает долю коррозионного действия сред, поскольку среды не успевают за развитием трещин. Решающим фактором при этом становятся механические нагрузки.
Теоретически обоснована и экспериментально показана возможность регулирования способности асфальтобетона противостоять разрушающему действию агрессивных сред. В качестве критерия оценки долговечности асфальтобетона, работающего в условиях действия агрессивных сред, предложен коэффициент устойчивости (Ка.с.). Разработан и утверждён Государственной службой автомобильных дорог Украины (Укравтодор) экспресс-метод определения коэффициента длительной водоустойчивости.
Ключевые слова: Долговечность, асфальтобетон, разрушение, агрессивные среды, битум, минеральные материалы, физико-механические свойства, поверхностные свойства, диффузия, сцепление, время до разрушения, вязкость, гранулометрический состав, уплотнение, температура испытаний.
Yefremov Sergey Vsevolodovich. Longevity asphalt concrete in the conditions of influence of aggressive environments. - the Manuscript.
The dissertation on competition of а scientific degree of Cand.Tech.Sci. on а speciality 05.23.05 - building materials and constructions. - The Ukrainian State Academy of Railway Transport, Kharkov, 2009.
On the basis of the critical review of а condition of а question and the spent experimental researches the destruction mechanism asphalt concrete, working in the conditions of joint influence of aggressive environments and mechanical loadings is defined.
It is established that destroying action of aggressive environments is defined by their physical superficial properties on which intensity of processes of destruction asphalt concrete depends. Chemical properties of aggressive environments strengthen intensity of these processes.
Communication between coupling of bitumen with various by the nature mineral surfaces and durability asphalt concrete into which structure they are included is defined. Ranging of environments on their aggression of influence remained as at definition of coupling of bitumen with stone materials, and at durability definition asphalt concrete, tested in these environments.
By results of tests by definition of time before destruction asphalt concrete it is proved that at reduction of the maintenance of bitumen below its optimum quantity and its viscosity, and also at increase in the maintenance of rubble in asphalt concrete its stability against action of aggressive environments decreases. Undercompaction asphalt concrete to а mix leads to increase environment's saturation that is at the bottom of decrease in corrosion stability asphalt concrete. Decrease in temperature of tests asphalt concrete reduces aggressive action of environments, and at 0 З action of environments, practically, stops. The pressure increase in asphalt concrete from action of mechanical loadings reduces а share of destructions from corrosion action of environments, as environments have not time to get in а mouth of microcracks to area of the maximum pressure, and destructions occur in а greater measure for the account of mechanical loadings.
Reception possibility asphalt concrete, capable to resist to destroying action of aggressive environments is theoretically proved and experimentally proved. As criterion of an estimation of durability asphalt concrete, working in the conditions of influence of aggressive environments, the factor of its aggressive stability (is offered Ka.s.). It is developed and confirmed in Public service of highways of Ukraine (Ukravtodor) an express method of definition of factor of long water stability.
Keywords: Longevity, asphalt concrete, destruction, aggressive environments, bitumen, stone materials, physic-mechanical properties, superficial properties, diffusion, coupling, time before destruction, viscosity, granulometry structure, consolidation, temperature of tests.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Сучасні умови роботи асфальтобетонних покриттів відрізняються високими навантаженнями на вісь, великою інтенсивністю руху і зростаючою дією водних середовищ різної агресивності. У нормативних документах багатьох країн реакція асфальтобетону на ці дії оцінюється коефіцієнтом короткострокової і/або тривалої водостійкості. При безумовній корисності цього коефіцієнту він дає обмежену інформацію відносно прогнозування довговічності асфальтобетону і асфальтобетонного покриття: не враховуються особливості водних середовищ, обумовлені чинниками навколишнього середовища і догляду за покриттями, і особливості одночасної дії робочих навантажень і середовищ.
Склади асфальтобетону, що призначаються на основі стандартної оцінки, у багатьох випадках не забезпечують стійкість покриттів проти лущення, викришування і вибоїноутворювання. Визначення коефіцієнта тривалої водостійкості, істотно об'єктивнішого, ніж коефіцієнт короткострокової водостійкості, вимагає тривалого часу, що може привести до випуску великих об'ємів неякісних асфальтобетонних сумішей. У зв'язку з цим, актуальним завданням є вивчення довговічності асфальтобетону в умовах одночасної дії навантажень і агресивних середовищ і розробка альтернативних критеріїв оцінки їх стійкості при таких діях.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Матеріали дисертаційної роботи є складовою частиною науково-дослідних робіт по договорах № 47-18-02 "Розробити експрес-методи оцінки якості бітуму і асфальтобетону" (номер державної реєстрації 0102U004116) і № 126/38-44-08 "Розробити методику та програмне забезпечення для визначення показника зчеплення органічних в'яжучих з використанням ЕОМ" (номер державної реєстрації 0108U002977), що виконувався за замовленням Державної служби автомобільних доріг України "Укравтодор" (здобувач виконав експериментальні дослідження).
Метою роботи є дослідження впливу агресивних середовищ на довговічність асфальтобетону і встановлення закономірностей його руйнування в умовах сумісної дії цих середовищ і механічних навантажень та розробка на цій основі критеріїв оцінки і шляхів підвищення їх корозійної стійкості.
Задачі дослідження:
1. Провести аналіз рідких середовищ, що діють на асфальтобетон, вибрати найбільш поширені і найбільш агресивні середовища для експериментальних досліджень;
2. Розробити теоретичні передумови сумісної дії середовищ і механічних навантажень на руйнування асфальтобетону;
3. Виявити закономірності поверхневих властивостей на межі розділу фаз (середовище - бітум - мінеральний матеріал), показати їх вплив на довговічність асфальтобетону з урахуванням температурного чинника;
4. Показати вплив в'язкості бітумів на інтенсивність руйнуючої дії агресивних середовищ;
5. Встановити закономірності довготривалої міцності асфальтобетону, що працює в агресивних середовищах;
6. Розкрити особливості протидії асфальтобетону різної щільності і гранулометричних типів агресивним середовищам;
7. Вивчити вплив вмісту в'яжучого в асфальтобетоні на його агресивну стійкість;
8. Розробити пропозиції по регулюванню складу і якості компонентів асфальтобетону з метою підвищення його корозійної стійкості, а також методи і критерії оцінки корозійної стійкості асфальтобетону.
Об'єкт дослідження. Довговічність і корозійна стійкість асфальтобетону в умовах сумісної дії на нього механічних навантажень і агресивних середовищ.
Предмет дослідження. Закономірності руйнування асфальтобетону різних складів в агресивних середовищах під дією постійних навантажень.
Методи дослідження. Для вивчення роботи бітуму і асфальтобетону в умовах дії агресивних середовищ використовувались спеціальні методи досліджень: довговічності (часу до руйнування під навантаженням при чистому згині) асфальтобетону; крайових кутів змочування рідкими середовищами і бітумом різних підложок на межі розділу фаз - рідина, повітря, тверда підложка; поверхневого натягу; зчеплення бітумів з мінеральними матеріалами різної природи; дифузії середовищ в бітум; тривалої водостійкості асфальтобетону по прискореній методиці випробувань. Стандартні властивості асфальтобетону вивчалися відповідно до вимог ДСТУ Б В.2.7-89-99 "Матеріали на основі органічних в'яжучих для дорожнього і аеродромного будівництва. Методи випробувань" і ДСТУ Б В.2.7-119-2003 "Будівельні матеріали. Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній і аеродромний. Технічні умови".
Наукова новизна отриманих результатів. Теоретично розглянутий і експериментально вивчений механізм руйнування асфальтобетону що відрізняються гранулометричним складом і вмістом бітумів, що змінюється, різних марок, при різному ущільнюючому тиску в умовах сумісної дії механічних навантажень і агресивних середовищ в широкому температурному діапазоні:
- встановлено взаємозв'язок між крайовими кутами змочування поверхні мінеральних матеріалів різного походження агресивними середовищами і здатністю середовищ до відшарування бітумних плівок від цих підложок: вона тим більше, чим краще змочуюча здатність середовищ;
- визначена кінетика дифузії агресивних середовищ в бітум;
- з використанням показників зчеплення бітуму з поверхнею мінеральних матеріалів у воді і у агресивних середовищах встановлено вплив природи цих мінеральних матеріалів на здатність бітуму чинити опір дії середовищ, які його відшаровують;
- отримані результати випробувань за визначенням часу до руйнування асфальтобетону (час опору асфальтобетонних балочок навантаженню, що діє, до їх повного руйнування) при вигині від сумісної дії механічного навантаження і середовищ в широкому температурному діапазоні;
- встановлений взаємозв'язок показників зчеплення бітуму з мінеральними матеріалами і часом до руйнування асфальтобетону в рідких середовищах;
- розроблено метод прискореної оцінки коефіцієнта стійкості асфальтобетону в агресивних середовищах;
- запропоновано критерій оцінки стійкості асфальтобетону проти сумісної дії агресивних середовищ і механічних навантажень.
Практичне значення отриманих результатів полягає у встановленні чинників, сприяючих підвищенню стійкості асфальтобетону до дії агресивних середовищ і механічних навантажень при різних температурах; у встановленні впливу природи мінеральних матеріалів на зчеплення з бітумом в агресивних середовищах; у визначенні взаємозв'язку показників зчеплення бітуму з мінеральними матеріалами в агресивних середовищах з часом до руйнування асфальтобетону; встановлення агресивної активності різних середовищ; у розробці методу прискореної оцінки коефіцієнта водостійкості асфальтобетону і коефіцієнта їх стійкості під дією агресивних середовищ.
Особистий внесок здобувача. Авторові належать результати експериментальних досліджень і експериментальний доказ методу прискореної оцінки і стійкості асфальтобетону в агресивних середовищах.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладені на: науковій конференції країн СНД "Колоїдна хімія і фізико-хімічна механіка природних дисперсних систем" (м. Одеса, 1993 р.); конференції з технічної хімії (м. Харків, ХІІТ, 1997 р.); IV Міжнародній конференції "Durable and Safe Road Pavement" (Польща, м. Кельце, 1998 р.); IX Міжнародній конференції "Durable and Safe Road Pavement" (Польща, м. Кельце, 2003 г); Міжнародній науково-технічній конференції "Сучасні проблеми та перспективи розвитку дорожньо-будівельного комплексу Україні" (м. Київ, 2004 р.); Міжнародній науково-технічній конференції "Структуроутворення, технологія, властивості і довговічність органічних в'яжучих і бетонів на їх основі" (м. Харків, ХНАДУ, 2007 р.); 71-шій науково-технічній і науково-методичній сесії університету (м. Харків, ХНАДУ, 2007 р.); Міжнародній науково-практичній інтернет-конференції "Современные методы строительства дорог и обеспечение безопасности движения" (Росія, м. Бєлгород, БДТУ ім. В.Г. Шухова, 2007 р.); 72-гій науково-технічній і науково-методичній сесії університету (м. Харків, ХНАДУ, 2008 р.).
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 18 статей і 1 теза доповіді на конференції, з них 14 у виданнях, що рекомендовані ВАК.
Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку літератури з 179 найменувань на 19 сторінках і трьох додатків на 30 сторінках, містить 168 сторінок основного тексту, серед них 65 рисунків (27 сторінок), двадцять чотири таблиці (16 сторінок).
Зміст роботи
У вступі обґрунтовано актуальність, сформульовані мета і задачі дисертаційного дослідження, наведені основні наукові результати, показано їх практичне значення та галузь реалізації.
У першому розділі розглядається стан наукової задачі і виконано аналіз наукових джерел по ній. Головними об'єктами такого аналізу слугували роботи, в яких довговічність твердих тіл розглядається як час їх життя під навантаженням до втрати цілісності (руйнування). В цьому відношенні найбільш інформативними і фундаментальними є роботи акад. С.Н. Журкова і його школи (В.Р. Регель, А.І. Слуцкер, Е.Є. Томашевський), в яких теоретично доведено і експериментально підтверджено, що руйнування твердих тіл від металів до полімерів має кінетичний характер, що виражається в накопиченні дефектів під дією навантажень в часі. При цьому руйнування має термофлуктуаційну природу, що полягає в тому, що руйнування обумовлене тепловими коливаннями атомів, а механічне навантаження забезпечує спрямованість руйнування і знижує енергію активації цього процесу. Узагальнений закон, що враховує вплив двох чинників руйнування описується рівнянням (1):
, (1)
де t0 - період коливань атомів щодо положення рівноваги; U0 - енергія активації елементарного акту процесу руйнування у відсутність напруги; - коефіцієнт, залежний від природи і структури матеріалу; K - постійна Больцмана; Т - абсолютна температура. Близькими по фізичній суті до цієї теорії є експериментальні дослідження і теоретичні висновки Г.М. Бартенєва, розвинені для полімерів і скла.
Відносно асфальтобетону аргументом на користь кінетичної теорії міцності є ступеневі залежності його міцності від швидкості навантаження, що встановлені М.М. Івановим і М.Я. Телєгіним. В кінці 60-тих років ХХ сторіччя можливість такого підходу при позитивних температурах показана в роботах В.О. Золотарьова, потім Г.Н. Кірюхіна, при низьких температурах в роботах В.С. Тітаря. Близькими до цієї проблеми є роботи А.В. Руденського.
Кінетичний підхід до природи руйнування асфальтобетону шляхом виникнення і накопичення тріщин дозволяє якісно інакше, ніж при традиційному (визначення межі міцності), врахувати вплив робочих середовищ на його довговічність. У разі традиційного підходу вплив середовищ оцінюється послідовною дією середовища, а потім навантаження. Таке стандартне випробування за визначенням коефіцієнта водостійкості, коли матеріал заздалегідь витримується у воді, а потім визначається втрата його міцності. Цей принцип по впливу агресивних середовищ на процес руйнування використано в роботах Ф.Ф. Цитшера, Б.С. Курінова, А.Д. Гавриленко, Ю.П. Ткачука, Е.В. Котлярського, А.В. Сєдова, О.О. Швагірєвої. У 70-тих роках ХХ сторіччя вперше виконана робота (В.О. Золотарьов із співавторами), в якій вивчався сумісний вплив навантажень і середовищ на час життя зразка під навантаженням. При однаковому навантаженні цей час виявився істотно залежним від виду середовища (повітря, вода, гас). З цієї роботи, обмеженої за умовами випробування, кількістю і якістю об'єктів, що вивчаються, видам середовищ, зроблений головний висновок, що свідчить про ефективність такого підходу. На підставі аналізу літературних джерел по темі сформульовані задачі дослідження.
У другому розділі розглянуті теоретичні передумови довговічності асфальтобетону в умовах дії агресивних середовищ. Вони ґрунтуються на обліку поверхневих явищ, супроводжуючих процес руйнування асфальтобетону. Головною умовою руйнування асфальтобетону в агресивних середовищах є співвідношення швидкості тріщиноутворення і швидкості розповсюдження у ньому середовища. Швидкість тріщиноутворення (руйнування) залежить від величини навантаження, що діє, і взаємозв'язана з часом, необхідним для втрати тілом цілісності. Швидкість розповсюдження середовища визначається змочуючою здатністю середовища по відношенню до підложки і може характеризуватися крайовим кутом змочування и на межі розділу фаз "підложка - середовище - повітря" згідно рівнянню Юнга:
cos = (ППв - СП)/СПв (2)
де ППв, СП і СПв - поверхневий натяг на межі розділу фаз: підложка - повітря; середовище - підложка; середовище - повітря.
Змочування є кінетичним процесом, що протікає в часі, що є причиною гістерезису змочування. Відповідно до цього змочуюча здатність середовища тим більше, чим менше ППв, чим більше СП, чим менше СПв. Оскільки агресивними середовищами в процесі роботи асфальтобетону в покритті є водні розчини різних речовин, а природа підложки (кам'яних матеріалів і бітуму) може бути дуже різноманітною, то швидкість процесів змочування може коливатися в широких межах.
Найбільш простим рідким середовищем є вода. Як полярна рідина, вона характеризується великим поверхневим натягом. Відповідно до правила різниці полярності, вона дуже добре змочує кам'яні матеріали з породоутворюючим мінералом кварцитом і гірше за породу з породоутворюючим мінералом кальцитом. Її агресивна дія проявляється у витісненні плівки бітуму з поверхні кам'яного матеріалу. Агресивність водних розчинів різних хімічних речовин залежить від їх впливу на СП і СПв.
При руйнуванні асфальтобетону під дією навантажень тріщини можуть розвиватися по когезійному (рис. 1а), адгезійному (рис. 1б) або змішаному механізму (рис. 1в). Оскільки водні розчини полярні вони погано змочують неполярну поверхню бітуму і в мінімальному ступені можуть впливати на розвиток тріщин в асфальтобетоні.
Рис. 1 - Механізми розвитку тріщин в асфальтобетоні на межі розділу фаз "середовище - бітум - мінеральний матеріал" при малих розтягуючих напруженнях: а) подовжній розрив плівки бітуму по когезійних зв'язках; б) відшаровування бітумної плівки від поверхні мінеральних матеріалів по адгезійних зв'язках; в) комбінований механізм двох видів руйнування; г) корозійний розрив бітумної плівки з оголенням мінеральної поверхні.
Активний вплив середовища на цей процес пов'язаний з необхідністю контакту середовища з мінеральною поверхнею, тобто наявністю порушень цілісності бітумної плівки. Такі порушення формуються на стадії перемішування (згідно Л.Б. Гезенцвею навіть при якісному перемішуванні до 25 % поверхні залишається непокритою бітумом), під дією навантажень (в процесі руйнування) і за рахунок проникаючої корозійної дії середовища (рис. 1г).
Другий чинник впливу рідкого середовища на процес руйнування полягає в тому, що при попаданні в гирла тріщин вона знижує поверхневий натяг СП відповідно до ефекту П.А. Ребіндера, знижуючи міцність підложки. Крім того, середовище, що заповнює тріщини, згідно Б.Д. Дерягину, створює ефект, що розклинює, який перешкоджає лікуванню тріщин при малих швидкостях руйнування.
Ступінь впливу того або іншого чинника агресивності середовища на довговічність асфальтобетону визначається його складом, структурою і станом: адгезією бітуму до мінеральної підложки, пористістю асфальтобетону, товщиною бітумної плівки, її консистенцією (агрегатним станом), рівнем напруженого стану (чим більше напруга, тим більше дефектів, але тим менше час руйнуючої дії середовища), корозійною активністю середовища. Багато хто з цих чинників призводить до зниження енергії активації процесу руйнування і призводить до зниження часу життя асфальтобетону під навантаженням. У зв'язку з цим доцільно використовувати для оцінки руйнуючої дії коефіцієнт стійкості (Ка.с.) в середовищі у вигляді співвідношення часу до руйнування асфальтобетону при сумісній дії середовища і навантаження (tc) до часу до руйнування на повітрі (tПв).
Враховуючи, що інтенсивність дії середовища пов'язана з умовою розкриття тріщин, для визначення пропонованого коефіцієнта найбільш виправдано випробування в умовах осьового розтягування. Зважаючи на складність забезпечення такої схеми напруженого стану в практичних умовах і враховуючи, що верхні шари покриття працюють на вигин, в експериментальних дослідженнях використана схема чистого згину.
У третьому розділі розглянуті методи і матеріали, що прийняті до дослідження.
Окрім стандартних методів випробувань органічних в'яжучих і бетонів на їх основі були використані спеціальні, розроблені в ХАДІ, методи і оригінальні прилади з визначення: часу до руйнування асфальтобетону при чистому згині (t); крайового кута змочування (И); зчеплення (Сц) в'яжучого з мінеральною поверхнею; проникнення середовищ в бітум; відтворений і використаний метод і прилад П.А. Ребіндера з визначення поверхневого натягу рідких середовищ.
На основі аналізу літературних джерел в якості рідких середовищ прийняті: дистильована вода; 5 % водний розчин NaCl; 2 % водні розчини соляної (HCl) і сірчаної (H2SO4) кислот; 0,05 % водний розчин неіоногенної поверхнево-активної речовини ОП-10. Для дослідження поверхневих властивостей середовищ і зчеплення бітуму з мінеральними матеріалами використані: мармур, вапняк, гранодіорит, граніт, кварц. У якості в'яжучих прийняті бітуми марок: БНД 40/60; БНД 60/90; БНД 130/200 і БНД 200/300, отримані шляхом компаундування бітуму марки БНД 40/60 і гудрону Лисичанського НПЗ. Для забезпечення стабільності складу асфальтобетону використаний подрібнений і розсіяний по фракціях (10ч15 мм; 5ч10 мм; 2,5ч5 мм; 1,25ч2,5 мм; 0,63ч1,25 мм; 0,315ч0,63 мм; 0,14ч0,315 мм; 0,071ч0,14 мм) граніт і вапняковий мінеральний порошок.
У четвертому розділі приведені результати досліджень: поверхневих властивостей рідких агресивних середовищ; їх дифузії в бітум; зчеплення бітуму з мінеральними матеріалами різної природи в агресивних середовищах; довговічності асфальтобетону на основі різних марок і вмісту бітумів, що відносяться до різних гранулометричних типів, ущільнених під тиском 10 МПа, 30 МПа і 40 МПа, випробуваних при різних температурах.
Результати досліджень поверхневих властивостей агресивних рідких середовищ (табл. 1) свідчать про закономірність, відповідно до якої пониження поверхневого натягу агресивних рідких середовищ, як правило, супроводжується зменшенням їх крайових кутів змочування И зі всіма досліджуваними поверхнями. При цьому вирішальним чинником зниження И є мінеральний склад підложок. Так, при переході від мармуру до кварцу И зменшується на 48 °.
У тісному взаємозв'язку з крайовим кутом змочування мінеральних підложок середовищем знаходиться їх зчеплення з бітумом в середовищі: чим нижче И, тим менше зчеплення (табл. 2). При цьому для всіх підложок підтверджується раніше встановлена закономірність, що полягає в тому, що з пониженням марочної в'язкості бітумів однієї природи і технології отримання, зчеплення падає. Ступінь зниження зчеплення з кварцовим склом при переході від бітуму БНД 40/60 до БНД 130/200 знаходиться в межах 18ч29 %. Відносно стійкості плівок бітуму у середовищах на різних підложках підтверджуються відомі факти (А. І. Лисіхіна, А.С. Колбановська, І. М. Руденська), що стосуються стійкості бітумної плівки у водному середовищі: вона більше у разі карбонатних гірських порід і менше для кислих. Найбільш активним середовищем в порівнянні з водою є розчини ПАР. Для пари "бітум БНД 130/200 - 0,05 % розчин ПАР" зчеплення знижується на 22ч27 %, а для розчинів солі і кислот це зниження знаходиться в межах 3ч9 %.
Таблиця 1
Поверхневі властивості агресивних середовищ
|
Поверхня |
Крайовий кут змочування (и) в град. різних поверхонь різними середовищами |
|||||
|
Діст. вода |
5 % водн. р-н NaCl |
2 % водн. р-н HCl |
2 % водн. р-н H2SO4 |
0,05 % водн. р-н ОП-10 |
||
|
Бітум БНД 40/60 |
88,8 |
80,9 |
61,6 |
57,7 |
34,4 |
|
|
Мармур (білий) |
64,6 |
63,1 |
- |
- |
33,8 |
|
|
Вапняк |
64,5 |
62,5 |
- |
- |
32,5 |
|
|
Гранодіорит (черн.) |
37,8 |
33,9 |
- |
- |
19,9 |
|
|
Граніт (сірий) |
30,9 |
29,9 |
26,4 |
23,0 |
21,2 |
|
|
Кварц |
16,2 |
14,0 |
12,1 |
10,1 |
9,3 |
|
|
Слюда |
16,5 |
12,2 |
15,4 |
14,6 |
7,2 |
|
|
Кварцове скло |
8,4 |
8,6 |
6,5 |
6,7 |
4,9 |
|
|
Поверхневий натяг (), мДж/м 2 |
72,59 |
72,90 |
70,01 |
69,00 |
28,17 |
|
|
Водневий показник (рН) |
7,09 |
6,06 |
0,56 |
0,35 |
6,45 |
Таблиця 2
Зчеплення (Сц) бітумів з різними мінеральними поверхнями в агресивних середовищах
|
Поверхня |
Зчеплення (Сц) з мінеральною поверхнею, % |
|||||||
|
Діст. вода |
5 % водн. р-н NaCl |
2 % водн. р-н HCl |
2 % водн. р-н H2SO4 |
0,002 % водн. р-н ОП-10 |
0,005 % водн. р-н ОП-10 |
0,05 % водн. р-н ОП-10 |
||
|
БНД 40/60 |
||||||||
|
Мармур (білий) |
100 |
100/0 |
- |
- |
98/2 |
97/3 |
91/9 |
|
|
Вапняк |
100 |
100/0 |
- |
- |
100/0 |
98/2 |
94/6 |
|
|
Гранодіорит (чорний) |
78 |
80/-2 |
- |
- |
68/10 |
68/10 |
64/14 |
|
|
Граніт (сірий) |
69 |
67/2 |
63/6 |
61/8 |
57/12 |
55/14 |
52/16 |
|
|
Кварцове скло |
47 |
46/1 |
44/3 |
45/2 |
40/7 |
39/8 |
36/11 |
|
|
БНД 60/90 |
||||||||
|
Мармур (білий) |
96 |
98/-2 |
- |
- |
85/11 |
84/12 |
80/16 |
|
|
Вапняк |
100 |
100/0 |
- |
- |
90/10 |
88/12 |
83/17 |
|
|
Гранодіорит (чорний) |
73 |
73/0 |
- |
- |
60/13 |
58/15 |
52/21 |
|
|
Граніт (сірий) |
62 |
61/1 |
60/2 |
58/2 |
52/10 |
50/12 |
45/17 |
|
|
Кварцове скло |
39 |
37/2 |
34/5 |
32/7 |
29/10 |
27/12 |
22/17 |
|
|
БНД 130/200 |
||||||||
|
Мармур (білий) |
92 |
90/2 |
- |
- |
72/20 |
69/23 |
65/27 |
|
|
Вапняк |
95 |
96/-1 |
- |
- |
81/14 |
78/17 |
69/26 |
|
|
Гранодіорит (чорний) |
67 |
65/2 |
- |
- |
50/17 |
46/21 |
40/27 |
|
|
Граніт (сірий) |
55 |
52/3 |
48/7 |
46/9 |
37/18 |
32/23 |
26/29 |
|
|
Кварцове скло |
29 |
26/3 |
24/5 |
23/6 |
19/10 |
14/15 |
7/22 |
Примітка: у знаменнику різниця між зчепленням у воді і середовищі.
Такий характер впливу середовищ на зчеплення бітумів з підкладкою у вирішальному ступені визначає закономірності зміни часу до руйнування асфальтобетону при сумісній дії навантажень і середовищ. Типова залежність довговічності від величини напруги представлена на рис. 2.
Рис. 2 - Залежність часу до руйнування асфальтобетону типу "Б" з 4,0 % бітуму БНД 40/60 від напруги, при температурі 21 °С в середовищах: - повітря; - дистильована вода; - 5 % водний розчин NaCl; - 2 % водний розчин HCl; - 2 % водний розчин H2SO4; - 0,05 % водний розчин ПАР ОП-10.
Наведені на рис. 2 залежності можуть бути описані ступеневим рівнянням
,
що підтверджує фізичну сутність термофлуктуаційній теорії міцності. Вплив середовища позначається на абсолютних значеннях довговічності, які характеризуються константою В і на куті їх нахилу до осі напруження, що характеризується константою b. Це фізично означає, що при малому напруженні (для прийнятих об'єктів і умов випробувань 0,50 МПа) вплив середовищ на довговічність максимальний (табл. 3). В цьому випадку співвідношення довговічності випробувань у повітрі і розчині ПАВ досягає 4,5. При великому напруженні (2,51 МПа) це співвідношення знижується до 2,18. Таке зменшення довговічності за рахунок збільшення напруження, що діє, при випробуваннях в середовищах підтверджує доцільність використання коефіцієнта стійкості у середовищі (Ка.с.). Порівняння значень цих коефіцієнтів, отриманих при випробуваннях в різних середовищах (табл. 4), показує, що їх розподіл по ступеню руйнуючої дії на асфальтобетон різних гранулометричних типів повністю відповідає їх розподілу по значеннях зчеплення бітумної плівки з мінеральними підложками (табл. 2).
Коефіцієнти стійкості в агресивному середовищі є також функцією крайового кута змочування середовищем мінеральної підложки (рис. 3). Такий характер впливу агресивних середовищ указує на його безпосередній зв'язок з поверхневими властивостями і явищами на межі розділу фаз: "мінеральна підложка - бітум - агресивне середовище" і свідчить про справедливість зроблених теоретичних припущень.
Таблиця 3
Довговічність асфальтобетону типу "Б" з різним вмістом бітуму БНД 40/60 в агресивних середовищах при температурі випробувань 21 °С
|
Вміст в'яжучого, % |
Водонасичення, % |
Час до руйнування (с), Ка.с., константи B і b при напруженні (МПа) в різних агресивних середовищах |
||||||||||||||||||
|
Повітря |
Діст. вода |
5 % водн. р-н NaCl |
2 % водн. р-н HCl |
2 % водн. р-н H2SO4 |
0,05 % водн. р-н ОП-10 |
|||||||||||||||
|
0,50 |
1,00 |
2,51 |
0,50 |
1,00 |
2,51 |
0,50 |
1,00 |
2,51 |
0,50 |
1,00 |
2,51 |
0,50 |
1,00 |
2,51 |
0,50 |
1,00 |
2,51 |
|||
|
4,0 |
6,7 |
2,7105 |
5,8103 |
48 |
1,8105 |
4,1103 |
35 |
1,1105 |
2,9103 |
31 |
0,8105 |
2,2103 |
26 |
0,7105 |
1,9103 |
24 |
0,6105 |
1,6103 |
22 |
|
|
Ка.с. |
0,67 |
0,71 |
0,73 |
0,41 |
0,50 |
0,65 |
0,30 |
0,38 |
0,54 |
0,26 |
0,33 |
0,50 |
0,22 |
0,28 |
0,46 |
|||||
|
4,5 |
5,1 |
4,0105 |
8,0103 |
58 |
2,8105 |
6,1103 |
46 |
2,2105 |
5,3103 |
45 |
1,9105 |
4,7103 |
43 |
1,8105 |
4,2103 |
41 |
1,6105 |
3,8103 |
39 |
|
|
Ка.с. |
0,70 |
0,76 |
0,79 |
0,55 |
0,66 |
0,78 |
0,48 |
0,59 |
0,74 |
0,45 |
0,52 |
0,71 |
0,40 |
0,48 |
0,67 |
|||||
|
5,0 |
2,9 |
4,6105 |
10,0103 |
72 |
3,4105 |
8,0103 |
61 |
3,0105 |
7,0103 |
60 |
2,7105 |
6,4103 |
58 |
2,2105 |
5,4103 |
57 |
2,0105 |
5,0103 |
56 |
|
|
Ка.с. |
0,74 |
0,80 |
0,85 |
0,65 |
0,70 |
0,83 |
0,59 |
0,64 |
0,81 |
0,48 |
0,54 |
0,79 |
0,43 |
0,50 |
0,78 |
Таблиця 4
Вплив агресивних середовищ на довговічність асфальтобетону при напруженні 1 МПа
|
Тип асфальто-бетона |
Водо-насичення, % |
Марка бітуму |
Довговічність (с) і Ка.с. у різних агресивних середовищах |
||||||
|
Повітря |
Діст. вода |
5 % водн. р-н NaCl |
2 % водн. р-н HCl |
2 % водн. р-н H2SO4 |
0,05 % водн. р-н ОП-10 |
||||
|
Б |
2,9 |
БНД 40/60 |
10080 |
7952 |
6991 |
6466 |
5408 |
5034 |
|
|
Ка.с. |
0,79 |
0,69 |
0,64 |
0,54 |
0,50 |
||||
|
В |
2,6 |
17990 |
15016 |
13038 |
12096 |
10160 |
9098 |
||
|
Ка.с. |
0,83 |
0,72 |
0,67 |
0,56 |
0,51 |
||||
|
Г |
1,7 |
32444 |
27322 |
23737 |
22313 |
19247 |
16985 |
||
|
Ка.с. |
0,84 |
0,72 |
0,69 |
0,59 |
0,52 |
Рис. 3. Залежності Ка.с. асфальтобетону типів "Б" (), "В" () і "Г" () з використанням бітуму БНД 40/60, випробуваних при температурі 21 °С від крайового кута змочування агресивними середовищами поверхні граніту.
При використанні такого підходу представляється доцільним розглянути вплив різних чинників складу і стану асфальтобетону на його стійкість в агресивних середовищах. Найважливішою з них є марочна в'язкість бітумів (рис. 4). Загальна тенденція зміни Ка.с. із збільшенням пенетрації однакова для всіх середовищ. Значення Ка.с. істотно зменшується. Це зменшення складає для асфальтобетону на бітумі БНД 40/60 і БНД 130/200 у випадку для випробування у воді 0,11; у розчині NaCl 0,15; у розчині НСl 0,19; у розчині H2SO4 0,12; у розчині ОП-10 0,13. Воно абсолютне точно і досить добре кількісно співпадає з тенденцією зменшення зміни зчеплення бітумів цих марок з гранітом. Кількісні відхилення об'єктивні, оскільки асфальтобетон включає мінеральні матеріали з кислої (граніт) і основної (вапняк) порід, а умови міграції середовищ у разі моделі (підложка з шаром бітуму) і асфальтобетону істотно різні. Крім того, зниження Ка.с. у разі бітумів різних марок може бути пов'язано і із зниженням оптимального вмісту бітуму на 1 % при переході від в'язкого до малов'язкого бітуму. Це підтверджується даними табл. 3, коли зменшення вмісту бітуму однієї марки на 1 % привело до падіння Ка.с. у випадку: води на 0,07; розчину NaCl - 0,24; розчину НСl - 0,29; розчину H2SO4 - 0,22; розчину ОП-10 - 0,21.
Рис. 4. Залежність коефіцієнта стійкості в агресивних середовищах (Ка.с.) асфальтобетону типу "Б" від в'язкості використовуваних бітумів марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 130/200 і БНД 200/300, випробуваного при напруженні 0,50 МПа, в агресивних середовищах при температурі випробування 21 °С: - у дистильованій воді; - у 5 % водному розчині NaCl; - у 2 % водному розчині HCl; - у 2 % водному розчині H2SO4; - у 0,05 % водному розчині ПАР ОП-10.
Значне зниження Ка.с. у разі кислотного середовища може бути пов'язано з включенням в механізм руйнування проникаючої здатності кислот (рис. 1г). Випробування на проникнення середовищ крізь бітумну плівку товщиною 100 мкм показали, що середовища з рН>6 не проникали крізь бітумну плівку на протязі 60 діб. У той же час водні розчини кислот проникали крізь плівку бітуму БНД 40/60 із швидкістю 3,7 мкм/сутки, а в бітум марки БНД 60/90 - 7,1 мкм/сутки. Крім того, у разі проникнення кислот в асфальтобетон, можлива, їх взаємодія з мінеральним порошком (СаСО 3), що приводить до утворення водорозчинних зон, що містять СаSO4 і CaCl, що у свою чергу приводить до розпушування зони контакту і істотно знижує довговічність асфальтобетону.
Максимальне зниження довговічності у разі водних середовищ, що містять поверхнево-активні речовини, обумовлене різким зменшенням крайового кута змочування в порівнянні з іншими середовищами. В цьому випадку значення поверхневого натягу середовища і бітуму стають близькими, молекули ПАВ покривають вуглеводневими радикалами бітум, а міжфазний поверхневий натяг на межі розділу фаз "бітум - підложка" сприяє відшаровуванню середовищем бітуму від підложки. Цей механізм був використаний В.О. Золотарьовим і А. Бельмеждубом при розробці прискореного методу оцінки водостійкості асфальтобетону.
Пористість асфальтобетону є одним з чинників зниження довговічності, оскільки з її зростанням поліпшуються: доступ середовища в пори бетону; умови змочування нею тріщин і технологічних дефектів; проникнення середовища крізь бітумну плівку. Цей чинник позначається у разі зменшення вмісту бітуму, коли водонасичення росте (табл. 3) і у разі асфальтобетону з різним типом гранулометрії, коли водонасичення асфальтобетону із зростанням вмісту щебеня збільшується (табл. 4). Але при цьому росте товщина плівки на поверхні кам'яних матеріалів. Ці два конкуруючі чинники можуть привести до важко прогнозованих змін Ка.с.
Найбільш суперечливими є результати оцінки довговічності асфальтобетону, ущільненого під різним тиском (табл. 5). Асфальтобетон типу "А" на бітумі БНД 200/300, ущільнений під тиском 10 МПа, не дивлячись на підвищене водонасичення, показав велику стійкість у всіх прийнятих середовищах (Ка.с. змінюється в межах від 0,74 до 0,58), чим асфальтобетон, ущільнений під тиском 30 МПа (Ка.с. змінюється в межах від 0,44 до 0,14).
Це ж відноситься і до асфальтобетону типу "Б" на тому ж малов'язкому низькоадгезійному бітумі. В цьому випадку Ка.с. для асфальтобетону, ущільненого під тиском 10 МПа, коливалося в межах 0,76ч0,35, а ущільнених під тиском 30 МПа - в межах 0,58ч0,23. В той же час значення стандартного коефіцієнта водостійкості асфальтобетону, ущільненого великим тиском істотно вище за те, що відповідає асфальтобетону, отриманому ущільненням при 10 МПа (0,81 проти 0,72). Цей парадоксальний результат може бути пояснений подрібненням зерен щебеня при великому тиску, що приводить до виникнення тріщин, що полегшують доступ середовищам до межі розділу фаз "бітум - підложка". Таке зниження Ка.с. відбувається на тлі набагато більших абсолютних показників довговічності асфальтобетону, отриманого при більшому тиску і випробуваного як на повітрі, так і в середовищах.
При високій марочній в'язкості бітуму (БНД 40/60) і ущільненні тиском 30 МПа ситуація корінним чином міняється: значення Ка.с. асфальтобетону, ущільненого вищим тиском, вище за те, що відповідає недостатньо ущільненому асфальтобетону. Зокрема, у разі водного середовища це - 0,81 проти 0,72. Стандартні коефіцієнти водостійкості в цьому випадку також вище: 0,86 проти 0,77. Характерно, що для визначення стандартного коефіцієнта необхідно 15 діб, а пропонованого в роботі 5 діб.
Таблиця 5
Час до руйнування асфальтобетону типу "А" і "Б" на бітумі марки БНД 200/300 і типу "Б" на БНД 40/60, ущільнених при 10 МПа і 30 МПа (температура випробувань 21 °С)
|
Тип асфальтобетону |
Бітум |
Режим ущільнення, МПа |
Кв 15 |
Час до руйнування асфальтобетону (с) при напруженні (МПа) в різних агресивних середовищах |
|||||||||||||
|
Марка |
Вміст, % |
Повітря |
Діст. вода |
5 % водн. р-р NaCl |
2 % водн. р-р HCl |
2 % водн. р-р H2SO4 |
0,05 % водн. р-р ОП-10 |
||||||||||
|
0,50 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
||||||
|
А |
БНД 200/300 |
3,0 |
10 |
0,72 |
367 |
10 |
270 |
8 |
252 |
7 |
246 |
7 |
238 |
7 |
214 |
6 |
|
|
Ка.с. |
0,74 |
0,80 |
0,69 |
0,70 |
0,67 |
0,70 |
0,65 |
0,70 |
0,58 |
0,60 |
|||||||
|
30 |
0,81 |
2075 |
47 |
907 |
22 |
632 |
15 |
434 |
11 |
387 |
10 |
292 |
8 |
||||
|
Ка.с. |
0,44 |
0,47 |
0,30 |
0,32 |
0,21 |
0,23 |
0,19 |
0,21 |
0,14 |
0,17 |
|||||||
|
Би |
БНД 200/300 |
3,5 |
10 |
0,74 |
1,6103 |
37 |
1,2103 |
29 |
1,0103 |
24 |
0,7103 |
17 |
0,7103 |
16 |
0,6103 |
14 |
|
|
Ка.с. |
0,76 |
0,78 |
0,61 |
0,65 |
0,45 |
0,46 |
0,42 |
0,43 |
0,35 |
0,38 |
|||||||
|
30 |
0,82 |
3,9103 |
82 |
2,3103 |
52 |
2,1103 |
49 |
1,2103 |
28 |
1,1103 |
26 |
0,9103 |
20 |
||||
|
Ка.с. |
0,58 |
0,63 |
0,53 |
0,60 |
0,30 |
0,34 |
0,27 |
0,32 |
0,23 |
0,24 |
|||||||
|
БНД 40/60 |
5,0 |
10 |
0,77 |
9,8103 |
214 |
7,1103 |
159 |
6,0103 |
138 |
4,0103 |
91 |
4,0103 |
90 |
3,2103 |
67 |
||
|
Ка.с. |
0,72 |
0,76 |
0,61 |
0,64 |
0,41 |
0,43 |
0,41 |
0,42 |
0,32 |
0,31 |
|||||||
|
30 |
0,86 |
459103 |
10103 |
373103 |
8103 |
350103 |
7103 |
317103 |
6103 |
279103 |
6103 |
258103 |
5103 |
||||
|
Ка.с. |
0,81 |
0,79 |
0,76 |
0,69 |
0,69 |
0,64 |
0,61 |
0,59 |
0,56 |
0,52 |
У реальних умовах асфальтобетон працює в широкому діапазоні температур. Стандарт припускає, що довговічність асфальтобетону можна прогнозувати по значеннях показників міцності при 0 °С, 20 °С і 50 °С. При цьому облік впливу середовища при температурах 0 °С і 50 °С не передбачається. У той же час в термофлуктуаційній теорії міцності твердих тіл температура розглядається як найважливіший чинник руйнування, що визначає довговічність. Відносно асфальтобетону, як термопластичного матеріалу, пониження температури приводить до переходу асфальтобетону з вязкоупругого в крихкий стан, унаслідок зміни сил адгезійних і когезійних зв'язків. При постійному напруженні це позначається на значеннях довговічності асфальтобетону: при рівному напруженні вона зменшується з температурою (рис. 5).
Вплив середовища позначається тим більше, чим нижче температура. При температурі 50 °С дія середовища знижує довговічність в 3,3 разів. З пониженням температури її вплив вироджується і при 0 °С практично не виявляється. З цього можна зробити висновок, що обробка асфальтобетонних покриттів розчинами солей при низьких температурах не приводить до руйнування покриттів. Ці розчини і суміші роблять вплив в період відлиги. Завчасне очищення покриттів може попередити їх корозійне руйнування.
Рис. 5. Залежність часу до руйнування асфальтобетону типу "Б" з 5,0 % бітуму БНД 40/60, від температури, випробуваного при напрузі 1,00 МПа і 1,51 МПа в різних агресивних середовищах: - на повітрі; - у дистильованій воді; - у 5 % водному розчині NaCl; - у 2 % водному розчині HCl; - у 2 % водному розчині H2SO4; - у 0,05 % водному розчині ПАР ОП-10.
У п'ятому розділі висвітлені практичні аспекти застосування результатів дослідження.
На підставі результатів виконаних досліджень розроблений метод прискореного визначення коефіцієнта водостійкості асфальтобетону, заснований на обліку температурно-часової залежності зчеплення бітумної плівки з підложкою у водному середовищі. Він викладений в Методичних вказівках "Експрес-метод визначення водостійкості асфальтобетонів дорожніх та аеродромних" МВ 218-02071168-607:2007. Метод включений в проект: Зміна № 1 ДСТУ Б В.2.7-119-2003, який знаходиться на затвердженні в "Мінрегіонбуд".
В процесі виконання досліджень розроблена методика автоматизованого прискореного і точнішого, ніж прийнято в ДСТУ Б В.2.7-81-98, визначення зчеплення бітуму з підложкою. Методика затверджена Технічною радою Державної служби автомобільних доріг України як "Методика по визначенню показника зчеплення бітумних в'яжучих з поверхнею скла та кам'яних матеріалів з використанням ЕОМ" М 218-02071168-651...
Подобные документы
Види корозійних середовищ та їх агресивність відносно бетону. Дослідження фізико-механічних, гідрофізичних та корозійних властивостей в’яжучих композицій. Удосконалення нових в’яжучих композицій і бетонів підвищеної стійкості до сірчанокислотної корозії.
автореферат [181,1 K], добавлен 00.00.0000Опрацювання фізико-механічних характеристик ґрунтів та оцінка ґрунтових умов. Перевірка міцності перерізу по обрізу фундаменту. Призначення розмірів низького пальового ростверка і навантажень на нього. Визначення кількості паль і їх розташування.
курсовая работа [134,7 K], добавлен 06.07.2011Визначення геометричних розмірів підпірної стінки та міцності її конструкції. Характеристики ґрунтів, тиск набережної. Розрахунок навантажень, які діють на стінку та на поверхню ґрунту; гідростатичний тиск води. Визначення ваги стінки, оцінка стійкості.
курсовая работа [904,0 K], добавлен 07.01.2016Обробка фізико-механічних характеристик ґрунтів. Визначення навантажень у перерізі по підошві фундаменту. Розміри низького пальового ростверку і навантаження на нього. Оцінка ґрунтових умов і призначення заказної довжини паль, їх несуча здатність.
курсовая работа [234,3 K], добавлен 22.11.2014Методи визначення ступеню статичної невизначеності. Характеристика вибору основної системи. Розрахунок зовнішніх навантажень на кожному прольоті і невідомих опорних моментів. Визначення площу епюри фіктивних навантажень і відстані центра ваги до опор.
курсовая работа [95,0 K], добавлен 12.04.2010Історія розвитку ДП "ДерждорНДІ", розробки нових технологій. Особливості діяльності, структура та завдання відділу асфальтобетонів. Підбір складу оптимальної асфальтобетонної суміші. Технологія отримання бітумних емульсій методом хімічного емульгування.
отчет по практике [58,7 K], добавлен 10.02.2011Фізико-географічні умови району робіт, геоморфологія та рельєф. Інженерно-геологічне районування. Методика та етапи визначення нормативних та розрахункових значень фізико-механічних властивостей ґрунтів. Область застосування та головні визначення.
курсовая работа [5,8 M], добавлен 26.02.2013Бетонування монолітних конструкцій в зимовий час. Організація і технологія будівельного процесу. Встановлення готових каркасів і укладання сіток. Область застосування фанери ламінованої. Технологія арматурних робіт. Розрахунок складу бетонної суміші.
курсовая работа [159,9 K], добавлен 16.03.2015Аналіз зовнішніх та внутрішніх джерел шуму в житлових будівлях. Дослідження акустичних джерел в умовах інтенсивних транспортних потоків. Розрахунок рівня звукового тиску у житловому будинку та еколого-економічного збитку від шуму міського автотранспорту.
дипломная работа [9,4 M], добавлен 15.10.2013Особливості бетонування при негативних температурах. Приготування бетонних сумішей в зимових умовах, їх транспортування. Сутність бетонування способом термоса, у теплицях. Як проводять електропрогрівання бетону по різних методах, прилади та особливості.
курсовая работа [936,8 K], добавлен 26.09.2009Помилки у фундаментобудуванні. Обстеження фундаментів і їхніх основ. Зміцнення та підсилення основ. Підсилення і реконструкція фундаментів мілкого закладення, пальових фундаментів. Підвищення стійкості будівель і споруд, розташованих на нестійких схилах.
реферат [836,2 K], добавлен 24.03.2009Фізико-механічні характеристики ґрунтів. Визначення навантажень на фундамент мілкого закладення. Розрахунок кількості паль і їх несучої здатності. Визначення осідання пальового фундаменту. Організація робіт при забиванні паль і спорудженні ростверку.
курсовая работа [219,0 K], добавлен 18.01.2014Визначення основних розмірів конструкцій: лоток, прольоти другорядних балок і виліт консолей, поперечні перерізи основних несучих елементів. Розрахунок і конструювання лотока. Визначення навантажень, зусиль у перерізах, міцності конструкційних елементів.
курсовая работа [659,2 K], добавлен 09.10.2009Розрахунок, конструювання плити, визначення навантажень, розрахункова схема. Уточнення конструктивних параметрів поперечного перерізу, визначення площ робочої арматури. Побудова епюри матеріалів, розрахункові перерізи, згинальні моменти другорядної балки.
курсовая работа [532,8 K], добавлен 19.09.2012Визначення основних функціональних груп будівель та споруд, які розташовані на береговій частині комплексу та їх вплив на загальну планувальну концепцію території суходолу і гавані. Процес становлення яхтового комплексу як архітектурного об’єкта.
статья [181,4 K], добавлен 24.11.2017Проектування балкової клітки; визначення товщини настилу. Конструювання головної балки: визначення навантажень зусиль отриманої сталі і підбір перерізу. Розрахунок і конструювання оголовка і бази колони: підбір перерізу елементів за граничною гнучкістю.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.02.2013Балка як елемент споруд, яких працює на поперечний згин. Конструктивна схема розрахунку таврової балки, вибір матеріалів, технологічного процесу зварювання та методики розрахунку. Деформація конструкції. Визначення коефіцієнта концентрації напружень.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 15.09.2014Збір навантажень на покриття і перекриття. Навантаження на колону з вантажної площі. Визначення повного та тривало діючого навантаження. Розрахунок колони на міцність. Визначення діаметру монтажної петлі. Розрахунок монолітного фундаменту старанного типу.
курсовая работа [328,7 K], добавлен 01.12.2014Визначення густини, пористості, водопоглинання, водостійкості та міжзернової пустотності матеріалів. Властивості портландцементу, гіпсу, заповнювачів для важкого бетону. Проектування складу гідротехнічного бетону, правила приготування бетонної суміші.
учебное пособие [910,3 K], добавлен 05.09.2010Розгляд кристалічної структури матеріалів та твердих речовин. Характеристика колоїднодисперсної системи. Визначення властивостей будівельних матеріалів по відношенню до хімічних, фізичних та механічних впливів. Вивчення понять густини та змочуваності.
реферат [627,8 K], добавлен 05.09.2010
