Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Структура и классификация асфальто- и полимерасфальтобетонных смесей

Основные свойства асфальтобетона тесно связаны с его струк­турой. Применительно к такому сложному многокомпонентному ма­териалу, каким является асфальтобетон, понятие "структура" также является весьма сложным, поскольку им объединяются представления о различных особенностях этого материала – размерах и распределении по размерам минеральных частиц, их взаимном расположении, характере распределения битума в асфальтобетоне и свойствах би­тумных слоев на минеральных зернах, объеме пор и их распределении по размерам, соотношении объемов замкнутых и сообщающихся пор и др. Обобщенный термин "структура асфальтобетона" слагается из представлений об элементарных и взаимосвязанных структурах этого материала.Свойства каждой из названных элементарных структур оказывают большое влияние на структуру асфальтобетона, а, следовательно, и на его свойства.

Характерные для асфальтобетона (при положительных темпера­турах) вязко-пластические свойства определяются в основном осо­бенностями структуры дисперсной системы битум - минеральный по­рошок, выполняющий роль вяжущего материала. Рассматриваемую дис­персную систему следует отнести к коагуляционным структурам.

Структура асфальтобетона предопределяется:

- структурой минерального остова, структурой битума, особенностями взаимодействия минеральных материалов с битумом, плотностью асфальтобетона и особенностями его капиллярно-поровой структуры.

Структуру асфальтобетона методологически целесообразно рас­сматривать как трехкомпонентную систему, состоящую из микро-, мезо- и макроструктур. Микроструктура – это структура асфальтовяжущего вещества, мезоструктура – асфальтового раствора (песок + асфальтовяжущее вещество), макроструктура – асфальтобетона (щебень + асфальтовый раствор).

Макроструктура формируется щебнем, который рассматривается как основной структурообразующий элемент мелко- и крупнозернистых асфальтобетонов. В песчаном асфальтобетоне макроструктура формируется зернами 5-1,25 мм. Структурообразующая роль щебня также как и песка, значительно отличается от роли минерального порошка. Его основное назначение заключается в формировании пространственного каркаса, обеспечивающего прочность асфальтобетона.

При незначительном содержании щебня свойства асфальтобетона определяются свойствами асфальтового раствора, поскольку зерна щебня являются отдельными вкраплениваниями, "плавающими" в раствор­ной части – базальная структура. Зерна щебня в этом случае раз­делены толстыми прослойками раствора и являются своего рода инерт­ным заполнителем, размер, свойства поверхности, форма зерен щеб­ня не оказывают в этом случае существенного влияния на свойства асфальтобетона. Больше того, в некоторых случаях введение 10-20% щебня может привести к снижению прочности асфальтобетона по сравнению с прочностью асфальтового раствора за счет снижения однородности системы.

Дальнейший рост содержания щебня приводит к возникновению отдельных контактов между зернами через тонкие плёнки ориентиро­ванного битума – поровая структура. Прочность битумных слоев настолько велика, что битум под нагрузкой практически не вытесняется. Однако, если нагрузки при уплотнении весьма велики, то возможно разрушение зерен в зонах контакта от сосредоточенных контактных напряжений. При этом разрушается и битумная плёнка, возникают прямые контакты по минеральным зернам, что приводит к возникновению конденсационных связей (конденсационная микроструктура). Порог формирования конденсационных связей наступает при содержании щебня более 45%.

При увеличении щебня до 60-65% в асфальтобетоне формируется пространственный каркас. Крупные минеральные зерна контактируют друг с другом непосредственно или через настолько тонкие прослой­ки битума, что вяжущее приобретает в них свойства твердого тела. Дальнейшее увеличение количества щебня приводит к формированию контактной структуры, в которой объем пустот в щебеночном кар­касе значительно превышает объем асфальтового раствора, создает материал с большой пористостью и пониженной прочностью.

Макроструктура асфальтобетона

Под структурой минерального остова следует понимать характер и взаимное расположение минеральных частиц, входящих в состав асфальтобетона. Минеральный остов воспринимает на себя значительную часть усилий. Поэтому важно, чтобы он состоял из достаточно прочных частиц и был плотным. Прочность асфальтобетона в немалой степени зависит от величины внутреннего трения, которое обуслов­лено формой, размерами и характером поверхности минеральных частиц. Большую роль в формировании структуры асфальтобетона играет и структура материалов, образующих минеральный остов.

На структуру асфальтобетона оказывают свойства свободного и адсорбированного битума.