Органические вяжущие вещества

Согласно археологическим исследованиям, органические вяжущие начали применять в строительстве 4500—5000 лет назад: природный битум и смолу использовали в качестве вяжущих и гидроизоляционных материалов в различных сооружениях Древнего Египта и Вавилона, изоляции каналов и водостоков, фундаментов дворцов и храмов, стен и полов в амбарах и зернохранилищах (битумная обмазка способствовала длительному хранению зерна и других сельскохозяйственных продуктов). С середины 19в. с помощью битумных вяжущих стали укладывать дорожные покрытия.

Классификация органических вяжущих веществ.

Органические вяжущие – группа природных или искусственных твёрдых, вязко-пластичных или жидких веществ, состоящих из смеси органических высокомолекулярных соединений. Они хорошо объединяются с каменными материалами и образуют прочную водостойкую плёнку. По составу, структуре, свойствам, изменению свойств в зависимости от температуры органические вяжущие достаточно близки к термопластичным полимерам и материалам на их основе. Встречаются в природе в чистом виде или получаются путём их переработки.

Сырьём для производства органических вяжущих являются продукты органического происхождения – каменный уголь, нефть, горючие сланцы, торф, древесина; физико-химическая переработка этого сырья (фракционная разгонка, сухая деструктивная перегонка и др.) даёт наряду с ценными продуктами смолообразные остатки. В результате дополнительной переработки этих остатков получают органические вещества.

В строительстве наряду с минеральными вяжущими применяют органические вяжущие — битумные и дегтевые (так называемые «черные вяжущие») и полимеры.

В зависимости от свойств, химического состава, вида сырья и технологии получения принята следующая классификация органических вяжущих веществ:

· битумы;

· дёгти.

Битумные и дегтевые представляют собой сложные смеси углеводородов и их производных.

Полимеры (от греч. polymeres — многообразный, состоящий из многих частей) — вещества с высокой молекулярной массой, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся мономерных звеньев.

В зависимости от строительных свойств и консистенции органические вяжущие делят на группы:

твёрдые битумы и дёгти(пеки), обладающие при 20-25°С вязко-упругими свойствами; при 120-180°С они приобретают подвижность

вязкие битумы и дёгти, обладающие при 20-25°С вязкими и пластичными свойствами

жидкие битумы и дёгти при 20-25°С текучие, содержащие в своём составе летучие низкомолекулярные углеводороды; применяют их при температуре в диапазоне от 15 до 120°С. они способны загустевать по мере испарения летучих углеводородов, тем самым приобретают свойства вязких битумов и дёгтей

битумные эмульсии и суспензии – дисперсные системы, состоящие из диспергированного вяжущего материала (битума или дёгтя) в водной среде с добавкой эмульгатора, обеспечивающего их устойчивость. При нормальной температуре текучи.

По назначению органические вяжущие делят на:

· дорожные – битумы нефтяные (вязкие и жидкие), дёгти каменноугольные, битумы сланцевые, эмульсии битумные;

· строительные битумы;

· кровельные битумы;

· изоляционные битумы;

· специальные битумы.

Требования к качеству органических вяжущих:

· легко объединяться с каменными материалами, образуя прочную водостойкую плёнку

· обладать вязкостью, позволяющей в момент объединения с материалом хорошо его обволакивать, а в период работы связывать минеральные частицы в прочный монолит

· быть стабильными, т.е. не изменять свойства в процессе эксплуатации в покрытиях.

Применение: в гидротехническом, дорожном (для устройства дорожных покрытий, тротуаров, полов), промышленно-гражданском строительстве в виде кровельных, гидроизоляционных материалов, асфальтовых растворов и бетонов, уплотняющих герметизирующих материалов, гидроизоляционных и дорожных мастик, битумных эмульсий, кровельно-гидроизоляционных паст, для устройства и ремонта мягких крыш, защиты от коррозии бетона, металлов и от радиоактивных излучений.

3. Характеристика битумных вяжущих веществ. Классификация, маркировка, состав, свойства, применение

Битумы - вяжущие вещества, сложные соединения из смеси углеводородов нафтенового, ароматического и метанового рядов и их сернистых, кислородных и азотистых производных, полностью растворимых в сероуглероде. Химический состав битумов сложен, они содержат около 200 различных органических веществ.

Различают битумы 3-х видов:

o природные;

o искусственные нефтяные;

o сланцевые.

Природные битумы – органическое вещество, почти без запаха, пластичное в нагретом состоянии, представленное в виде вязкой жидкости или твердообразного вещества темно-коричневого или черного цвета, которые в чистом виде встречаются сравнительно редко, образуя озёра; часто пропитывают асфальтовые (или битумные) горные породы – асфальтовые известняки, песчаники, пески и доломиты. Из асфальтовых пород природные битумы получают экстрагированием с помощью различных растворителей (но это дорогостоящий способ, поэтому он не получил достаточного распространения) или вывариванием в горячей воде.

Природный битум образовался в верхних слоях земной коры из нефти в результате медленного удаления из нее легких и средних фракций, а также в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти. Осадочные горные породы, пропитанные природным битумом, называют асфальтовыми.

Отличительные особенности природного битума от искусственного:

· высокая атмосферостойкость;

· замедленные темпы старения.

Применение – в связи с дефицитностью и высокой стоимостью применяют в основном для производства битумных лаков.

Нефтяные битумы – продукты переработки нефти и ее смолистых остатков – по стоимости почти в шесть раз ниже природных. Нефть – жидкое горючее ископаемое в виде маслянистой тёмно-бурой жидкости с присущим ей запахом керосина; представляет собой сложную смесь большого числа углеводородов различных классов, а также их соединений с кислородом, серой, азотом.

В зависимости от вязкости нефтяные битумы делят на:

o твердые;

o полутвердые;

o жидкие.

В зависимости от скорости формирования структуры жидкие битумы

делятся на три класса:

· БГ – быстрогустеющие;

· СГ – среднегустеющие;

· Г – медленногустеющие.

Жидкие битумы применяют в качестве вяжущего в подогретом до 60-100 ^о С состоянии - при строительстве дорог (для обработки гравийных и щебеночных смесей, изготовления асфальтовых материалов).

В зависимости от способа переработки нефтяные битумы делят на:

o Остаточные (гудроны);

o окисленные;

o крекинговые;

o компаундированные (смешанные);

o битумы деасфальтизации.

Остаточные битумы (гудрон) образуются после отгонки из нефти бензина, керосина и глубокого отбора части масел; при нормальной температуре являются твердыми веществами. Гудрон – остаток после отгонки из мазута масляных фракций; он является основным сырьем для получения нефтяных битумов.

Окисленные битумы (полутвердое состояние) получают в кубах (конверторах) непрерывного или периодического действия путем продувки воздуха через нефтяные остатки, которые при этом окисляются и уплотняются под действием кислорода.

Крекинговые битумы получают при крекинге (разложении при высокой температуре) нефти и нефтяных масел (жидкие битумы).

Компаундированные битумы получают смешиванием нефтяных продуктов различной вязкости. Компаундирование – это вторичный процесс их переработки. Ведь битум или смолистый остаток, полученный перегонкой, окислением, экстракцией или деасфальтизацией, не всегда удовлетворяет требованиям по всем показателям, предъявляемым к дорожным битумам. Поэтому путём смешения битума с другими смолистыми остатками соответствующего состава можно значительно улучшить его свойства и довести до требуемых характеристик.

Битумы деасфальтизации получают осаждением асфальтосмолистой части гудронов пропаном и другими растворителями.

В строительстве чаще используют остаточные и окисленные битумы. Нефтяные битумы в нагретом состоянии разливают в тару и после остывания отправляют по назначению. Сланцевые битумы – битумы, образующиеся при переработке продуктов перегонки битуминозных (горючих) сланцев без доступа воздуха.

Термин «сланцевые битумы» не совсем точен. По свойствам и химическому составу они приближаются к битумным материалам, а по способу лучения – к дегтям. Область применения сланцевых битумов в основном та же, что и нефтяных.

Индексация битумов

Строительные нефтяные битумы выпускают трех марок: битум нефтяной БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10 (числитель – температура размягчения °С, знаменатель – среднее значение глубины проникания иглы). Применяются для изготовления асфальтовых бетонов и растворов, приклеивающих и изоляционных мастик, покрытия и восстановления рулонных кровель.

Нефтяные кровельные битумы, применяемые для производства кро-вельных и гидроизоляционных материалов, вырабатывают трех марок: битум нефтяной кровельный БНК-45/180– пропиточный битум, БНК-90141 и БНК-90/30– покровные битумы (числитель – среднее значение температуры размягчения °С, знаменатель – среднее значение глубины проникания иглы).

Нефтяные дорожные битумы, применяемые в качестве вяжущего при строительстве дорожных и аэродромных покрытий, выпускают пяти марок: битум нефтяной дорожный БНд-200/300, БНд-130/200, БНд-90/130, БНд-60/90, БНд-40160. Цифры показывают допускаемые пределы отклонения глубины проникания иглы при 25°С.

Применение:

· твердые нефтяные битумы применяют в производстве рулонных кровельных материалов, битумных мастик;

· полутвердые – для изготовления гидроизоляционных материалов, битумных обмазок, асфальтовых растворов и бетонов и других материалов;

· жидкие – преимущественно для дорожного строительства.

Состав битумов

В групповой состав битумов входят:

Масла – вязкие жидкости светло-желтого цвета с плотностью не ниже 1000 кг/м³, состоящие из углеводородов (85-88%) с молекулярной массой 100-500, водорода (10-14%), серы(до 4%) и незначительно кислорода и азота. Придают вяжущему подвижность, текучесть, увеличивают испаряемость и снижают температуру размягчения; · смолы (кислые и нейтральные) – вязкопластичные высокомолекулярные аморфные вещества темно коричневого цвета с плотностью около 1000 кг/м³ и молекулярной массой 600-2000, от содержания которых зависят степень пластичности, растяжимости битумов и вяжущие свойства.

По химическому составу они в основном относятся к гетероциклическим ароматическим высокомолекулярным соединениям, в состав которых входят углерод (80-87%), водород (10-18%), кислород (1-10%) и сера ( 1-1,5 %):

асфальтены – твердые хрупкие неплавкие вещества кристалического строения с плотностью более1000 кг/м³ и молекулярной массой 1000-5000, содержание которых определяет теплоустойчивость, вязкость и хрупкость вяжущих материалов. По химическому составу представляют собой смесь насыщенных гетероциклических соединений, содержащих углерод, водород, кислород и серу;

карбены и карбоиды – твердые углеродистые вещества, образующиеся при высоких температурах; их содержание повышает вязкость и хрупкость битума. В битумах встречаются редко. По составу схожи асфальтенами, но содержат больше углерода, имеют большую плотность и более тёмный цвет. Карбоиды – твёрдые вещества типа сажи;

асфальтогеновые кислоты и их ангидриды – смолообразные вещества коричнево-серого цвета с плотностью более1000 кг/м³, способствующие более интенсивной адгезии битумов к каменным материалам, особенно к карбонатным породам;

примесь в битуме кристаллического парафина (твёрдого метанового углеводорода) понижает его качество, в частности повышает хрупкость при пониженных температурах. Нефти в основном высокопарафинистые, поэтому при производстве битумов необходимо, чтобы содержание парафина в них не превышало 5%. Повышение содержания парафина ухудшает дорожно-строительные свойства битумов: снижает растяжимость и повышает температуру затвердевания битума.

 

Свойства битумов

Основные свойства, определяющие качество нефтяных битумов и деление их на марки – вязкость, растяжимость, температура размягчения и вспышки.

Вязкость (твердость, или пенетрация) битумов является характеристикой их структурно-механических свойств и зависит главным образом от температуры.

При низких температурах вязкость битума увеличивается, и он приобретает свойства твердого тела; с увеличением температуры вязкость уменьшается и битум переходит в состояние густой жидкости почти чёрного цвета. Эта особенность позволяет применять их как связующее вещество. Структурная вязкость для жидких битумов определяется временем истечения пробы в секундах при постоянной температуре через отверстие стандартного вискозиметра размером 5 или 10 мм. Для полутвердых и твердых битумов структурированная вязкость, точнее текучесть (величина, обратная вязкости), измеряется в условных единицах по глубине проникания иглы в битум при определенной нагрузке, температуре, времени погружения.

Растяжимость (дуктильность) – свойство битумов вытягиваться в тонкие нити под влиянием приложенной растягивающей силы. Оно харак-теризуется абсолютным удлинением до разрыва нити (см) образца битума (в виде восьмерки) при температуре 25°С, определяемым на приборе - дуктилометре. Растяжимость характеризует пластичность вязких битумов. Высокие пластические свойства вязких битумов наблюдаются обычно при значительном содержании смол, оптимальном содержании асфальтенов и масел и незначительном содержании карбенов и карбоидов.

Температура вспышки – важное свойство для установления технологических параметров при работе с битумом, ее измеряют на специальном приборе (за температуру вспышки принимают температуру, которую показал термометр при первом появлении синего пламени над частью или над всей поверхностью образца битума, выделившего пары вяжущих).

Температура вспышки характеризует степень огнеопасности битума при разогревании в котлах. Она составляет 220-240 °С (в зависимости от марки); минимальная температура самовоспламенения 300-368°С. Температура, при которой пламя горит не менее 5 секунд, называется температурой воспламенения.

Температура размягчения битума характеризует степень его под-вижности и составляет от 20°С до 80-110°С и выше. Битумы имеют аморфное строение, поэтому у них нет определенной температуры плавления, а существуют большие температурные интервалы размягчения, т. е. при нагревании они постепенно переходят из твердого состояния в вязкожидкое, что характеризует пригодность битума для использования в различных температурных условиях, т.е. пластические и тепловые качества битума. Температура размягчения имеет большое практическое значение, так как при данной температуре битум теряет ряд своих строительных свойств, например, склеивающие свойства, поэтому в конструкциях, в которых битум может подвергаться нагреванию до температуры 50°С, следует применять битум с температурой размягчения 65-70°С.

Теплостойкость определяют с помощью прибора «кольцо и шар» (рис.4.2) по температуре, при которой битум, залитый в кольцо, выдавливается на определенную глубину (2,54 см) под действием массы стального шарика и помещается в подогреваемую водяную баню. Температуру размягчения определяют по температуре водяной бани, когда битум размягчается и шарик опустится на нижнюю полочку прибора.

Рассмотренные свойства связаны между собой некоторой зависимостью. Так, твердые битумы с малой глубиной проникания иглы имеют высокую температуру размягчения и малую растяжимость, т.е. являются хрупкими, а битумы с низкой температурой размягчения имеют большую пенетрацию, могут сильно растягиваться, т.е. обладают высокой пластичностью.

Температура хрупкости или затвердевания.

При отрицательных температурах битумы становятся хрупкими. Температура хрупкости - температура, при которой образуется первая трещина на изгибаемом тонком слое битума, нанесенном на стальную пластинку специального прибора. Чем ниже температура хрупкости битума, тем выше его морозостойкость и тем выше качество битума. За рубежом в некоторых странах температуру хрупкости устанавливают по пенетрации.

Битумы гидрофобны (не смачиваются водой), водостойки, имеют плотное строение, пористость их практически равна нулю, поэтому они водонепроницаемы и морозостойки (на них меньше образуется трещин).

Битумы стойки по отношению к водным растворам многих кислот, щелочей, солей и большинству агрессивных газов, но растворяются полностью или частично в различных органических растворителях (сероуглероде, хлороформе, бензоле, дихлорэтане, этиловом спирте, бензине, бензоле и др.), поэтому их применяют их для приготовления лаков, красок и мастик.

Битумы при размягчении прочно сцепляются (обладают адгезией) с камнем, деревом, металлом и др. Используются при применении в качестве вяжущих веществ; переводить в рабочее состояние битумы можно расплавлением, растворением в органических растворителях и эмульгированием в воде (получение битумных эмульсий производят с помощью специальных добавок-эмульгаторов).

Нефтяные битумы хорошо совмещаются с резиной и полимерами, что позволяет значительно улучшить качество битумных материалов в соответствии с требованиями современного строительства.

Получаемые при этом материалы называют резинобитумными и битумно-полимерными. К ним можно отнести «монофлекс» - битумно-полимерный материал, обладающий высокой морозостойкостью (до -50°С) и теплостойкостью (до +100°С), сохраняя при этом пластичность и гибкость: его верхняя поверх-ность укреплена полиэстером, нижняя – плёнкой, а внутри – модифицированный битум.

В целом битумы сходны по составу и структуре, основным техническим свойствам с дёгтями.

.

Рисунок  Прибор «кольцо и шар» для определения температуры размягчения битума

Недостатки битумных вяжущих – старение – процесс медленного изменения состава и свойств битума, сопровождающийся повышением хрупкости и снижением гидрофобности.

Происходит оно от действия солнечного света и кислорода воздуха, поэтому на стройплощадках битум хранят под навесом или в специальных закрытых складах, защищая их от действия солнечных лучей и атмосферных осадков.

Классификация, маркировка, состав, свойства, применение

Дегтевые вяжущие получают в процессе деструктивной (нагревание без доступа воздуха) перегонки твердых видов топлива (каменного и бурого угля, торфа, горючих сланцев и др.); в настоящее время имеют меньшее применение, чем битумные.

Деготь (каменноугольный, древесный, торфяной) темно коричневого цвета с характерным резким запахом нафталина и фенола. Состоит из углеводородов и их сернистых, азотистых и кислородных производных. В сыром виде каменноугольный деготь в строительстве не применяют, так как он содержит воду и летучие фракции. Химический состав дегтей сложен. В нем находится около 200 различных органических веществ.

В зависимости от исходного сырья получают:

· каменноугольные дёгти;

· торфяные дёгти;

· древесные дегти.

В строительстве чаще применяют дегтевые каменноугольные вяжущие: каменноугольный деготь и каменноугольный пек.

Каменноугольный деготь – вязкая невзрывоопасная маслянистая жидкость черного цвета с характерным запахом, обусловленным содержанием в нем фенолов и нафталина, определяющих токсичные свойства дёгтя.

Каменноугольные дегти в зависимости от значения вязкости подразделяют на шесть марок:

1. Д-1 (для обеспыливания дорог и поверхностной обработки дорожных покрытий и оснований);

2. Д-1 и Д-2 (для обработки грунтово-гравийных и щебёночных материалов при смешении на дороге в холодном состоянии);

3. Д-3 и Д-4 (для обработки грунтово-гравийных материалов в смесительных установках в холодном состоянии);

4. Д-5 и Д-6 (для поверхностной обработки дорожных покрытий, изготовления холодного дёгтебетона и щебёночных смесей в смесительных установках);

5. Д-6 (для глубокой пропитки) щебёночных дорожных покрытий; для изготовления горячего дёгтебетона.

Сырой каменноугольный деготь не пригоден для производства строительных материалов из-за содержания значительного количества летучих веществ и растворимых, вымываемых водой соединений, которые понижают их погодоустойчивость.

Каменноугольный пек – твердое хрупкое аморфное вещество черного цвета с характерным блеском и раковистым изломом, с плотностью 1,28 г/см³ и температурой размягчения 50-60 °С, не растворимое в воде, но растворимое в органических растворителях.

Получают пек следующим образом: из сырого дегтя сначала отгоняют воду (при 100°С), все легкие (при 170°С) и часть тяжелого, шпалопропиточного масла (при 270-300°С) самого тяжелого антраценового масла (при 360°С), в результате получают отогнанный деготь – пек, который применяют в строительстве.

Следует помнить, что пек – токсическое вещество; при работе с ним необходимо соблюдать правила безопасности, защищать кожу, слизистые оболочки.

Пек сплавляют с антраценовым маслом или отогнанным дегтем и получают составленный деготь, который обладает высокими вяжущими и приклеивающими свойствами, малой хрупкостью и слабо размягчается под действием солнечных лучей. Он наиболее пригодный для строительных целей.

Пек в зависимости от температуры размягчения, зольности и содержания влаги производят двух марок: среднетемпературный и высокотемпературный.

Отличительные особенности дёгтевых материалов от битумных:·под действием влаги, кислорода воздуха, солнечной радиации сравнительно быстро стареют, становятся хрупкими и малопрочными. Старение вызвано испарением масел и вымыванием фенолов водой. Дегтевые материалы становятся хрупкими и теряют гидрофобность, эластичность, покрываются трещинами; · более биостойки, чем битумные. Стойкость к гниению объясняется высокой токсичностью содержащегося в дегтях фенола (карболовой кислоты).

Применение - дегтевые материалы служат ценным сырьем для получения разных химических продуктов.

Свойства дёгтей. Вязкость дегтей является характеристикой их структурно-механических свойств и зависит главным образом от температуры. При повышении температуры вязкость снижается, при понижении – резко возрастает; при отрицательных температурах дегти становятся хрупкими.

Структурная вязкость для жидких дегтей определяется временем истечения пробы в секундах при постоянной температуре через отверстие стандартного вискозиметра размером 5 или 10 мм.

Теплостойкость дегтей, имеющих аморфное строение, определяется на приборе «кольцо и шар» Она ниже, чем у нефтяных битумов благодаря более грубой дисперсности и повышенной плавкости.

«Пассивные» сцепления с мрамором и песком и др. При размягчении прочно сцепляются с камнем, деревом, металлом и др.

Атмосфероустойчивость. В результате совместного протекания процессов испарения масел и химического видоизменения компонентов дёгти стареют интенсивнее нефтяных битумов.

Пластичность дёгтя низкая и обусловливается небольшим количеством в них вязко пластичных компонентов и наличием свободного углерода.

При нормальной температуре дёгти – это твердые массы или густые жидкости темного, почти черного цвета; при нагревании они размягчаются (разжижаются), а при охлаждении – отвердевают. Эта особенность позволяет применять их как связующее вещество.

Они практически не растворяются в воде (а многие и в кислотах) благодаря отсутствию пористости, но растворяются в органических рас-творителях (сероуглероде, хлороформе, бензоле, дихлорэтане и др.). Это позволяет их использовать при изготовлении лаков и мастик.

Дёгти водостойки и морозостойки, поэтому их используют в качестве кровельных и гидроизоляционных материалов.

При оценке качества дегтей необходимо знать их групповой состав.

В него входят:

· масла — вязкие жидкости светло-желтого цвета, состоящие из углеводородов, водорода, серы и незначительно кислорода и азота. Придают вяжущему подвижность, текучесть, увеличивают испаряемость и снижают температуру размягчения;

· смолы (твёрдые и мягкие)– вязкопластичные высокомолекулярные аморфные вещества темно-коричневого цвета, от содержания которых зависят степень пластичности, растяжимости битумов и вяжущие свойства. По химическому составу они в основном относятся к гетероциклическим ароматическим высокомолекулярным соединениям, в состав которых входят углерод, водород, кислород и сера и др.

Смешивание битума с дегтем или с дегтевыми продуктами (например, антраценовым маслом) позволяет получить битумно-дегтевые материалы, отличающиеся более высокой смачивающей и адгезионной способностью, биохимической стойкостью, что весьма важно при изготовлении кровельных и гидроизоляционных материалов на картонной основе.

Характеристика асфальтовых и дегтевых растворов и бетонов

Асфальтовый раствор – уплотненная смесь асфальтового вяжущего с мелким заполнителем – песком (чистый и сухой песок с наибольшей крупностью зерен 5 мм).

Асфальтовое вяжущее – смесь нефтяного битума (9-11%) с мине-ральным порошком (из известняков, доломита, мела, асбеста, шлака). Последний уменьшает расход битума и повышает температуру размягчения раствора.

Для повышения качества раствора в его состав вводят асфальтовый порошок, содержащий природный битум. Минеральные порошки при смешивании с битумом образуют структурированную систему, обладающую повышенной прочностью и водоустойчивостью.

Изготовляют асфальтовые растворы на специализированных заводах следующим путём: в варочный котел загружают битум и смесь сухих компонентов раствора. При постоянном перемешивании смесь нагревают до 180°С. При достижении полной однородности раствора его в горячем состоянии подают на место укладки. Укладывают асфальтовые растворы слоем (толщиной 20-30 мм) на сухое уплотненное основание, уплотняют и заглаживают гладилками или механическими катками.

Применение - асфальтовые растворы применяют в строительстве для устройства полов промышленных зданий и складов, для покрытия тротуаров, плоских крыш, в качестве основания для плиточных полов.

Асфальтовый бетон — искусственный строительный материал, полученный в результате твердения рационально подобранной, перемешанной до однородного состояния и уплотненной смеси нефтяного битума, минерального порошка, песка и крупного заполнителя (щебня или гравия).

Общее содержание битума в асфальтобетоне 5-6% по массе. Крупный заполнитель изготовляют из прочных и морозостойких изверженных, осадочных и метаморфических горных пород, а также из металлургических шлаков. Чаще всего используют щебень из известняков и доломитов крупностью 10...40 мм, хорошо сцепляющийся с битумом. Щебень должен быть чистым; не допускается содержание глинистых и пылеватых частиц свыше 2%. Форма зёрен должна приближаться к тетраэдрной и кубовидной, а поверхность – к шероховатой, что повышает внутреннее трение и прилипание вяжущего. Содержание лещадных и игловатых зёрен ограничивается 15-25%. Кроме того, щебень должен выдерживать без разрушения не менее 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Количество дроблёного гравия, также служащего для приготовления асфальтобетонных смесей, должно достигать не менее 80%. К нему предъявляют те же требования, что и к щебню.

Для приготовления асфальтобетона применяют крупно- и среднезернистые пески из группы природных и дроблёных песков(высевок), в част-ности кварцевый песок, состоящий из окатанных зёрен кварца. Песок должен быть чистым и содержать пылевато-глинистых частиц не более 3% по массе.

Минеральный порошок получают размолом известняков, доломитов, доменных шлаков. По техническим требованиям набухание смеси порошка с битумом не должно превышать 2,5%. Карбонатные горные породы, используемые для производства минеральных порошков, не должны содержать глинистых примесей более 5%.

Марку битума выбирают в зависимости от вида асфальтобетона, климатических условий и категории дороги. В технологии производства асфальтобетона успешно применяют ПАВы, введение которых улучшает сцепление битума с минеральным материалом, увеличивает степень обволакивания битумом минеральных частиц, сокращает время перемешивания, улучшает удобоукладываемость и уплотняемость смесей. К ним относятся: карбоновые кислоты, кубовые остатки синтетических жирных кислот, госсиполовая кислота, окисленный петролатум, каменноугольная смола и др.

По способу применения бетоны делят на укладываемые:

· в горячем состоянии;

· холодном состоянии.

Наиболее распространены горячие асфальтобетонные смеси, имеющие при укладке температуру 140-170 °С. Технология их производства следующая: смесь предварительно высушенных и подогретых до 180-200°С минерального порошка, песка и щебня загружают в смеситель с расплавленным битумом и перемешивают до готовности. Горячие смеси перевозят на автосамосвалах и укладывают только на прочное сухое основание. Основанием для покрытия может быть слой бетона, булыжная мостовая, иногда слой щебня или булыжника. Асфальтобетон укладывают в один или два слоя, затем укатывают тяжелыми катками. По краям дорожного покрытия должны быть устроены бортовые камни. После остывания через 1-2 ч асфальтобетон отвердевает, приобретая плотность и прочность.

Асфальтобетонные смеси, укладываемые в холодном состоянии, приготовляют на жидких битумах. Эти смеси набирают прочность в течение нескольких дней. Твердение происходит в результате окисления, испарения и частичного поглощения основанием вяжущего вещества. Преимущество их в том, что их можно укладывать в сырую и холодную погоду, их стоимость ниже, но они менее долговечны и прочны.

Преимущества асфальтового бетона — высокая прочность, хорошее сопротивление упругим и пластическим деформациям, ровность и гигиеничность покрытия, легкость очистки.

Применение - асфальтобетон применяют для дорожного покрытия, для устройства полов промышленных цехов, складов, хранилищ, плоской кровли, стяжек.

Дегтевые растворы и бетоны — аналогичны асфальтовым, только для их приготовления используют дегтевые вяжущие. Однако по своему качеству они уступают асфальтовым. Дегтевые растворы и бетоны обладают меньшими износо- и водостойкостью, теплоустойчивостью и атмосферостойкостью.

Применение - в строительстве для устройства покрытия на дорогах второстепенного значения и для ремонта.