Асфальт состав: Состав и классификация асфальта (по содержанию основных элементов)

Содержание

Состав и классификация асфальта (по содержанию основных элементов)

Состав и классификация асфальта (по содержанию основных элементов)

Асфальтобетон — вещество, имеющее много разновидностей, отличающихся друг от друга в первую очередь составом. Состав асфальта определяет в том числе сферу его применения: дороги, которые используются с различной степенью интенсивности, имеют различные покрытия.

Общеизвестно, что в состав асфальта (битумной смеси) входят песок, щебень, битум и минеральные порошки. Песок может быть природным и дробленым. Первая разновидность добывается из песчаных карьеров, вторая — путем размельчения камней и шлаков.

Щебень и гравий могут состоять из частичек различного диаметра, быть однородными и неоднородными. Возможно изготовление асфальтовой битумной смеси без крупного заполнителя из щебня или гравия — так называемая песчано-битумная смесь.

Битум бывает натуральным и искусственным. В производстве асфальта используется искусственный битум, который получают при нефтепереработке.

Наконец, минеральные порошки в мелкозернистом асфальтобетоне — это продукт помола карбонатных горных пород (известняк, доломит и др.) Эти добавки используются для повышения прочности асфальтобетона, так как увеличивают вязкость. Вместе с тем, стоит отметить, что если минеральных порошков будет слишком много, асфальтобетон будет хрупким. Максимально допустимый процент порошков — 12% от общей массы, чаще встречаются смеси с 6-10 процентами минеральных элементов состава асфальта.

Кроме того, асфальтобетон часто включает в себя добавки:

вещества естественного и искусственного происхождения и различных свойств. К естественным добавкам могут относиться сера или сажа, к добавкам искусственного происхождения — к примеру, латексы на основе синтетического каучука.

Добавки улучшают полезные свойства материалов:

могут делать асфальтболее шероховатым (и, соответственно, более безопасным для езды, благодаря улучшению сцепления с шинами), более морозостойким, способствовать тому, что езда по асфальту будет сопровождаться меньшим шумом.

Классификация

По составу асфальта (наличию битума и минеральной составляющей) выделяют следующие группы:

Песчаные. Самая непрочная смесь, может использоваться для пешеходной дорожки либо тротуара.
Резиново-битумные. Основная сфера их использования — строительство спортивных сооружений.
Мелкозернистый асфальтобетон. Используется для производства междугородних трасс, а также проезжей части в городе.
Крупнозернистый. В отличие от мелкозернистого асфальтобетона, используется как нижний слой в двуслойном покрытии.
Полимерно битумные смеси. Достаточно долговечны. Широко применяются при устройстве мостовых конструкций, стоянок, паркингов.
Щебёночно-мастичные. Особенно долговечны и прочны. Активно используются при строительстве городских дорог (с интенсивным движением), могут использоваться в строительстве аэродромов.

Как и из чего делают асфальт? Состав

Главная / Полезно знать! / Статьи по теме / Как и из чего делают асфальт?

В простонародье асфальт — это то же самое, что и асфальтобетонная смесь, которая используется для покрытия дорог. Но в действительности это разные вещества с абсолютно разными свойствами и характеристиками.

Главные составляющие асфальта

В состав асфальта, как правило, входят твердые компоненты и битум. С учетом интенсивности и характера эксплуатации, состав может дополняться другими компонентами:

крупнозернистыми заполнителями — гравием или щебнем с фракцией 10-40мм, которые придают устойчивость к механическим нагрузкам;
мелкозернистым наполнителем (песком или отсевом) — он увеличивает плотность асфальтобетона и придает ему дополнительную термоустойчивость;
тонкодисперсным минеральным порошком — для изменения вязкости раствора;
битумом — главным вяжущим составляющим элементом искусственного асфальта. Возможно использование и других пластификаторов для покрытия дорог особого назначения.

Классификация асфальтобетонных составов

Асфальтобетонные смеси классифицируются по фракции твердого наполнителя, по составу и по технологии производства.

По фракции различают:

крупнозернистые – используются преимущественно для нижнего слоя асфальта. Крупнозернистым состав считается при использовании щебня или гравия с размером зерна до 40 мм;
мелкозернистые – используются как верхний слой асфальта. В состав добавляется мелкий гравий или щебень с размером зерен до 15 мм;
песчаные – используются при укладке пешеходных дорожек, аллей, площадок, с минимальной запроектированной нагрузкой. В составе используется мелкофракционный гравий или щебень, минеральный порошок, песок (природный или дробленый), отсев.

По составу различают типы смеси:

классический – универсален для любой местности и любых дорожных покрытий, используется в городах как для парковых зон, так и для больших скоростных магистралей;
щебеночно-мастичный – обладает высокой прочностью, укладывается на оживленных загородных дорогах с высокими эксплуатационными нагрузками;
полимерасфальтобетон – максимально устойчивый к износу состав, включающий более плотную смесь минеральных и полимерно-вяжущих материалов. Им покрывают дороги, предназначенные для прохождения тяжелой специальной техники.

По технологии производства смеси асфальтобетона делятся на:

теплые;
горячие;
холодные.

Процесс изготовления теплых и горячих смесей

При традиционном способе укладки нагретых асфальтосмесей, который предполагает разравнивание, термопластификацию и застывание битума, используется температура 110°С для горячих и 40-80°С для теплых смесей.

Классическая (традиционная) система производства горячих асфальтобетонных смесей используется практически на каждом асфальтовом заводе.

Поскольку на заводы щебень поступает еще влажным, его сушат при температуре 150°С и разделяют на разные фракции посредством просеивания через несколько вибрационных сит — на так называемом грохоте. Использование влажного наполнителя не допускается. Следующий шаг в производстве асфальтобетонных смесей — смешивание щебня или гравия и битума, не допуская при этом понижения температуры ниже чем 170°С вплоть до укладки дорожного полотна. Для улучшения характеристик покрытия в состав вносятся дополнительные составляющие – модификаторы и присадки. Срок хранения готового асфальтобетонного состава – максимум два дня и только в теплые дни с последних месяцев весны до первых месяцев осени.

Изготовление холодных асфальтосмесей

Холодные асфальтосмеси изготовляются из холодного битума с щебневым и гравийным наполнителем с добавлением специальных полимеров, которые имеют свои достоинства и отрицательные черты.
Положительные стороны холодных смесей:

рабочая температура от 5°С до -30°С;
износостойкость;
прочность;
надежность;
долговечность;
великолепное сцепление с дорожной основой.

Изъяны холодных смесей:

дороговизна;
невысокая прочность на сдвиг.

Учитывая все плюсы и минусы холодных составов, они максимально подходят только для ямочного ремонта дорог и укладки пешеходных дорожек и аллей. Полное покрытие автомобильной дороги такой смесью экономически невыгодно и не соответствует технико-эксплуатационным требованиям ГОСТ.
Иногда холодные смеси используются для покрытия площадок, с предположительно минимальной нагрузкой, например, во дворах жилых домов, на парковых аллеях, площадках.

При производстве холодных асфальтосмесей применяются абсолютно те же технологии, что и для изготовления горячих составов — просушка твердых наполнителей, просеивание на грохоте и смешивание с битумом и другими составляющими.

Предприятия, специализирующиеся на производстве асфальта

Заводы, производящие асфальтобетон, располагают комплексами машин, сооружений, техники, зданий, и осуществляют полный цикл создания асфальта:

принимают и хранят составляющие для производства асфальта;
дробят и сортируют щебень, гравий и песок;
подготавливают, сушат и смешивают все составляющие;
перерабатывают покрытие, которое уже отслужило свое.

Асфальтобетонные заводы также подразделяются на циклические и непрерывные. Циклические в производстве используют дозаторы, а непрерывные предполагают, что запущенный цикл производства не может быть остановлен.

Кроме того, существуют мобильные и стационарные асфальтосмесительные установки. Мобильные асфальтосмесительные установки, которыми располагает каждый асфальтобетонный завод, находятся непосредственно в местах укладки нового дорожного покрытия, так как готовые горячие смеси нецелесообразно возить на дальние расстояния.

Современные асфальтобетонные заводы могут производить около 400 тонн асфальта в час.

ЧТО ЭТО ЗА МАТЕРИАЛ? — Асфальт

Дом | Что это за штука | Объявления | Поиск C&EN Online

ЧТО ЭТО ЗА МАТЕРИАЛ?
22 ноября 1999 г.
Том 77, номер 47
CENEAR 77 47 стр.81
ISSN 0009-2347

Асфальт

Майкл Фримантл

[Фото Западного исследовательского института]

Что бы мы были без этой черной липкой субстанции, называемой асфальтом? Мы ходим, ездим на велосипеде и ездим на машине по нему. Самолет, на котором мы летим, взлетает и садится на него. А иногда прилипает к нашей обуви.

«Около 70 миллиардов фунтов асфальта ежегодно используется только в США, и использование асфальта резко возрастет в Азии в течение следующих 10 лет», — отмечает Артур М. Усмани, главный научный сотрудник Usmani Development Co., Индианаполис, в отчете. предисловие к его книге «Наука и технология асфальта» (Нью-Йорк: Марсель Деккер, 1997). Он добавляет, что асфальтосодержащие материалы находят применение не только в дорожном и дорожном строительстве, но и в кровельных работах, покрытиях, клеях и аккумуляторах.

Широкое использование асфальта обусловлено его замечательными гидроизоляционными и вяжущими свойствами. Твердое покрытие дорог, например, зависит от способности асфальта склеивать заполнители из камня и песка. Большинство асфальтов также являются идеальными поглотителями света. Вот почему они черные.

Американское общество по испытаниям и материалам определяет асфальт как вяжущий материал от темно-коричневого до черного цвета, в котором преобладающими компонентами являются битумы, встречающиеся в природе или получаемые при переработке нефти. Битум — это общий термин для натуральных или искусственных твердых, полутвердых или вязких вяжущих материалов черного или темного цвета, которые состоят в основном из высокомолекулярных углеводородов. Термин включает смолы и пеки, полученные из угля.

«Почти весь асфальт, используемый сегодня, получают из нижней части бочки, то есть из последней фракции на нефтеперерабатывающем заводе после удаления нафты, бензина, керосина и других фракций из сырой нефти», — говорит Усмани C&EN. «Очень мало производится из других природных источников».

Асфальты представляют собой очень сложные и плохо изученные материалы, содержащие насыщенные и ненасыщенные алифатические и ароматические соединения, содержащие до 150 атомов углерода. Их состав варьируется в зависимости от источника сырой нефти. Многие соединения содержат кислород, азот, серу и другие гетероатомы. Асфальт обычно содержит около 80% углерода по весу; около 10% водорода; до 6% серы; небольшое количество кислорода и азота; и следовые количества металлов, таких как железо, никель и ванадий. Молекулярные массы составляющих соединений колеблются от нескольких сотен до многих тысяч.

Соединения классифицируются как асфальтены или мальтены в зависимости от их растворимости в гексане или гептане. Асфальтены представляют собой соединения с высокой молекулярной массой, которые не растворяются в этих растворителях, тогда как мальтены имеют более низкую молекулярную массу и являются растворимыми. Асфальты обычно содержат от 5 до 25 мас.% асфальтенов и могут рассматриваться как коллоиды мицелл асфальтенов, диспергированных в мальтенах.

Многие соединения асфальта являются полярными, поскольку они содержат спиртовые, карбоксильные, фенольные, аминовые, тиоловые и другие функциональные группы. В результате этой полярности молекулы самособираются, образуя мультимолекулярные кластеры с молекулярной массой до 100 000. Считается также, что адгезия асфальта к заполнителю зависит от полярного притяжения между молекулами асфальта и полярными поверхностями заполнителей.

«Асфальт имеет уникальную сеть полимерного типа, — говорит Усмани. Хотя это и не полимер в строгом смысле этого слова, это термопластичный материал — он размягчается при нагревании и затвердевает при охлаждении. В определенном диапазоне температур асфальт также является вязкоупругим, что означает, что он проявляет механические характеристики вязкого течения и упругой деформации.

Хотя асфальт используется в сырой нефти уже миллионы лет, он не может служить вечно, если его использовать для мощения дорог. Мало кто из нас мог пропустить тряску по трещинам и колеям на дорогах с интенсивным движением.

На свойства асфальта влияет ряд факторов. К ним относятся ее состав и источник сырой нефти, тип и количество используемого заполнителя, наличие влаги, метод строительства дороги, температура и, конечно же, интенсивность движения.

В идеале асфальт, используемый для мощения дорог, должен оставаться вязкоупругим при любых погодных условиях. Однако многие асфальтовые дороги летом размягчаются и страдают от колейности, или, как ее еще называют, остаточной деформации. При низких температурах нейтральные молекулы асфальта образуют более организованные структурные формы. В результате материал твердеет, становится хрупким и трескается под воздействием больших транспортных нагрузок. Это известно как термическое и усталостное растрескивание.

Асфальты также теряют свою пластичность и, следовательно, затвердевают, трескаются или крошятся, когда они теряют свои более летучие низкомолекулярные компоненты или когда эти компоненты окисляются. Этот процесс известен как старение. Влага от дождя и других источников также может проникать в асфальт и повреждать его, особенно состарившийся или окисленный асфальт, поскольку они имеют большее количество полярных компонентов, привлекающих молекулы воды.

Характеристики асфальта можно улучшить с помощью различных методов модификации. Например, продувка горячим жидким асфальтом воздуха удаляет более летучие соединения и приводит к получению продукта с более высокой вязкостью. Добавление модификаторов, таких как полибутадиен в виде резиновой крошки из использованных шин и других полимеров, также делает асфальт более жестким.

По словам Усмани, не совсем понятно, как полимерные модификаторы смягчают недостатки асфальта. «Чтобы поддерживать текущее использование асфальта и разрабатывать новые области применения, необходимо оживить исследования, разработки и разработку асфальтовых материалов», — отмечает он.

Что такое асфальт?

Мы ездим на нем, ходим по нему, играем и катаемся на нем. Даже наши самолеты садятся на него, но мы редко останавливаемся и задумываемся о том, что такое асфальт и как за ним ухаживать. Во-первых, давайте взглянем на ингредиенты асфальта.

Компоненты асфальта

Итак, что такое асфальт и его ингредиенты? На самом деле асфальт состоит из двух основных компонентов. К первым относятся агрегаты ; это смесь щебня, гравия и песка. Агрегаты составляют около 95% горячей асфальтобетонной смеси.

Остальные 5% составляют битум . Битум представляет собой черный или темный вязкий материал, который удерживает агрегаты вместе и состоит из полициклических углеводородов (побочный продукт нефти).

Для более глубокого понимания компонентов асфальта, элементарные компоненты асфальта включают углерод, водород, серу, кислород, азот и следовые количества железа, никеля и ванадия.

На самом деле существует несколько различных типов асфальта, и они классифицируются по процессу, используемому для связывания заполнителя с битумом.

Типы асфальта

Горячий асфальтобетон производится при высокой температуре и является наиболее прочным из всех типов асфальта. Обычно он используется в приложениях с интенсивным движением, например, на автомагистралях и взлетно-посадочных полосах аэропортов.
Теплая асфальтобетонная смесь не требует высоких температур для производства благодаря добавлению эмульсий, восков и цеолитов. Хотя он безопаснее для окружающей среды и рабочих и при его производстве используется меньше ископаемого топлива, он не обеспечивает такой же уровень долговечности, как горячий асфальтобетон. Таким образом, он в основном используется для областей с низким трафиком или для исправления.
Асфальтобетонная мастика имеет меньшее содержание битума, чем горячий асфальтобетон, и обычно используется для дорог, пешеходных дорожек, игровых площадок и крыш.

Независимо от типа асфальта требуется определенный уход для обеспечения дополнительной защиты и долговечности.

Прочность асфальта

Если вас когда-либо раздражала трещина на асфальтовой дороге или бельмо на парковке, вы знаете, что этот материал не вечен. Характеристики асфальта могут широко варьироваться в зависимости от ряда переменных, включая наличие влаги, колебания температуры, интенсивность движения и воздействие определенных химических веществ. Даже различные ингредиенты асфальта могут определять его долговечность.

Поскольку асфальт может выдерживать вес транспортных средств, его выбирают для дорог, парковок и подъездных путей. Его можно быстро наносить и легко заделывать, вдавливая непосредственно в трещины и выбоины.

Со временем ингредиенты асфальта могут начать разрушаться и разрушаться из-за интенсивного движения, воздействия элементов, расширения и сжатия. По этой причине использование герметика абсолютно необходимо для надлежащего ухода за любой поверхностью с асфальтовым покрытием. Несмотря на то, что на рынке представлен ряд герметизирующих продуктов, мы рекомендуем использовать только битумно-эмульсионный герметик из-за его способности создавать эффективную защиту от дорожного движения, воды, масляных солей и других окрашивающих агентов.

Если ингредиенты асфальта не защищены должным образом слоем герметика, они неизбежно треснут. Если оставить даже небольшие трещины и щели открытыми и неустраненными, это определенно приведет к более серьезным повреждениям, таким как выбоины, крошащийся асфальт и повреждение фундамента. В конечном итоге это приводит к необходимости дорогостоящей замены асфальта.

Какова наиболее эффективная стратегия технического обслуживания Asphalt?

Для домовладельцев важно понимать состав асфальта, потому что за ним нужно регулярно ухаживать. Асфальтовая дорога может оставаться в хорошем состоянии десятилетиями, если за ней правильно ухаживать.

Также важно знать, что может негативно повлиять на ингредиенты асфальта. Поскольку масло, смазка, газ, соль и трансмиссионная жидкость могут ухудшить качество асфальта и в конечном итоге привести к растрескиванию и крошению, эти вещества следует быстро удалять, если они пролиты на асфальт.

Заполнение трещин

В рамках профилактического обслуживания необходимо проверять асфальт на наличие трещин. Даже небольшие трещины толщиной с волос, которые остаются неотремонтированными или незаполненными, могут привести к порче компонентов асфальта. Для всех типов асфальта определенное количество трещин неизбежно. Секрет в том, чтобы заполнить трещины до того, как они расширятся и превратятся в выбоины или большие участки осыпающегося дорожного покрытия. Существует два типа заполнителей трещин, которые можно использовать на любой асфальтовой или бетонной поверхности. Холодная жидкая заливка битума для заполнения трещин очень эффективна при герметизации трещин шириной до ½ дюйма. Продукт прост в использовании и герметизирует трещины на всех типах асфальта в течение нескольких лет.

Горячая засыпка для трещин — это прорезиненный битумный герметик коммерческого класса, который работает с трещинами шириной до 1 дюйма. Его можно безопасно нагреть в чайнике или расплавителе для заполнения трещин и залить в трещины, чтобы изолировать воду, лед и мусор. Он запечатывает трещины до четырех лет.

Герметизирующее покрытие

Все типы асфальта требуют надлежащего обслуживания и профилактического ремонта для сохранения внешнего вида и общего состояния. Из-за природы компонентов асфальта подъездные пути следует герметизировать каждые два-три года, чтобы предотвратить окисление, потерю гибкости, растрескивание и крошение.