Как выполнить железнение цементных покрытий: технологии рабочих процессов

К сожалению, даже развитые строительные технологии пока не в состоянии предоставить материалы, которые могут продолжительное время выдерживать нагрузки, не теряя своих качеств. Данный фактор относится и к изделиям из бетона, которые систематически находятся под воздействием не только физико-механических напряжений, но и атмосферных явлений. Есть ли способы улучшить характеристики конструкций из цемента?

Базовые сведения

По сути технология железнения цементных покрытий способствует защите элементов строительства от внешнего воздействия и продлевает их эксплуатационный срок службы. Методика позволяет не только сделать поверхность ровной и гладкой, но и избавиться от последствий нарушения технологических этапов приготовления бетона.

Например, недостаточное количество портландцемента или излишки воды в готовых смесях, элементарно могут привести к образованию микропустот и трещин. Все это в итоге скажется на гидроизоляционных параметрах стяжки. Процесс железнения дает возможность уплотнить ее верхний слой и вместе с тем повысить качественные характеристики конструкции:

• Износостойкость и ударопрочность.
• Водонепроницаемость.
• Добиться ровной плоскости.
• Сократить ломкость и расслаивание бетона и штукатурки.

Выполнение работ на небольших площадях с цементно-песчаной стяжкой вполне доступно для самостоятельной реализации. Объекты покрупнее уже потребуют применения специальной техники.

Методы железнения цементных покрытий: суть процесса

Для укрепления поверхностей из бетона существуют специальные составы, которые включают следующие компоненты:

• Портландцемент.
• Раствор силикатов натрия и калия.
• Гранитный наполнитель.
• Алюминат натрия.
• Химические добавки.

Эти материалы гарантируют эффективную обработку, но по некоторым методикам железнение готовых цементных покрытий выполняется обычным портландцементом. В зависимости от техники проведения работ различают два способа:

1. Сухой.
2. Мокрый.

Первый метод применим только на горизонтальных плоскостях, второй – на любых. К мокрому способу также можно отнести обработку полиуретановыми пропитками и жидким стеклом.

Сухой метод

Применяется только после частичного (3-6 часов) схватывания поверхности. Технология состоит из выполнения следующих пунктов:

• нанести через сито на горизонтальную плоскость сухой цемент слоем 2-3 мм;
• дать цементу пропитаться влагой;
• втереть кельмой состав в бетон.

После проведения работ поверхность должна высохнуть. При этом в течение первых трех дней следует аккуратно ее увлажнять. По прошествии двух недель желательно дополнительно покрыть готовую плоскость полимерным составом.

Мокрый метод

Для его реализации применяется состав, состоящий из песка и портландцемента в соотношении 1:1. Чаще всего используется цемент марки М400 или М500. В целях добавления пластичности в смесь добавляют известковое тесто – 10% от массы цемента и тщательно перемешивают.

Проверенная технология процесса железнения цементного покрытия мокрым способом предусматривает, что готовый раствор наносится на влажную стяжку и затирается. После застывания слоя, его также нужно обработать препаратами на полимерной основе.

Работа с полиуретановой пропиткой

Процесс нанесения готового полиуретанового состава не представляет особой сложности, его реализация доступна даже для начинающего строителя:

• На выровненную влажную поверхность нанести полимерный раствор.
• Распределить смесь по всей плоскости и втереть ее в тело бетона.

Добиться большей эффективности можно при помощи затирочной машины, которую предоставит любой прокатный пункт строительного инструмента. После застывания образуется прочный защитный слой, который имеет глубину проникновения до 5 мм.

Применение смеси на основе жидкого стекла

Силикатный клей, а именно так называют в народе жидкое стекло, при смешивании с определенным количеством портландцемента, сокращает сроки его затвердевания. Однако некоторые профессионалы ставят под сомнение гидроизоляционные параметры конструкции. Поэтому грамотным решение будет дополнительная обработка полимерами.

Традиционно мастера разбавляют жидкое стекло и цемент в соотношении 1:10. Этим же раствором можно восстановить старые покрытия, тем самым избавиться от трещин и сколов.

Железнение цементных покрытий — что это такое: расценки, технология, фото и видео

В результате эксплуатации бетонные конструкции подвергаются различного типа воздействиям: механическим, химическим, тепловым. Негативно влияют на характеристики состава и перепады температур, прямые солнечные лучи, систематический контакт с водой. Для защиты, повышения прочности и продления срока службы используют метод железнения. Его суть заключается в нанесении дополнительного слоя сухого цемента или специальной смеси.

Данная технология позволяет добиться:

• увеличения прочности, твердости и плотности;
• повышения устойчивости к неблагоприятным природным факторам: воздействию воды, ветра, ультрафиолетовых лучей;
• выравнивания, гладкости.

Метод железнения предназначен для придания материалу дополнительных свойств. Он не используется для исправления результата некачественной укладки бетона.

Упрочняющие составы

Железнение бетонного покрытия может проводиться чистым цементом или смесью на его основе. В нее добавляют алюминат натрия (для повышения влагостойкости), жидкое стекло (для улучшения эстетического параметра), минеральные наполнители (для твердости) и другие компоненты, наделяющие материал определенными качествами.

Смесь подбирается в зависимости от предъявляемых требований к покрытию и предполагаемых нагрузок. Возможно добавление красящих пигментов, которые придают декоративные свойства.

Описание технологий

Железнение цементных покрытий проводится сухим и мокрым способами, а также путем использования специальных пропиток.

1. Сухой метод.

Этот способ применяется для обработки горизонтальных плоскостей. К железнению бетона цементом своими руками приступают, не дожидаясь полного его затвердевания. Свежеуложенное покрытие можно предварительно обработать грунтовкой. При помощи специального сита, ударяя по нему, необходимо рассыпать состав. Толщина полученного слоя не должна превышать 2 мм.

После его следует уплотнить и оставить на некоторое время. Когда порошок пропитается влагой от свежего бетона, нужно тщательно выровнять его шпателем, лопаткой или штукатурной кельмой. Гладкую поверхность оставить до полного затвердевания.

2. Мокрый.

По этой технологии железнения проводится укрепление горизонтальных и вертикальных плоскостей, она подходит для обработки стен и фасадов. Предварительно необходимо подготовить состав, он должен иметь тестообразную консистенцию. Наносить его следует на свежее, слегка подсохшее бетонное основание толщиной 2-3 мм. Путем тщательного выравнивания нужно добиться необходимой гладкости. Для добавления декоративных свойств поверх упрочняющего слоя можно нанести полимерное покрытие.

3. Специальные пропитки.

Железнение пропитками для бетона считается качественным, но более дорогим методом. Его специфика заключается в наполнении материала полимером. Укрепляющие компоненты проникают в цементную смесь на глубину нескольких миллиметров, заполняя все поры и микротрещины, создавая защитное покрытие.

Проводить работы по данной технологии разрешается при отрицательных температурах. Наносить пропитку следует на хорошо выравненное, твердое, но еще влажное бетонное основание. Для придания поверхности эстетической составляющей можно выбрать цвет закрепителя.

Цена железнения

Стоимость осталивания покрытий формируется из суммы затрат на приобретение сухого или жидкого варианта и оплаты услуг, если работы будут выполнять профессионалы. Закрепители можно приобрести в готовом виде или изготовить самостоятельно путем смешения цемента и дополнительных компонентов.

В таблице приведены средние расценки в Москве. Нормы расхода варьируются в зависимости от предполагаемой степени износостойкости покрытия. Для расчета можно взять средние значения: на 1 м2 требуется 5 кг сухого продукта для железнения и 0,2-0,35 л пропитки. Ориентировочная стоимость работ – 400-800 руб/м2.

Железнение бетонных поверхностей — технология укрепления цементных покрытий

Очень часто при строительстве различных объектов, изделия изготовленные из бетона получаются не того качества как планировалось ранее. И это несмотря на соблюдение технологии, и всех норм по возведению бетонных конструкций.

Приходиться сетовать на качество ингредиентов и собственную косорукость.

Но на самом деле, винить нужно исключительно земную гравитацию, которая снижает качество верхнего слоя бетона в фундаменте, строительство которого велось с соблюдением всех правил.

А происходит это приблизительно так. Заливая бетонную смесь в опалубку, первые несколько часов все ее составляющие равномерно распределены по смеси. Но, по прошествии некоторого времени, тяжелые фракции бетона опускаются, под действием силы притяжения, а в верхнем слое остаются цемент и вода.

После высыхания изделия можно обнаружить, что его верхний слой по механическим свойствам несколько слабее остального объема бетона.

И для того чтобы его укрепить, нужно провести некоторые мероприятия, а именно железнение бетона.

Содержание статьи

Суть процесса железнения

Этот процесс восстанавливает цементно-водный баланс в смеси, тем самым увеличивая ее устойчивость к механическим нагрузкам.

Железнение ничего общего с армированием или с покрыванием его кулинарным желе не имеет.

Кроме того, железнение бетона увеличивает его водонепроницаемость, устойчивость к воздействию агрессивных сред, температурных перепадов и солнечной радиации.

Для проведения такого мероприятия существует несколько способов, которые мы и рассмотрим более подробно:

• «Сухое» железнение бетона.
• «Мокрое» железнение бетона.
• Железнение с применением жидкого стекла.
• Железнение готовыми смесями для придания им особых свойств.

Сухое железнение

Этот способ подходит только в том случае, если вы задумались об этом до изготовления, или во время возведения бетонной конструкции.

Процесс проводится следующим образом:

1. После частичного схватывания бетонной конструкции (для разных марок цемента это время от 3 до 10 часов), на его поверхность наносят через сито, тонкий слой чистого цемента, около 2 мм.
2. Цемент должен пропитаться влагой, после чего его втирают в бетонную поверхность до состояния идеальной гладкости с помощью кельмы.
3. После этой процедуры поверхность должна полностью застыть. В это время, железненная поверхность не должна пересыхать, и ее периодически, в течение первых 3-х дней, очень осторожно нужно увлажнять.
4. После полного затвердения, а это 7-10 дней, покрыть место железнения полимерным составом.

«Сухой» способ применяют только для железнения горизонтальных бетонных поверхностей.

Мокрое железнение

Отличается от сухого только тем, что для его реализации используется «жирный» цементный слой, с соотношением песка к цементу 1:1.

В его состав, для придания пластичности, добавляется «известковое тесто», около 10% от веса цемента.

Тщательно вымешанный раствор для железнения наносят на влажную бетонную поверхность и затирают.

После полного застывания этого состава, его также нужно дополнительно обработать полимерам для придания ему дополнительных характеристик.

Важно! Этот способ железнения подходит для улучшения механических свойств как горизонтальных, так и вертикальных бетонных поверхностей.

Использование полиуретановой пропитки

Эту процедуру можно проводить и готовыми полиуретановыми пропитками.

Сделать это абсолютно не сложно, так как технология проста и выполнима даже для дилетанта в строительных вопросах.

1. На подготовленную поверхность наносим полимер. Поверхность бетона должна быть полностью затвердевшей, но еще немного влажной.
2. Тщательно распределите его по всей плоскости. Для этого лучше всего воспользоваться затирочной машиной, взятой напрокат.

Когда этот композит полностью застынет, то на поверхности бетона образуется прочный, защитный полимерный слой с глубиной проникновения до 5 мм.

Применение жидкого стекла

Жидкое стекло, в народе – силикатный клей, при добавлении его в цементную смесь, значительно ускоряет процесс ее затвердевания, так как при контакте с цементом происходит химическая реакция с образованием алюмината натрия.

Кроме того, жидкое стекло добавленное в раствор, увеличивает его водонепроницаемость.

Жидкое стекло — водорастворимый материал, и со временем будет вымываться из бетонной конструкции, поэтому его гидроизоляционные свойства под большим вопросом.

Чтобы улучшить водонепроницаемость правильно, лучше всего использовать специальные полимеры, которые не дороги и их можно приобрести практически в любом строительном магазине.

Важно! Доказанным свойством жидкого стекла, добавленного в раствор для железнения бетона из расчета 1:10, является его безпыльность в процессе эксплуатации.

Восстановления старых цементно-песчаных покрытий

Все вышеперечисленные способы делаются только на свежем бетоне, но в некоторых случаях железнят и старое бетонное покрытие.

Восстановить механические свойства такой поверхности не получится, но возможно создать новый слой и заделать им трещины и сколы.

Технология очень проста, поэтому сделать такой «фокус», в состоянии любой человек.

• Поверхность старого бетона нужно очистить от грязи и пыли с помощью металлической щетки.
• Покрыть старый бетон грунтовкой с повышенными проникающими свойствами. От того насколько качественно вы это сделаете и будет зависеть адгезия поверхности.
• Сделать раствор для железнения «мокрым» способом с добавлением кварцевых или корундовых уплотнителей, а также армирующих полимерных волокон и тщательно заделать все сколы и выбоины.
• После схватывания, нанести тонкий слой этого раствора на всю реставрируемую поверхность и тщательно выровнять.

Упрочнители, использующиеся в качестве добавок

Последнее десятилетие процесс железнения бетона сильно усовершенствовался.

Для придания особых свойств покрытию, стали применяться различные добавки, упрочнители, заполнители, которые могут быть как порошковыми, так и жидкими.

Наиболее популярными стали кварцевые и корундовые упрочнители, которые позволяют сделать бетон с повышенными требованиями к прочности и истираемости.

В местах где имеются сверх нагрузки, используют металлизированные добавки в раствор, для его железнения.

В железнении нет ничего архи сложного, нужно только придерживаться технологии. Полученное в результате усилий покрытие, получится гладким, ровным и прочным, с прекрасными характеристиками к механическим и химическим повреждениям.

Железнение цементных покрытий это

Железнение цементных покрытий это

Железнение бетонных и цементных покрытий

Несмотря на то, что современные строительные материалы прочны и надежны, еще не созданы такие, которые бы совершенно не изнашивались и не теряли своих свойств в процессе длительной эксплуатации. Напольные покрытия, выполненные из цемента или бетона, подвергаются постоянным разрушающим тепловым, механическим, химическими и другим воздействиям, которые уменьшают прочностные характеристики бетонных поверхностей. Железнение цементных покрытий позволяет не только сделать поверхности гладкими и ровными, но также и продлить срок их эксплуатации, создав поверхностный защитный слой.

Что это такое и зачем?

Хотя и называется весь этот процесс «железнением», участие железа в нем не предусмотрено, но, конечно, оно может входить в состав специальных смесей и растворов. Выполняется вся эта процедура, как правило, при помощи цементного порошка или раствора. А вот название, скорее всего, возникло из-за того, что бетонные поверхности после подобной обработки приобретают практически «железную» прочность.

Железнение бетонного покрытия и других поверхностей проводят для улучшения таких характеристик как плотность, твердость и гладкость, а также устойчивость к воздействию различных неблагоприятных воздействий окружающей среды, в том числе и влаги.

Железнение может проводиться только чистым цементом, а также разнообразными составами, в которые могут входить следующие компоненты:

• окисел натрия и алюминия (алюминат натрия),
• растворимое («жидкое») стекло,
• портландцемент,
• стальная фибра, кварцевый песок или базальтово-гранитный наполнитель,
• различные модифицированные добавки,
• пигменты.

Состав наполнителей может быть самым разнообразным, и зависит он от требований к ударной прочности и истираемости пола, а также от предполагаемых нагрузок на него. Кроме различных компонентов-наполнителей, в состав для железнения могут входить и специальные красящие составляющие – пигменты, которые позволяют не только усилить пол, но и сделать его более декоративным.

Основные технологии

Сегодня существует три метода железнения бетона цементом своими руками:

Все эти технологии просты и доступны, не требуют каких-либо специальных знаний или подготовки и могут быть выполнены самостоятельно. Рассмотрим более детально каждый из них.

Посредством этой технологии производят обработку только горизонтальных поверхностей. Для того чтобы сделать это, потребуется сито, с отверстиями диаметром от 0,5 до 2 мм, такое сито можно купить в специализированном строительном магазине, либо соорудить самостоятельно. В сито насыпается цемент, а при ударе по нему сухая смесь довольно равномерно ложится на заранее подготовленное и затертое покрытие. Наносимый слой сухой смеси не должен превышать 2 мм и обязательно должен быть разровнен. Затем его увлажняют и уплотняют отрезовкой или специальной штукатурной кельмой.

При его помощи можно обрабатывать как горизонтальные, так и вертикальные поверхности. Заключается он в том, что цемент просеивают и готовят из него особое «тесто», которое наносят слоем от 2 до 3 мм на слегка подсохшее покрытие. Для заглаживания используется стальная гладилка или штукатурная кельма.

Железнение пропитками для бетона можно выполнять при низких температурах, вплоть до -25 °C. Полиуретановый полимер, входящий в состав пропитки, проникает во все поры и микротрещины и заполняет их, создавая, таким образом, защитный покрывающий слой. Этот способ можно применять не раньше чем через две недели после того, как бетон был залит, так как именно в это время цемент гидратирует.

Процесс железнения цементных или бетонных покрытий не очень сложный и затратный по времени. Поэтому стоимость осталивания покрытий, будет не очень высокой, особенно если выполнить его самостоятельно. Основная часть расходов придется на покупку специальной пропитки или сухой смеси, если планируется использовать этот способ. Технология сухого и влажного железнения менее затратны, так как цена компонентов несколько ниже.

Железнение цементных покрытий

Несмотря на широкую поступь прогресса, человечество еще не создало строительных материалов, способных длительное время выдерживать систематические нагрузки, совершенно не теряя своих свойств. К несчастью, это в полной мере относится и к бетону, а так же к другим цементным покрытиям.

Большинство таких покрытий (самый распространенный вариант – бетонный пол) подвергаются регулярным механическим, ударным, тепловым и даже химическим воздействиям. Систематическое действие влаги, замораживание и размораживание, прямые солнечные лучи – все это так же снижает характеристики бетона.

Железнение цементных покрытий предназначено именно для того, чтобы защитить цементные материалы от негативных внешних воздействий и продлить срок их службы. Кроме того, данная процедура придает поверхности ровность и гладкость.

Пусть название метода обработки не вводит вас в заблуждение – железо в этом процессе не участвует (разве что в составе специального порошка): в большинстве случаев, используется чистый цемент. Чуть реже применяются особые составы для железнения. Происхождение названия, очевидно, связано с тем, что покрытие приобретает «железную» прочность.

Итак, железнение цементных покрытий позволяет:

• увеличить прочность материала,
• повысить твердость поверхности,
• исключить воздействие на него факторов внешней среды, что подразумевает и высокий уровень гидроизоляции,
• выровнять уровень покрытия.

Составы для железнения обычно включают в себя следующие компоненты:

• цемент,
• алюминат натрия,
• жидкое стекло,
• корунд или гранитный наполнитель (придает твердость),
• различные добавки, придающие составу особые свойства.

Возможно железнение и чистым цементом.

Обратите внимание, что данная операция не исправляет ошибки, допущенные при укладке покрытия, она лишь придает ему некоторые новые свойства. Поэтому, если ваш бетонный пол изначально уложен неправильно, железнение не сильно улучшит ситуацию.

Различают два метода железнения:

Применяется только на горизонтальных покрытиях. Дайте свежему цементному покрытию немного устоятся (около 6-7 часов). После этого, можно обработать поверхность грунтовкой.

Далее, через сито, необходимо рассыпать цемент (или специальный состав) по поверхности покрытия слоем примерно в два миллиметра. Полученный слой необходимо уплотнить и оставить на некоторое время. Так как наша поверхность еще не совсем просохла, порошок вытянет из нее влагу и превратится в тесто. Его-то и нужно тщательным образом разгладить, что и придаст поверхности покрытия требуемые свойства.

Может применяться на любых поверхностях. Данный способ так же используется на свежем покрытии после некоторого отстаивания. Специальный состав или цемент разводятся водой до состояния теста. Полученная субстанция наносится на покрытие слоем в два или три миллиметра.

После нанесения, слой необходимо разровнять до состояния гладкой поверхности.

Обратите внимание, что долгая и упорная затирка данного слоя приводит к тому, что он приобретает черный цвет.

После полного высыхания поверхности, ее можно покрыть защитным (декоративным) полимерным составом.

Железнение цементных покрытий

Различные строительные поверхности имеют разные прочностные характеристики, а так же сопротивление влаге. Например, штукатурка, выполненная на основе цементного раствора, обладает достаточно высокой гигроскопичностью, которая при определенных обстоятельствах может негативно сказаться на ее сцеплении с основанием и сопротивлении механическому воздействию. Кроме этого со временем штукатурный слой может растрескаться или начать крошиться. При этом существует достаточно старый способ, позволяющий не только значительно снизить впитываемость цементных покрытий, но и повысить их поверхностную прочность. Он носит название железнения и заключается в дополнительном насыщении цементным порошком или вязким цементным тестом отделываемых покрытий.

Этот метод может применяться как для горизонтальных, так и для вертикальных конструкций, покрытых цементным раствором. При этом для обработки, например пола, целесообразно применять сухое железнение, а для обработки стен, колон, верхних горизонтальных поверхностей более приемлемо влажная разновидность этого процесса. В чем же особенности каждого из вариантов выполнения данной строительной операции.

Обработку сухим цементом нижних горизонтальных поверхностей начинают с тщательного выравнивания поверхности. Для этого штукатурный слой обрабатывают длинными ровными рейками — правилами, имеющими идеально прямолинейную поверхность одного из ребер. Их аккуратно перемещают по всему полу, стараясь максимально соблюдать плоскостность и, по возможности, горизонтальность поверхности. После оштукатуривания и выравнивания на цементный раствор напыляют небольшой, толщиной полтора-два миллиметра, слой сухого цемента. Оптимальным инструментом для этого является мелкоячеистое сито с размером отверстий до 0,7 миллиметра.

При наличии для этих целей вполне может быть использовано покупное приспособление, изготовленное из металла.

При его отсутствии можно изготовить сито самостоятельно. Для этого достаточно изготовить из нетолстых реек рамку удобного размера, соединив детали по углам на гвоздях. К одной из сторон прямоугольной конструкции строительным степлером присоедините стальную или пластиковую сетку с ячейками подходящего размера.

Технология напыления цемента достаточно проста. Для этого необходимо поместить в сито некоторое количество сухого порошка и легкими ударами по корпусу сита добиться сеяния его на железнимую поверхность. Полученное напыление необходимо быстрыми движениями втереть в обрабатываемый штукатурный слой с помощью кельмы или терки.

Обработка вручную поверхностей большой площади, которую имеют многие промышленные и общественные здания – процесс очень трудоемкий и длительный. С этой целью более перспективно механическое растирание цементного напыления с помощью универсальных заглаживающих машин, имеющих электрический привод.

Приспособление оснащается несколькими рабочими насадками и позволяет достаточно легко выполнить предварительное выравнивание и затирку полов, а так же и их железнение. Производительность работ при использовании механических приспособлений в расчете на одного работающего в десятки раз выше, чем при ручном способе обработки цементных покрытий.

При этом указанным способом невозможно выполнить железнение как вертикальных, так и верхних горизонтальных поверхностей (потолков). С этой целью используют влажное железнение. Оно заключается в предварительном изготовлении цементного теста. Для этого хорошо просеянный цемент смешивают с водой в пропорции, необходимой для придания массе консистенции густого крема. Полученный состав порционно наносят на обрабатываемую поверхность небольшим слоем, не превышающим нескольких миллиметров. Затем материал тщательно разравнивают и растирают кельмой, деревянной или металлической теркой или гладилками. Процесс ведут до достижения идеально ровной поверхности. При этом цементное тесто может изменить свой цвет до черного.

Среди строителей распространено мнение о том, что последний способ не только является более универсальным из-за возможности его применения на всех видах поверхностей, но и дает более высокие результаты обработки цементных поверхностей.

Часто для значительно увеличения влагозащитных свойств влажного железнения в изготавливаемое цементное тесто добавляют различные дополнительные компоненты. В этом качестве чаще всего выступают жидкое стекло и клей церезит. Штукатурные слои, обработанные с добавлением перечисленных материалов, приобретают высокие водоотталкивающие свойства. Это особенно актуально при отделке наружных поверхностей, работающих в условиях повышенной влажности.

Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации — нам интересно ваше мнение

Материалы сайта защищены авторским правом. Копирование материалов разрешено только при размещении прямой ссылки на сайт.

Железнение бетонных поверхностей: технология со старым цементом

Железнение бетонной поверхности – технологический процесс, позволяющий повысить поверхностную прочность бетонного покрытия и влагостойкость. Данная операция выполняется по свежему или многолетнему покрытию.

Применение железнения

Бетонная смесь позволяет создавать прочные строительные конструкции, но и они имеют слабые места. Большая нагрузка на поверхность возникает при постоянном и эпизодическом воздействии климатических условий, а также от различных промышленных факторов.

Например:

• цокольная часть здания, — регулярно подвергается воздействию солнечного излучения, перепадов температур, увлажнение поверхности дождём;
• бетонная отмостка вокруг дома, — испытывает нагрузку от капель дождя или града;
• тротуар или дорожка регулярно подвергаются воздействию от обуви, шин велосипедов или колясок.

Ослабление бетонной поверхности возможно в результате естественных факторов. После заливки жидкой свежеперемешанной и однородной по своему составу бетонной смеси, происходит расслоение фракций бетона. Тяжёлые части, гравий и щебень, крупные песчинки, под воздействием сил гравитации стремятся ближе к основанию (например, опалубке).

Обеднённая лёгкая компонента, — цемент и вода, остаются у горизонтальной поверхности. Таким образом, получается разупрочнённый поверхностный слой бетонной смеси.

В таких случаях, применение железнения позволяет: 

• повысить гидроизоляционные свойства бетонной поверхности;
• исправить плоскостность горизонтальных и вертикальных частей конструкции;
• увеличить сопротивление к истиранию;
• создать повышенную прочностную сопротивляемость к ударным нагрузкам;
• предотвратить преждевременное расслоение поверхностных частей строительных сооружений;
• значительно снизить вероятность появления поверхностных трещин.

Требования к составу и качеству материала конструкции

Для того чтобы процесс железнения получился качественным, необходимо выполнить ряд требований к составу бетона:

• применение в качестве связующего цемента высоких марок, — от 400 и выше;
• соотношение гравийной или щебёночной составляющей и песка должно составлять пропорцию 2 к 1;
• песчаная фракция, для повышения прочностных характеристик бетона, имеет размер зёрен 0.3…3,5 мм;
• применять средние и богатые составы смесей.

Совет. С целью уменьшения пористости, удалению пузырьков воздуха, повышению плотности смеси целесообразно подвергать укладываемый состав воздействию строительных вибрационных устройств, например, глубинному вибратору или виброрейке.

При отсутствии таковых, возможно использование металлических прутьев и деревянных толкуш, которыми обработать залитую бетонную смесь.

Суть процесса железнения

Технологически, процесс железнения – это нанесение на подготовленную бетонную поверхность цемента со специальными добавками или какого-либо другого состава с последующей его затиркой.

В зависимости от требований к создаваемой поверхности в цемент добавляют:

• мелкую песчаную фракцию из мытого кварцевого песка с размером зерна менее 0,2 мм;
• готовую гашёную известь в весовом соотношении по отношению к цементу не более чем 1 к 10;
• стальную фибру, — удлинённые опилки, полученные искусственным путём; диаметр не превышает 1 мм, длина – не более 50мм;
• натуральный или искусственный каменный материал, — базальт, позволяющий создать прочную поверхность;
• корунд, придающий бетонной поверхности высокую сопротивляемость к истиранию;
• алюминат натрия, «жидкое стекло», многим известное как канцелярский клей, и другие химические вещества.

Виды железнения

По способу применения и составу смесей процесс железнения делится:

• мокрый вид;
• сухой способ;
• пропитка поверхности полимерными составами.

Мокрый способ железнения

Этот способ железнения применяется по свежему бетонному покрытию, выдержанному в течение 1…3 недель, а также для сухих поверхностей, эксплуатирующихся, например, несколько лет. 

Для мокрого железнения применяют цементный раствор, в который введены специальные добавки для придания особых свойств поверхности.

Этапы мокрого железнения:

1. В случае покрытия многолетних бетонных конструкций, их поверхность очищается от грязевых отложений, шелушащихся, отслаивающихся частей бетона. Если есть возможность, то целесообразно провести обеспыливание поверхности.
2. Раствор цементной смеси необходимо готовить в бетономешалке или, при небольших объёмах, использовать миксер. Применение механических средств перемешивания позволит добиться более однородного состава смеси.
3. Распределяют готовый раствор по поверхности посредством широкого шпателя, гладилки или другого подобного инструмента.

Совет. При ручном способе выравнивания горизонтальной поверхности удобно применять широкую стальную гладилку. Выполняя движения с небольшой амплитудой параллельно поверхности (напоминает крупное дрожание руки), достигается гладкая поверхность с одновременным распределением смеси.

Мокрое железнение напоминает укладку саморастекающихся нивелирующих наливных полов:

1. Нанесённый раствор выдерживают, до приобретения необходимой прочности, в течение 2…5 дней.
2. Свежий слой целесообразно периодически увлажнять, например, посредством краскопульта или пульверизатора.

Совет. Если есть возможность, то целесообразно выбрать мокрый способ железнения, так как при его использовании получается более прочная поверхность. Этот способ позволяет обрабатывать горизонтальные и вертикальные поверхности.

Один из существенных недостатков – возможное отслоение из-за недостаточной адгезии к основанию. Чтобы избежать такого недостатка, целесообразно при подготовке поверхности применять праймер (грунтовку) для увеличения прочности сцепления составов.

Сухое железнение

Один из самых распространённых из-за простоты и дешевизны применения. Используется по свежему влажному бетонному покрытию. При данном способе посыпку выполняют чистым цементом или смесями на основе цемента. Специальные смеси применяют при необходимости создания поверхности с повышенными упрочнёнными, гидроизоляционными и другими свойствами.

Этапы сухого железнения:

1. Производится подготовка смеси для процедуры железнения. 
   В зависимости от стоящих задач, применяется либо чистый цемент, либо смеси на его основе со специальными добавками.

   Если применяются сухие многокомпонентные смеси, то необходимо уделить внимание однородности состава. Для этого лучше воспользоваться механическими средствами перемешивания, например, бетономешалкой или специальной насадкой на дрель.

2. Смесь наносится посредством сита, задерживающим крупные фракции или разрушающим слежавшийся цемент. Свежеуложенный бетон не должен быть покрыт влагой, — «цементным молочком», а должен отстояться 1…5 часов, для осуществления химической реакции,- «схватывания». Влажная (сырая) поверхность бетонного основания покрывается смесью толщиной 2…3 мм и оставляется на некоторое время, — для впитывания влаги из основания.  

   При размерах бетонного основания свыше 3 метров целесообразно пользоваться прочной жёсткой подстилкой, способной без деформации выдержать массу человека и распределить весовую нагрузку по поверхности, например, подойдёт старое дверное полотно без выступающих частей.

3. Цементная смесь, впитавшая влагу, уплотняется, втирается и разравнивается плоским широким инструментом, например, стальной гладилкой. При этом готовая поверхность должна принять темно-серый оттенок влажного цемента и быть гладкой.

   В процессе заглаживания поверхности рекомендуется производить горизонтальные вибрирующие движения с небольшой амплитудой. Такие движения уплотняют и разглаживают смесь.

4. Полный процесс отвердения поверхностного слоя займёт до 7 дней. В случае возникновения необходимости, то, по прошествии 24 часов, по отжелезнённому покрытию можно будет аккуратно ходить.
5. Втечение времени застывания поверхностного слоя, поверхность необходимо периодически увлажнять, воспользовавшись, например, распылителем от пульверизатора или краскопультом. Если имеется возможность, то можно накрыть влажное основание полиэтиленовой плёнкой, — эта процедура сократит преждевременную утрату влаги.
6. По окончании процесса затвердения смеси и набора ею необходимой прочности, мелкие неровности ошлифовываются абразивным инструментом.

Сухой способ железнения применим только для обработки горизонтальных поверхностей.

Пропитка полимерными составами

Этот процесс придаёт бетонной поверхности наиболее качественное упрочнение. По выполнению, — напоминает метод сухого железнения. Для покрытия используются полимерные составы. Наибольшее распространение получили смеси изготовленные с применением полиуретана.

При высоких требованиях к поверхностной прочности бетонной поверхности дополнительно применяют покрытие жидкими композициями, — силерами.

Эти составы изготовляются на основе полимерных органических компонентов и имеют ряд достоинств:

• обладают высокой адгезией к составам на основе бетона;
• имеют хорошие проникающие свойства;
• значительно повышают прочностные, износостойкие и гидроизоляционные характеристики бетонного основания.

Полимерные пропитки применяют в бытовых и промышленных помещениях, а также на открытых пространствах.

Понесённые затраты на время и материалы для железнения бетонной поверхности с лихвой окупятся длительной эксплуатацией упрочнённой поверхности.

Железнение бетона цементом: технология укрепления

Для того чтобы сделать бетонную поверхность более влагостойкой и износоустойчивой и предотвратить деформацию бетона под воздействием погодных условий, времени и других стихийных факторов, мастера по строительству прибегают к различным дополнительным процедурам.

Железнение бетона представляет собой процесс заглаживания поверхности при помощи цемента, пропитки и иной смеси.

Наиболее часто для укрепления бетона используют различные пропитки, одной из самых распространенных является практика железнения цементом.

Технология железнения бетона

Пусть вас не вводит в заблуждение слово “железнение” – данная процедура ни в коей мере не связана с использованием металла, она так называется из-за сравнения обработанной поверхности бетона по прочности с железом.

Что-бы увеличить прочность поверхностного слоя выполняют железнение сухим цементом.

Для выполнения железнения бетонного покрытия цементом вам понадобится, в первую очередь, свежеуложенный бетон и сухой цементный порошок. Также могут использоваться такие материалы как кварц, песок, “жидкое” стекло, известь, различные специальные укрепляющие пропитки и смеси. Немаловажен и выбор нужного инструмента. Для выравнивания укрепляющего слоя могут использоваться штукатурные кельмы, лопатки и мастерки, в некоторых случаях, если площадь бетонной поверхности велика, можно привлечь и промышленные затирочные машины. Для конечной полировки уже высохшей поверхности лучше всего применять электрические шлифмашины – эксцентриковые или плоские.

Выбор варианта исполнения железнения зависит от того, какую поверхность вам нужно подвергнуть укреплению – вертикальную или горизонтальную. Для каждой из видов поверхностей бетона используется свой метод обработки – сухой или мокрый.

Сухое железнение вполне логично производится для упрочнения горизонтальной плоскости. Сначала на нужной площади из еще влажного бетона распределяется цемент в виде сухого порошка, слой его должен быть небольшим. При этом влага, которая образовалась на бетонной поверхности, впитывается в слой цемента, образуя вязкую массу. Далее образовавшийся цементный раствор выравнивают при помощи мастерка или штукатурной кельмы, уплотняют как можно лучше и оставляют на некоторое время для полного просыхания.

Мокрое железнение может использоваться для любых поверхностей – как горизонтальных, так и вертикальных. При данном способе просеянный сквозь сито цементный порошок смешивают с жидкостью, при этом образуется своеобразное “тесто”. Вместе с цементом составляющими этого раствора могут стать и другие укрепляющие материалы, например, песок, “жидкое” стекло, для эластичности состава часто используют известь. Тут важно понимать, что соотношение песка и цемента при подобном смешивании должно быть 1:1, а если вы используете для железнения в качестве добавки известковую смесь, содержание ее должно быть в соотношении 1:10 к объему цемента.

После разведения нужного вам раствора нанесите его на бетонную поверхность и разглаживайте при помощи широкого шпателя или штукатурной лопатки до гладкого состояния. Далее нужно дать пропитанному бетону полностью затвердеть, при этом периодически увлажняя его для предотвращения деформации.

Дополнительные меры укрепления

На полное высыхание поверхности обычно требуется около недели, затем можно нанести на покрытую цементом площадь укрепляющий полимерный состав. Можно производить железнение при использовании цветных цементных смесей, это позволит придать бетонной плоскости более эстетичный вид. Важно помнить, что качество строительных материалов в данном случае играет не последнюю роль. Чем ниже качество, тем тем меньше смысла производить железнение, ведь тогда бетонное покрытие прослужит совсем не долго.

Поверхности, укрепленные при помощи мокрого железнения цементом, считаются более прочными и качественными, нежели обработанные сухим методом. По своему исполнению технология железнения поверхности бетона цементом является достаточно простой, а результат, которого вы можете достичь при ее использовании, несомненно порадует вас. Бетонные поверхности, обработанные таким способом, становятся намного более твердыми, прочными и ровными.

Железнение бетонных поверхностей: укрепление бетона

Нанесение укрепляющего слоя

Потребительские характеристики бетона, как строительного материала, одни из самых высоких. Однако его структура подвержена трещинообразованию, истираемости и сильно впитывает влагу.

Для снижения этих негативных эффектов существует специальная технология – железнение бетонных поверхностей. В чем суть, и как ее использовать описано в данной статье.

Содержание статьи

Виды укрепления и сфера применения

Железнение бетона – это затирание в свежесформированную бетонную поверхность сухого цемента, для придания ей дополнительных прочностных и влагонепроницаемых свойств. Суть в том, что при обработке, число и размер пустот и пор в основании уменьшается или вовсе исчезает, а цементное вяжущее и другие вещества сковывает между собой подверженную трещинообразованию структуру бетона, укрепляя ее. Это и делает качество поверхности лучше.

Важно! Нанесение укрепляющего слоя – это финишные работы. То есть, к примеру, основание пола к этому моменту должно быть уложено, и, если требуется, уже выровнено стяжкой.

Приобретенная водонепроницаемость поверхности

Укрепление может производиться несколькими видами материалов:

• Цемент. Раньше железнение поверхности бетона проводили при помощи одного только цемента высокой марки. Но существенный недостаток такой обработки заставил совершенствовать технологию. Минус в том, что спустя какое-то время (в зависимости от качества выполненной работы), верхний слой под регулярными нагрузками непременно начинал отслаиваться и крошиться.

Отслаивание укрепляющего покрытия

• Топпинг. При подготовке упрочняющего раствора, стали пробовать помимо цемента, добавлять к составу другие компоненты и микрофибры для улучшения качества сцепления покрытия с бетоном и его технических характеристик. Так, были разработаны специальные тонкодисперсные составы на основе портландцементов с различными наполнителями. Они не только усиливают прочностные свойства, но и значительно повышают устойчивость к влаге и механическим воздействиям. А так же придают стойкость к агрессивным средам и другие требуемые качества обычным бетонным поверхностям. Эти модифицированные смеси стали называть топпингом.

На заметку: главное в многокомпонентных смесях то, что улучшена их адгезия к бетонному основанию. А значит, при качественно выполненных работах, вероятность отслоения укрепляющего слоя сводится к минимуму.

Выравнивание бетонной поверхности

• Пропитка. Наряду с топпингом появились полимерные покрытия для пропитки, не содержащие в составе цементов. Главный их плюс в том, что основание необязательно должно быть свежеуложенным. Их можно применять и на старых поверхностях, в реставрационных и ремонтных целях. Причем, способ нанесения их также значительно проще, чем цементных составов.

Нанесение пропитывающего состава

Чаще железнение бетонных поверхностей проводят при устройстве покрытия пола, для упрочнения верхнего слоя стяжки, если она есть, или самого основания. Но, при необходимости, используется и для укрепления вертикальных поверхностей.

В зависимости от вида применяемого состава, можно проводить обработку, направленную на гидроизоляцию — к примеру, под бассейн. А также, в производственных цехах с различной степенью агрессивности и температуры среды в них. В таблице приведена цена и сведения о среднем расходе некоторых материалов.

Сравнение марок современных упрочнителей

Железнение цементом

Выравнивание стяжки пола

Данный классический способ подходит для применения в частном строительстве. Например, железнения бетонных дорожек на территории дачи, пола в беседке на улице и других участках с низкой интенсивностью пешеходного движения.

Сухой способ железнения

Если предполагается устраивать дополнительное упрочнение сухим способом, то подготовиться к этому нужно заранее, чтобы все необходимые материалы и инструменты были собраны, и находились зоне досягаемости. Потому как работы по железнению проводятся по свежеуложенному основанию. Данный способ подходит только для горизонтальных поверхностей.

На заметку: желательно, чтобы цемент, используемый для упрочнения, был марки не ниже М300.

1. Подготовка. Укрепительные работы проводятся по свежему, еще не до конца затвердевшему основанию, пройти по которому уже можно, но так, чтобы оставался след. При этом глубина его не должна превышать 3 мм. Это состояние упрочнения бетонная поверхность приобретает спустя 3-7 часов, после окончания работ, в зависимости от условий твердения.

Распределительная тележка

2. Нанесение. Дальше, сухой цементный порошок при помощи сита равномерно распределяют на влажную поверхность, толщина насыпного слоя должны получиться 2-3 мм. Наносить лучше небольшими порциями по радиусу, так чтобы хватало руки сразу же немного его уплотнить и перейти к следующему участку. Однако можно оставить и без предварительного уплотнения.

На заметку: если обрабатываемая площадь большая, то для нанесения сухих смесей целесообразнее применять специальную распределительную тележку.

Заглаживание набравшего влагу цемента в основание

3. Втирание. Как только весь сухой светло-серый порошок потемнел – значит, он уже достаточно вытянул на себя влаги из основания, и можно начинать затирку. Если площадь небольшая, то это действие выполняют вручную, при помощи мастерка, кельмы, пенопластовой терки или аналогичных инструментов. Если работы много, лучше воспользоваться специальным прибором: затирочной машинкой. Поверхность должна получиться ровная, гладкая, при применении механизированного способа втирания – почти блестящая.

Затирочная машинка

4. После окончания работ, поверхность желательно обработать влагоудерживающей пропиткой, укрыть пленкой, и дать «отдохнуть» несколько часов для улучшения процессов адгезии. При необходимости, ходить по укрепленному полу можно уже спустя 24 часа, активнее использовать – на 4-е сутки. Полную прочность поверхность наберет через 28 дней.

Мокрый способ железнения

Имеет важное преимущество перед сухим – подходит для обработки как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей. Наносится раствор на полностью закрепившееся основание, то есть, спустя 28 дней после окончания работ по его устройству. Это значит, что применяться такой метод может и на старых поверхностях, для их ремонта.

Подготовка пола

1. Подготовка. Участок под укрепление тщательно освобождается от мусора и пыли. Для улучшения адгезии, предварительно пропитывают основание грунтовкой глубокого проникновения. Готовят жидкую цементно-песчаную смесь в соотношении 1:1, с добавлением известковой примеси в количестве 10% от получившейся массы.

Известь нужна для придания раствору пластичности и предупреждения образования трещин. Также при желании, можно вводить и другие добавки, жидкое стекло, микрофибру и прочее. Но, тогда, проще будет воспользоваться уже готовой топпинговой сухой смесью.

На заметку: песка можно использовать вполовину меньше от объема цемента, так поверхность получится прочнее.

Нанесение цементного раствора

2. Нанесение. Получившуюся смесь выкладывают тонким слоем на подготовленное горизонтальное основание и выравнивают. Равномерно распределить раствор по поверхности поможет игольчатый валик. После того, как покрытие немного схватилось – следует укрыть его пленкой. Это нужно чтобы снизить скорость потери влажности, для предупреждения растрескивания.

Для вертикальных поверхностей смесь должна быть чуть гуще, так ,чтобы она держалась и не стекала со стены. Наносить ее можно при помощи шпателя или пневмонабрызга. Разгладить, и дать настояться для приобретения достаточной прочности перед следующим этапом.

Применение игольчатого валика

3. Затирка. После набора слоем требуемой прочности, по прошествии порядка 6 часов, производят затирку возможных шероховатостей. Эти работы выполняют так же, как и в сухом способе – с помощь ручного инструмента или механизмов. При желании, получившийся укрепленный пол можно отшлифовать.

На фото – машинка для шлифовки в процессе работы

Важно организовать условия, замедляющие высыхание укрепителя, для предупреждения образования трещин. Лучше всего с этой задачей справляются специальные пропитки и лаки, которые создают на поверхности бетона покрытие, препятствующее свободному проникновению влаги.

Ведь держать основание под пленкой, и не пользоваться помещением две недели, очень сложно. А так, спустя 24 часа, по полу можно начинать аккуратно ходить. Полную прочность он наберет не раньше стандартного срока созревания бетона – через 28 дней.

Расчет цементного раствора

Применение топпинговых смесей

Топпингом называют упрочняющие смеси на основе цементного вяжущего с различными добавками и компонентами. Это более затратный и трудоемкий способ обработки бетона, нежели классический. Дороже стоят как сами смеси, так и процесс производства работ требует профессионального подхода.

Но при этом, укрепленная им поверхность обладает более высокими качествами, чем после железнения обычным цементом. Технологию упрочнения топпингом еще называют «бронированием бетонного пола».

Упрочненные колерованными топпинговыми смесями поверхности

Данный вид целесообразнее использовать для промышленных целей, где нагрузки повышены, как и требования к качеству пола. Или, например, в торговых комплексах и подземных парковках. Но подойдет и для декоративной отделки пола в жилом помещении, так как в смеси можно добавлять красители.

По виду главного наполнителя, в зависимости от применения и интенсивности предполагаемых нагрузок на поверхность, различают три основных состава топпинговых смесей:

Способы нанесения

Для устройства упрочнения бетонной поверхности при помощи топпингов, чаще используется сухой способ — такой же, как и при железнении цементом. Однако, характеристики основания здесь будут выше.

Насколько – зависит от требований вида смеси. Потому как, если оно рыхлое и некачественно смонтировано, никакое упрочнение поверхности не спасет.

Нанесение сухой смеси

В целом цемент, применяемый при строительстве основания, должен быть марки не менее М400. Также и профессионально выполнены сами несущие конструкции пола, с армированием и надлежащей щебеночной подготовкой под ней (в случае устройства «по земле»). Чтобы не было просадок, и в связи с этим, растрескивания.

Упрочнение поверхности бетонного пола топпинговыми смесями можно проводить вручную, или с использованием техники:

• При работах, производимых машинным способом (для устройства площадей промышленных масштабов), разделения на этапы нет. Все выполняется механизмами последовательно, согласно специальной разработанной технологии укладки.
• При работах, проводимых вручную, слой наносится в два этапа поверх еще некрепко застывшего основания (спустя 4-8 часов в зависимости от условий твердения). Если из него выступила вода – необходимо ее убрать. А также, непосредственно перед нанесением смеси, рекомендуется затереть поверхность основания. Это нужно для того, чтобы обеспечить лучшую совместную работу бетона с топпингом.

Этапы следующие:

Затирочная машинка

Важно! Не переусердствовать с «трением», иначе можно высушить участок покрытия и оно начнет отслаиваться.

• Сначала распределяется 0,5-0,65 от общего количества смеси. После набора сухим порошком достаточной влажности, переходят к затиранию поверхности. И тут же, без перерыва, приступают ко второму этапу.
• Равномерно распределяют оставшееся количество, и после смачивания ее бетонным молочком выполняют первичную затирку. Спустя еще 2-6 часов, когда покрытие наберет достаточную прочность — такую, чтобы след от обуви оставался не глубже 1 мм, следует приступать к финишной затирке и заглаживании укрепителя. При желании отполировать его можно до блестящей глянцевой поверхности.

На заметку: готовое покрытие рекомендуют дополнительно пропитать влагоудерживающим лаком. Если скорость высыхания будет высокая, поверхность может растрескаться.

Затирочные или шлифовальные машинки могут быть ручными, автоматизированными и самоходными

Упрочнение с использованием пропиток

Пропиток существует очень много.

По главному назначению, их условно можно разделить на четыре группы:

1. Защита на период созревания бетонной поверхности. Чтобы не мучиться, укрывая свежеукрепленное основание пола пленкой все 28 дней, и смачивая периодически его водой во избежание растрескивания, можно применить специально предназначенную для этих целей пропитку. На поверхности она создает гидрофобное покрытие, которое значительно снижает скорость выхода влаги из свежеуложенного бетона и обеспыливает ее.

Нанесение колерованного состава

Важно: пропитку следует наносить в количестве, строго определенном инструкцией. Участок с избыточным покрытием может начать шелушиться, что повлияет на цвет и общий внешний вид.

Еще из преимуществ применения этих составов то, что они дополнительно упрочняют «молодую» поверхность. Так, пользоваться обработанным полом можно уже на второй день, и на пути нет никаких препятствий (полиэтиленовых мешков и досок, по которым должно ходить). А также поверхность приобретает декоративный чистый блестящий вид, что положительно сказывается при визуальном осмотре во время сдачи объекта.

2. Декоративные цветные пропитки. Их используют вместо краски, из-за способности колеров проникать в поверхность бетона до 5 мм. А значит, следы истирания такому полу не страшны многие годы.
3. Пропитки для придания конструкциям гидроизоляционных свойств. Они «мощнее» чем составы, используемые в период созревания бетона, устойчивы к истиранию, и рассчитаны на значительно больший срок службы.

Нанесение способом распыления цветной гидроизоляционной пропитки в бассейне

4. Упрочняющие. Чаще в их составе присутствуют неорганические материалы. При нанесении происходит химическая реакция пропитки с минеральной составляющей бетона, в результате образовываются кристаллические связи. Структура приобретает дополнительную связность и уплотняется, а значит, становится более прочной и влагонепроницаемой.

На заметку: пропитки могут быть на основе органических составляющих или химических. По техническим характеристикам они вполне сравнимы. А вот цена на химические пропитки будет значительно выше.

Нанесение на бетонный пол пропитывающего покрытия и состояние после его высыхания

Независимо от группы применения, все пропитки в большей или меньшей степени:

• Упрочняют;
• Обеспыливают;
• Гидрофобизируют.

Наносят их разными способами: и кистью, и валиком, и распылением. Запросы к поверхности бетона тоже могут отличаться. Одни жидкие укрепители требуют свежее, еще не досохшее основание. Другие допустимо наносить только после полного его высыхания. Прилагаемая к каждому виду пропитки инструкция подскажет, как именно ее применять.

Нагляднее различия в методах железнения можно увидеть при просмотре видео в этой статье.

Сейчас разработаны и уже успешно используются упрочняющие покрытия и грунтовки на основе наномодифицированных компонентов в их составе (к примеру, ЭпоксиПАН). При взаимодействии с минеральными веществами, в бетонном основании происходит рост кристаллов не за счет химической реакции, а на наноуровне.

Это придает поверхностям сверхпрочные характеристики, 100-процентную водонепроницаемость и многие другие положительные качества, с запасом на долгие годы. Новое поколение строительных наномодифицированных материалов открывает массу возможностей, и расширяет горизонты для свежих архитектурных решений.

Заключение

Укрепление вертикальной бетонной поверхности проникающей гидроизоляцией на основе цемента

Железнение бетонных поверхностей можно проводить разными способами, выбирая из обширного ассортимента специальных составов, начиная от классического цемента — и заканчивая наномодифицированными пропитками. Подбор наиболее рационального метода складывается из оптимального соотношения в обеспечении требуемого качества и характеристик итоговой поверхности, простоты и удобства работ, и при этом — адекватной стоимости.

обработка ржавчины на асфальте перед нанесением герметика

Это может показаться неудобным, но да, асфальтовые покрытия тоже ржавеют — или, вернее, на них появляются пятна ржавчины и заеды. Чаще бывает, что вы хотите признать это, и это редко рассматривается в предложениях по герметизирующим покрытиям, потому что большинство специалистов по герметизирующим покрытиям, и в этом отношении владельцы собственности, считают, что такие пятна можно эффективно исправить с помощью герметизирующих покрытий.

Это совершенно ложное предположение.

Герметизирующие покрытия могут скрывать и скрывать пятна ржавчины в течение нескольких недель, но в конечном итоге они все же появляются.Пятна ржавчины начинают проявляться в виде блестящих серебристых пятен, которые со временем становятся коричневыми. Если их не обработать, они в конечном итоге покроют запечатанную поверхность неприглядными коричневыми полосами и взорвавшимися агрегатами ржавчины.

Что вызывает появление пятен и полос ржавчины?

Ржавчина образуется, когда железо соединяется с кислородом (процесс окисления) и превращается в оксид железа, который обычно имеет кирпично-красный цвет. Это обычное явление, происходящее вокруг нас. Но как железо попадает в асфальт? Это происходит, когда горячий асфальт смешивается с заполнителями для конструкции смеси для дорожного покрытия, называемой HMA (Hot Mix Asphalt).Агрегаты, используемые в HMA, могут содержать определенное количество железной руды, называемой «пиритом», которая по существу является дисуфидом железа (FeS2). Большинство государственных ДОТ допускают использование определенного процента пирита в составе асфальтобетонной смеси, от которой начинается ржавление. Как только дорожное покрытие уложено, асфальт в HMA начинает разрушаться под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца, таким образом подвергаясь воздействию агрегат стихии погоды. Процесс старения асфальта может занять месяцы, поэтому, в зависимости от географии и климатических условий, может потребоваться некоторое время, чтобы заполнители подверглись воздействию погодных условий.

Хотя задокументированные физико-химические аспекты окисления пирита и его превращения в различные соединения сложны и выходят за рамки данной статьи, достаточно сказать, что как только агрегат подвергается достаточной экспозиции, пириты в агрегате начинают реагировать и производить железо. соединения (сульфат железа, гидроксид железа и оксиды железа) в результате сложных химических и биохимических процессов. Коричневые пятна, а затем коричневые полосы на асфальте вызваны образовавшимся оксидом железа.Это развитие окислительного процесса проявляется в расширении в размерах, взрыве и, наконец, проскальзывании поверхности, создавая, таким образом, небольшие кратеры на дорожном покрытии. Ржавый заполнитель становится рыхлым и рыхлым. Протестируйте это перочинным ножом, и вы увидите, насколько легко можно удалить заполнитель. Если такие тротуары покрыты герметиком без надлежащей обработки поверхности, пятна ржавчины возвращаются через относительно короткое время в виде коричневых пятен и полос на поверхности с герметизирующим покрытием. Независимо от того, сколько раз вы наносите герметик, ржавчина все равно останется.

Итак, в чем дело? Это большое дело, потому что, если проблема ржавчины не будет решена должным образом, тогда сама цель герметизирующего покрытия будет побеждена по двум основным направлениям, то есть по благоустройству, а также по защите дорожного покрытия. Такие пятна не только неприглядны, но и выскочивший (заржавевший) агрегат создает пути для проникновения воды и повреждения основных участков.

The Remedy

Пятна ржавчины необходимо обработать антикоррозийными грунтовками и покрытиями перед нанесением герметика.Такие продукты либо блокируют проникновение влаги, либо связывают кислород, тем самым эффективно замедляя окисление пирита, содержащего агрегаты. Эти специальные продукты, в состав которых входят полимеры и специальные химические вещества, оказались весьма эффективными. Они обычно поставляются в виде водорастворимых или смешиваемых композиций с номинальной степенью покрытия 150 квадратных футов на галлон. Специальные прозрачные покрытия оказались весьма эффективными для бетонных поверхностей.

Обратите внимание, что это профилактическая мера, а не разовое лечение.Возможно, вам придется повторить процесс грунтования для первых двух раундов герметизации собственности. С правильным пониманием проблемы появления пятен ржавчины вы сможете порекомендовать владельцу собственности меры по исправлению положения.

Заключение

Крайне важно, чтобы все дефекты дорожного покрытия, включая пятна и полосы ржавчины на асфальте и бетонном покрытии, были устранены до нанесения герметизирующего покрытия с использованием специальных покрытий и грунтовок. Если пренебречь, пятна ржавчины непременно появятся через герметизирующее покрытие и продолжат сводить на нет преимущества, которые должны быть достигнуты при нанесении герметичного покрытия.

Гириш С. Дуби — президент компании STAR Inc., Колумбус, Огайо, которая имеет дочерние предприятия по производству тюленей на всей территории Соединенных Штатов.

Обзор использования резиновой крошки для армирования асфальтового покрытия

Огромной проблемой, влияющей на загрязнение окружающей среды, является рост транспортных средств изношенных шин. В попытке уменьшить масштабы этой проблемы, модификатор резиновой крошки (CRM), полученный из отработанной резины покрышек, вызвал интерес в армировании асфальта.Использование резиновой крошки для армирования асфальта считается разумным решением для устойчивого развития за счет повторного использования отходов, и считается, что модификатор резиновой крошки (CRM) может быть альтернативным полимерным материалом для улучшения эксплуатационных свойств горячего асфальта. В этой статье будет представлен и обсужден критический обзор использования резиновой крошки для армирования асфальтового покрытия. Он также будет включать обзор влияния CRM на жесткость, колейность и сопротивление усталости конструкции дорожного покрытия.

1. Введение

Автомобильные дороги являются неотъемлемой частью транспортной инфраструктуры. Инженеры-строители дорог должны учитывать требования основных пользователей, касающиеся безопасности, а также экономии. Для достижения этой цели проектировщики должны учитывать три основных требования, которые включают факторы окружающей среды, транспортный поток и материалы для асфальтовых смесей [1–3]. В асфальтобетоне (AC) битум в качестве связующего выполняет две основные функции в дорожном покрытии: во-первых, он прочно удерживает заполнители, а во-вторых, действует как герметик от воды.Однако из-за некоторых проблем, таких как усталостное разрушение, характеристики и долговечность битума сильно зависят от изменений его характеристик со временем, что может привести к растрескиванию дорожного покрытия [2]. В общем, повреждения дорожного покрытия связаны с асфальтовым вяжущим (битумом) и свойствами асфальтовой смеси. Колейность и усталостное растрескивание являются одними из основных нарушений, которые приводят к необратимому разрушению поверхности дорожного покрытия. Однако динамические свойства и долговечность обычного асфальта недостаточны для устойчивости к повреждениям дорожного покрытия.Следовательно, задача современных исследователей и инженеров асфальта состоит в том, чтобы найти различные виды модифицированного полимером асфальта, такие как резиновая крошка [3]. Термин «усиленные покрытия» относится к использованию одного или нескольких усиливающих слоев в структуре дорожного покрытия. Еще одно применение армирования дорожного покрытия — это использование армирующих элементов в асфальтовых покрытиях для обеспечения адекватной прочности на растяжение асфальтового слоя и предотвращения разрушения дорожного покрытия, такого как отраженное растрескивание. Таким образом, разница между двумя приложениями заключается в том, что первое приложение используется как мера для преодоления аварийного разрушения, которое уже произошло в дорожном покрытии, а второе приложение используется в качестве меры для предотвращения существования такого разрушения.Модификация / усиление асфальтового вяжущего возможна на разных этапах его использования, либо между производством вяжущего и процессами смешивания, либо перед производством дорожной смеси [4]. По данным Larsen et al. [5] битумная модификация обеспечивает связующим с: (i) достаточным увеличением консистенции покрытия при самых высоких температурах для предотвращения пластической деформации, (ii) увеличением гибкости и эластичности связующего при низкой температуре, чтобы избежать деформации трещин и потери сколов , (iii) улучшение адгезии к битуму в агрегаты, (iv) улучшенная однородность, высокая термостабильность и устойчивость к старению, что помогает снизить твердение и начальное старение связующих во время смешивания и строительства.

Во всем мире существует множество добавок, используемых в качестве армирующего материала в асфальтобетонных смесях, среди которых используется CRM [3, 4]. В этом документе будут представлены критерии проектирования асфальтового покрытия, а также будет представлен и обсужден значительный обзор использования резиновой крошки для армирования асфальтового покрытия. Он также включает обзор влияния CRM на жесткость, колейность и сопротивление усталости дорожного покрытия. Чтобы понять технологию армирования битумом и резиной, будут проиллюстрированы свойства асфальта и характеристики резиновой крошки.

2. Проектирование асфальтового покрытия

Проектирование асфальтовой смеси включает в себя выбор и подбор материалов для получения желаемых свойств в готовом продукте. Асфальтобетон (AC) разработан с учетом устойчивости к колейности, усталости, растрескиванию при низких температурах и другим повреждениям. К серьезным повреждениям, связанным с асфальтовым покрытием, относятся растрескивание, возникающее при средних и низких температурах, и остаточная деформация, возникающая при высоких температурах. Эти нарушения сокращают срок службы дорожного покрытия и повышают затраты на техническое обслуживание [6].Асфальтовый цемент связывает частицы заполнителя вместе, повышая стабильность смеси и обеспечивая сопротивление деформации под действием напряжений растяжения, сжатия и сдвига. Характеристики асфальтовой смеси зависят от асфальтобетона, заполнителя и его объемных свойств. В последние годы наблюдается стремительный рост использования добавок в асфальтобетонные смеси для улучшения его свойств. Асфальтовые дорожные покрытия определяются как слои асфальта, связанные с гранулированным основанием.Из-за этого вся конструкция дорожного покрытия прогибается из-за транспортных нагрузок, поэтому эти типы дорожного покрытия известны как гибкие покрытия. Гибкая конструкция дорожного покрытия состоит из различных слоев материалов. В основном структура дорожного покрытия делится на три слоя, а именно: битумное покрытие (поверхностный слой), дорожное основание (базовый слой) и подоснование [6], как показано на Рисунке 1.

Гибкие покрытия могут иметь одну из следующих характеристик: три типичных геометрии поперечного сечения, как показано на рисунке 2.На краю покрытия, между краем покрытия и прилегающим грунтом существуют две силы: вертикальное трение, и боковое пассивное давление,. Сила трения () зависит от относительного движения, коэффициента трения и бокового пассивного давления. Боковое пассивное давление () варьируется в зависимости от типа почвы и веса почвы, на которую наносится дорожное покрытие. Как показано на рис. 2 (а), клин грунта небольшой, и двумя силами (и) можно пренебречь. С другой стороны, как показано на рисунках 2 (b) и 2 (c), силы трения и пассивные силы могут быть значительными, и край покрытия может перемещаться в поперечном и вертикальном направлении [7].

Асфальтобетон (АС) должен иметь высокую жесткость, чтобы противостоять остаточной деформации. С другой стороны, смеси должны иметь достаточное растягивающее напряжение в нижней части асфальтового слоя, чтобы противостоять усталостному растрескиванию после многих нагрузок. На рис. 3 представлена ​​ориентация главных напряжений по отношению к положению нагрузки колеса качения [8].

Общей целью проектирования смесей для дорожного покрытия является определение экономичной смеси и градации, а также асфальтового вяжущего, которые позволят получить смесь, имеющую достаточное количество связующего для обеспечения прочного покрытия, достаточной устойчивости, достаточного количества пустот в общей уплотненной смесь для обеспечения небольшого дополнительного уплотнения при нагрузке без промывки и достаточной удобоукладываемости, чтобы обеспечить эффективное размещение смеси без расслоения [9].

Повышенный спрос на автомобильные дороги может снизить их прочностные характеристики и сделать дороги более подверженными постоянным повреждениям и поломкам. Как правило, эксплуатационные свойства дорожного покрытия зависят от свойств битумного вяжущего; Известно, что обычный битум имеет ограниченный диапазон реологических свойств и долговечности, которых недостаточно, чтобы противостоять повреждениям дорожного покрытия. Поэтому исследователи битума и инженеры ищут различные типы модификаторов битума.Существует множество процессов модификации и добавок, которые в настоящее время используются в модификациях битумов, таких как стирол-бутадиенстирол (SBS), стирол-бутадиеновый каучук (SBR), этиленвинилацетат (EVA) и модификатор резиновой крошки (CRM). Использование коммерческих полимеров, таких как SBS и SBR, в строительстве дорог и тротуаров увеличит стоимость строительства, поскольку они являются очень дорогими материалами. Однако использование альтернативных материалов, таких как модификатор резиновой крошки (CRM), определенно будет экологически выгодным и не только может улучшить свойства битумного вяжущего и его долговечность, но также потенциально может быть экономически эффективным [10–12 ].

3. Исторический эксперимент использования резиновой крошки в дорожных покрытиях

В 1840-х годах самые ранние эксперименты включали включение натурального каучука в асфальтовое связующее для повышения его технических характеристик. Процесс модификации асфальта с использованием натурального и синтетического каучука был введен еще в 1843 году [13]. В 1923 г. модификации натурального и синтетического каучука в асфальте были дополнительно усовершенствованы [14, 15]. По словам Йилдирима [15], разработка асфальто-каучуковых материалов, используемых в качестве герметиков швов, заплат и мембран, началась в конце 1930-х годов.Первая попытка модифицировать асфальтовые связующие путем добавления каучука была сделана в 1898 году Гаудмбергом, который запатентовал процесс производства асфальтовой резины. Затем Франция получила признание за строительство первой дороги с покрытием из модифицированного асфальтовой крошкой резиновой крошки [2].

В 1950 году сообщалось об использовании утильных шин в асфальте [16]. В начале 1960-х годов Чарльз Макдональд, работавший главным инженером по материалам в городе Феникс, штат Аризона, обнаружил, что после завершения смешивания резиновой крошки с первичным асфальтовым цементом и его перемешивания в течение 45–60 минут, появились новые свойства материалов.Размер частиц каучука увеличивался при более высоких температурах, что позволило увеличить концентрацию жидкого асфальта в дорожных смесях [17]. Применение модифицированного каучуком асфальта началось на Аляске в 1979 году. Сообщалось о укладке семи прорезиненных покрытий общей протяженностью 4 км с использованием сухого процесса Plus Ride в период с 1979 по 1981 годы. Были описаны характеристики этих разделов в отношении перемешивания, уплотнения, долговечности, усталости, стабильности и текучести, а также сцепления шин с дорогой и сопротивления скольжению.Асфальтовый каучук с использованием мокрого процесса впервые был применен на Аляске в 1988 году [18]. Примерно в 1983 году в Южно-Африканской Республике впервые были внедрены асфальто-резиновые уплотнения. За первые 10 лет было вымощено более 150 000 тонн асфальта. По результатам оценки был сделан вывод, что асфальтобетонные резиновые прослойки мембраны, поглощающие механические напряжения (SAMI), и асфальт работают выше ожиданий. Асфальтовая резина намного превосходит первичный асфальт в идентичных условиях. Асфальт-каучук и SAMI особенно подходят для дорог с интенсивным движением, когда тротуары разрушены, и где перекрытия исключают возможность доработки в условиях загруженного движения [19].Lundy et al. [20] представили три тематических исследования с использованием резиновой крошки как для мокрого, так и для сухого процесса на Mt. Проект Сент-Хеленс, Орегон-Дот и Портленд, Орегон. Результаты показали, что даже после десяти лет эксплуатации резиновая крошка имеет отличную стойкость к термическому растрескиванию. Несмотря на то, что асфальто-резиновые смеси могут быть успешно изготовлены, для обеспечения хороших характеристик необходимо поддерживать контроль качества. Ассоциация производителей резиновых покрытий обнаружила, что использование резины для покрышек в смеси с открытым слоем связующего может снизить шум от покрышек примерно на 50%.Кроме того, при нанесении распылением частицы резины разных размеров обладают лучшим звукопоглощением [21]. Кроме того, еще одним преимуществом использования асфальтовой резины является увеличение срока службы дорожного покрытия. Однако были даны рекомендации по оценке экономической эффективности асфальтовой резины [22]. Преимущества использования битума, модифицированного резиновой крошкой, заключаются в более низкой чувствительности к изменению температуры на ежедневной основе, большей устойчивости к деформации при более высокой температуре дорожного покрытия, доказанным свойствам устойчивости к старению, более высокой усталостной долговечности смесей и лучшей адгезии между заполнителем и связующим.С тех пор использование резиновой крошки вызвало интерес при модификации дорожного покрытия, поскольку очевидно, что резиновая крошка может улучшить эксплуатационные свойства битума [23–26].

В Малайзии использование каучука в качестве добавки при строительстве дорожных покрытий предположительно началось в 1940-х годах, но не было никаких официальных записей о такой практике. О первом зарегистрированном испытании с использованием технологии прорезиненного битума было сообщено в 1988 году, когда использовался процесс мокрого смешивания с добавлением резиновых добавок в виде латекса в битумное связующее [27].В 1993 году в Негери-Сембилане было проведено еще одно испытание прорезиненных материалов на дороге с использованием использованных перчаток и натурального латекса [28].

4. Механизм взаимодействия асфальтобетонных резиновых элементов

Предыдущие исследователи обнаружили, что при добавлении резинового порошка в асфальтовый цемент резина ухудшается, и ее эффективность снижается при длительном хранении при повышенных температурах [2]. Улучшения технических свойств асфальтового каучука (AR) в значительной степени зависят от дисперсии частиц, растворения на молекулярном уровне и физического взаимодействия резины с асфальтом.Температура и время разложения являются очень важными факторами, влияющими на степень диспергирования слегка вулканизированного и вулканизированного натурального каучука. Например, оптимальное время разложения слегка вулканизированного резинового порошка составляет 30 минут при 180 ° C и 8 часов при 140 ° C [29]. С другой стороны, порошку вулканизированного каучука требуется всего 10 минут для разложения при 160 ° C для достижения тех же результатов. Легкое диспергирование невулканизированного порошка обусловлено состоянием резины и крупностью порошка (95 процентов соответствуют 0.Сито 2 мм). Вулканизированные порошки труднее диспергировать, потому что они более крупнозернистые (около 30 процентов остается на сите 0,715 мм и 70 процентов остается на сите 0,2 мм), а также из-за вулканизации. Согласно Дженсену и Абдельрахману [30], существует три стадии взаимодействия, которые были оценены в отношении битумного вяжущего: (i) ранняя стадия, которая происходит сразу после смешивания резиновой крошки с битумом; (ii) стадия промежуточного хранения, во время которой связующее выдерживают при повышенных температурах до нескольких часов перед смешиванием с заполнителем; (iii) стадия продленного (хранения), когда битумно-каучуковые смеси хранятся в течение продолжительных периодов времени перед смешиванием с заполнителем.Микнис и Мишон [31] исследовали применение ядерной магнитно-резонансной томографии для прорезиненного битумного вяжущего. Применение этой технологии привело к исследованию различных взаимодействий между резиновой крошкой и асфальтом, таких как набухание молекулами асфальта, возможное растворение резиновых компонентов в асфальте, а также деволатитизация и перекрестные трещины в резине. Результатом этого исследования является набухание резиновых частиц, которое может зависеть от молекул асфальта. Согласно Шен и др. [32] Факторами, которые влияют на процесс разложения смесей асфальта и каучуков, являются содержание каучука, градация каучука, вязкость связующего, источник связующего и условия смешивания, время и температура.

5. Основные факторы, влияющие на свойства асфальтобитона

5.1. Свойства асфальта

Асфальт — это темно-черный полутвердый материал, получаемый при атмосферной и вакуумной перегонке сырой нефти во время нефтепереработки, которая затем подвергается различным другим процессам [33]. Он считается термопластичным вязкоупругим клеем, который используется для строительства дорог и шоссе, в первую очередь из-за его хорошей цементирующей способности и водонепроницаемости [34].Анализ битума показывает, что смесь содержит примерно 8–11% водорода, 82–86% углерода, 0–2% кислорода и 0–6% серы по массе с минимальным содержанием азота, ванадия, никеля и железа. Кроме того, это сложная смесь самых разных молекул: парафиновых, нафтеновых и ароматических, включая гетероатомы [34]. Большинство производителей используют атмосферную или вакуумную перегонку для очистки асфальтобетона. Хотя используется очистка растворителем и продувка воздухом, очевидно, что они имеют второстепенное значение [35].На основании химического анализа сырая нефть может быть преимущественно парафиновой, нафтеновой или ароматической, причем наиболее распространены парафиновые и нафтеновые комбинации. Во всем мире производится около 1500 различных видов сырой нефти. Согласно выходу и качеству полученного продукта, только некоторые из них, представленные на Рисунке 4 (составы даны в процентах по массе и представляют фракцию + 210 ° C), считаются подходящими для производства битума [36, 37 ]. Наиболее часто используемый метод и, вероятно, самый старый метод — это атмосферная вакуумная перегонка подходящей сырой нефти, которая дает прямогонный остаточный асфальт.Процесс продувки воздухом осуществляется для получения окисленных или полуфабрикатов, которые по своей сути являются улучшением низкосортного асфальта. Неочищенные тяжелые фракции определяются как молекулы, содержащие более 25 атомов углерода (C25), которые увеличиваются с увеличением температуры кипения (рис. 5), а также молекулярной массы, плотности, вязкости, показателя преломления (ароматичности) и полярности ( содержание гетероатомов и металлов) [38, 39]. Эти фракции обогащены высокополярными соединениями, такими как смолы и асфальтены.По сравнению с неочищенными или более легкими фракциями высокополярные соединения состоят из различных химических соединений с разной ароматичностью, функциональными гетероатомами и содержанием металлов [38, 39].

5.1.1. Химические компоненты асфальта

Химический компонент асфальтобетона может быть идентифицирован как асфальтены и мальтены. Мальтены можно подразделить на три группы: насыщенные, ароматические и смолы. Полярная природа смол обеспечивает асфальту его адгезионные свойства.Они также действуют как диспергирующие агенты для асфальтенов. Смолы придают асфальтовым материалам адгезионные свойства и пластичность. Вязко-упругие свойства асфальта и его свойства в качестве связующего для дорожного покрытия определяются разным процентным соотношением асфальтенов и мальтенов [40–42]. На рисунке 6 показаны репрезентативные структуры четырех общих групп (SARA): насыщенных, ароматических, смол (которые образуют мальтеновую фракцию) и асфальтенов. Эта модель основана на коллоидной модели [43, 44].Сложность, содержание гетероатомов, ароматических соединений и увеличение молекулярной массы находятся в порядке S

Смолы представляют собой полутвердую фракцию промежуточного веса, образованную ароматическими кольцами с боковыми цепями. Кроме того, смолы представляют собой полярные молекулы, которые действуют как пептизаторы, предотвращая коагуляцию молекул асфальтенов.Самыми легкими материалами с молекулярной массой являются неполярные масла. Масла обычно имеют большую долю цепей по сравнению с количеством колец. В литературе смолы и масла вместе именуются мальтенами. Как правило, асфальтены образуют основную массу битума, в то время как смолы способствуют адгезии и пластичности, а масла влияют на текучесть и вязкость [47]. В соответствии с микроструктурой и коллоидной системой асфальтены диффундируют в маслянистую матрицу мальтенов, заключенную в оболочку из смол, причем ее толщина изменяется в зависимости от температуры, при которой проводятся испытания [48].Таким образом, состав и температура битума сильно зависят от механических свойств и микроструктуры битума, а также от степени ароматизации мальтенов и концентрации асфальтенов [48, 49].

5.1.2. Полярность и морфология асфальта

Асфальт обладает еще одним важным свойством — полярностью, то есть разделением зарядов внутри молекулы. Полярность — важная факторная система, потому что она относится к молекулам, которые сами выбирают предпочтительную ориентацию.Согласно Робертсону [50], большинство встречающихся в природе гетероатомов, азота, серы, кислорода и металлов сильно зависят от полярности внутри этих молекул. Кроме того, продукты окисления при старении полярны и вносят дополнительный вклад в полярность всей системы. Очевидно, что физико-химические свойства существенно влияют на асфальт, и каждое из них отражает природу сырой нефти, использованной для его приготовления. Pfeiffer и Saal [51] предположили, что дисперсные фазы асфальтового цемента состоят из ароматического ядра, окруженного слоями менее ароматических молекул и диспергированных в относительно алифатической фазе растворителя.Однако они не указывают на наличие четких границ между дисперсной фазой и фазой растворителя, как в мицеллах мыла. Однако они предполагают, что он варьируется от низкой до высокой ароматичности, то есть от фазы растворителя до центров компонентов, составляющих дисперсную фазу, как показано на рисунке 7.

Согласно Робертсону [50] наиболее последовательное описание, или Модель полярности нефтяного асфальта выглядит следующим образом. Асфальтовый цемент представляет собой совокупность полярных и неполярных молекул: (i) полярные молекулы прочно связаны с образованием организованных структур и представляют собой более стабильное термодинамическое состояние.(ii) Неполярная модель обладает способностью диссоциировать организованную структуру, но, опять же, возможны вариации из-за источников асфальта, и ее вязкое поведение сильно зависит от температуры.

Используя современные технологии, была изучена морфология асфальта, чтобы проверить структуру асфальта. Таким образом, на рисунке 8 представлены изображения, полученные с помощью топографической атомно-силовой микроскопии (АСМ) двух различных марок асфальтобетонного цемента, на плоском фоне, на котором диспергирована другая фаза [52].

На изображении в левой части рисунка 8 дисперсная фаза отображает ряд бледных и темных линий, часто рассматриваемых как «пчелы» или «пчелиные структуры». Однако на изображении справа, где пчелиные структуры не независимы друг от друга, они заменены «многорукими звездообразными формами» [52]. Дисперсная фаза, имеющая «пчелиный» вид, как показано на рисунке 8, приписывается асфальтенам, что также подтверждается Pauli et al. [53]. Однако не было обнаружено корреляции между морфологией атомно-силовой микроскопии и составом, состоящим из асфальтенов, полярных ароматических углеводородов, нафтеновых ароматических углеводородов и насыщенных углеводородов [52].

5.2. Свойства резиновой крошки

Использование резиновой крошки вместо полимера зависит от желаемых свойств модифицированного битума для конкретного применения. Однако выбор также в определенной степени определяется стоимостью модификации и наличием модификатора [2]. Желательно получить требуемые свойства с минимальными затратами. Рост производства автомобилей из года в год приводит к изношенным шинам. Из-за ограниченных площадей для утилизации и экологических проблем рециркуляция шин этих транспортных средств как промышленных отходов поощрялась, и производство резиновых крошек из них показало, что они подходят для использования в качестве модификатора битума.Также он предлагает другие преимущества, такие как использование менее сложного смесительного оборудования и минимальные требования к модификации асфальта. Сравнивая использование полимера в качестве модификатора, принимая во внимание два основных момента, процитированных выше, стоимость использования полимера намного выше, чем при использовании резиновой крошки, и его доступность меньше по сравнению с резиновой крошкой. Хотя свойства использования полимеров могут быть лучше, они сопоставимы со свойствами прорезиненного асфальта.

5.2.1. Состав и концентрация резиновой крошки

Резиновая крошка или резиновая крошка из отработанных покрышек — это смесь синтетического каучука, натурального каучука, технического углерода, антиоксидантов, наполнителей и масел-наполнителей, которые растворимы в сортах для горячего дорожного покрытия.Асфальтовую резину получают путем включения резиновой крошки из измельченных шин в асфальтовое связующее при определенных условиях времени и температуры с использованием либо сухого процесса (метод, который добавляет гранулированный модификатор каучуковой крошки (CRM) из утильных шин вместо процентного содержания заполнитель в асфальтобетонной смеси, а не как часть асфальтобетонного вяжущего) или мокрые процессы (метод модификации асфальтобетонного вяжущего с помощью CRM из утильных шин перед добавлением вяжущего для образования асфальтобетонной смеси).Есть два различных метода использования резины для шин в асфальтовых связующих; Первый — растворение резиновой крошки в асфальте в качестве модификатора связующего. Второй — замена части мелких заполнителей измельченным каучуком, который не полностью реагирует с битумом [22].

Согласно лабораторным испытаниям связующего [10–12], ясно, что содержание резиновой крошки играет основную роль в значительном влиянии на рабочие характеристики и реологические свойства прорезиненных битумных связующих. Это может улучшить эксплуатационные характеристики сопротивления асфальтового покрытия против деформации во время строительства и дорожных работ.Увеличение содержания резиновой крошки составило от 4 до 20%, что указывает на повышение температуры размягчения, пластичности, упругого восстановления, вязкости, комплексного модуля сдвига и коэффициента колейности футеровки. Это явление можно объяснить абсорбцией частиц каучука более легкой фракцией масла битума, что приводит к увеличению количества частиц каучука во время набухания в процессе смешивания. Увеличение содержания каучука на 16% и 20% показало соответствующее увеличение значения вязкости по Брукфилду, которое превышает пределы спецификации SHRP (3 Па).Это делает два указанных процента неприемлемыми для полевых работ при строительстве смеси для асфальтового покрытия.

Что касается низкотемпературных характеристик, исследование с содержанием каучука 18–22% показало изменение, которое не имело большого значения в этом диапазоне для влияния на характеристики битума при растяжении и разрушении по сравнению с изменением содержания связующего между 6 и 9% для битума. вес [22, 54]. Исследование Халида [55] показало, что более высокое содержание связующего приводит к увеличению усталостной долговечности прорезиненной битумной смеси и лучшему сопротивлению колейности, а также к результатам, показывающим хорошее сопротивление разрушению и усталостному растрескиванию.Лю и др. [56] обнаружили, что содержание резиновой крошки является наиболее значимым влияющим фактором, за которым следует тип резиновой крошки и, наконец, размер частиц.

5.2.2. Процесс измельчения резиновой крошки и размер частиц

Резиновая крошка производится путем измельчения утильных шин, которые представляют собой особый материал, не содержащий волокон и стали. Частицы каучука сортируются и встречаются во многих размерах и формах, как показано на рисунке 9. Для производства резиновой крошки изначально важно уменьшить размер шин.Существует два метода производства резиновой крошки: измельчение при комнатной температуре и криогенный процесс [57]. На рынке резиновой крошки существует три основных класса в зависимости от размера частиц: (a) тип 1 или сорт A: грубая резиновая крошка с размером частиц 10 меш, (b) тип 2 или сорт B: резиновая крошка с размером частиц 14-20 меш, (c) тип 3: резиновая крошка с размером пор 30 меш.

Обозначение размера ячейки указывает на первое сито с верхним пределом диапазона от 5% до 10% оставшегося материала. Процесс размола при комнатной температуре можно разделить на два метода: грануляция и крекер-мельницы.Окружающая среда описывает температуру, при которой размер резиновых отходов уменьшается. Материал загружается в мельницу или гранулятор при температуре окружающей среды. Принимая во внимание, что криогенное измельчение шин заключается в замораживании обрезков резины с использованием жидкого азота до тех пор, пока она не станет хрупкой, а затем дроблении замороженной резины на более мелкие частицы с помощью молотковой мельницы. Полученный материал состоит из гладких, чистых, плоских частиц. Высокая стоимость этого процесса считается недостатком из-за добавленной стоимости жидкого азота [3].

Разрушение размера частиц резиновой крошки повлияло на физические свойства смеси асфальт-каучук. Как правило, небольшая разница в размере частиц не оказывает значительного влияния на свойства смеси. Однако размер резиновой крошки, безусловно, может иметь большое значение. В исследовании [58] сообщается, что влияние размера частиц CRM на высокотемпературные свойства прорезиненных битумных вяжущих было влиятельным фактором на вязкоупругие свойства. Кроме того, более крупнозернистый каучук дает модифицированное связующее с модулями высокого сдвига, а повышенное содержание резиновой крошки снижает жесткость к ползучести, что в совокупности демонстрирует лучшее сопротивление термическому растрескиванию.

Таким образом, основным механизмом взаимодействия является набухание резиновых частиц, вызванное поглощением легких фракций этими частицами и повышением жесткости остаточной фазы связующего [58–61]. Частицы каучука сжимаются при их движении в матрицу связующего и перемещаются из-за процесса набухания, который ограничивает свободное пространство между частицами каучука. По сравнению с более крупными частицами более мелкие частицы легко набухают, что приводит к более высокой модификации связующего [58, 59].Набухаемость резиновых частиц связана со степенью пенетрации связующего, сырьем и природой модификатора резиновой крошки [60].

5.3. Переменные процесса взаимодействия

Переменные процесса взаимодействия состоят из профиля отверждения, температуры и продолжительности, а также энергии сдвига смешения [12, 58, 59, 62]. В исследовании [63] изучалось влияние типов перемешивания на свойства прорезиненного асфальта. Использовали обычный пропеллерный смеситель и высокоскоростной смеситель со сдвиговым усилием.Исследование показало, что полученное связующее, полученное с использованием смесителя с высокоскоростным сдвиговым усилием, по-видимому, имеет несколько лучшие свойства по сравнению со связующим, полученным с использованием смесителя пропеллерного типа. Он показал, что вязкость и температура размягчения прорезиненного асфальта, полученного с использованием высокоскоростного смесителя со сдвиговым усилием, обеспечивают более высокий уровень перемешивания и сдвиговое действие, которое может измельчать набухшие частицы каучука в определенном объеме связующего. Таким образом, абсорбент более легкой маслянистой фракции был увеличен из-за большого количества мелких частиц каучука.Исследование Thodesen et al. [64] указали, что процедура обработки и тип шины играют важную роль в определении вязкости прорезиненного битума. Взаимодействие между резиновой крошкой и битумными связующими называется физическим взаимодействием, при котором резиновая крошка посредством диффузии абсорбирует ароматическую фракцию битумных связующих, что приводит к набуханию частиц резиновой крошки. Это набухание частиц, связанное с уменьшением маслянистой фракции связующего, приводит к увеличению вязкости прорезиненного битумного связующего.Как правило, битумное связующее и измельченный каучук шин смешивают и перемешивают при повышенных температурах в течение различных периодов времени перед использованием их в качестве связующего для дорожного покрытия. Эти два фактора работают вместе, чтобы оценить эксплуатационные свойства прорезиненного битумного вяжущего в процессе смешивания при взаимодействии асфальтобетонного каучука. Такое изменение времени перемешивания и температуры происходит из-за обычных действий, связанных со строительством битумного покрытия [2]. Тем не менее, на консистенцию асфальтового каучука могут повлиять время и температура, используемые для объединения компонентов, и поэтому необходимо осторожно использовать его для достижения оптимального потенциала.Увеличение времени смешивания показало незначительную разницу в свойствах прорезиненного асфальта в случае 30 и 60 минут, тогда как повышение температуры смешивания соответствовало увеличению вязкости по Брукфилду, температуры размягчения, пластичности, упругого восстановления и комплексного модуля сдвига [10–10]. 12]. Несколько исследований [62, 65–67] показали, что более длительное время реакции при производстве асфальтового каучука, по-видимому, вызывает повышение вязкости из-за увеличения массы каучука из-за поглощения связующего.С другой стороны [12, 61, 68–70] сообщили, что время реакции не оказывает существенного влияния на выбор оптимального содержания связующего. Кроме того, не было разницы в изменении размера молекул между контрольным связующим и асфальтовым каучуковым связующим. Кроме того, время смешивания незначительно отличалось от физических и реологических свойств асфальтобетона и довольно незначительно влияло на эксплуатационные свойства прорезиненного асфальта.

5.4. Эластичность резины. Резина

Основными характеристиками резины являются ее свойство высокой эластичности, которая позволяет ей подвергаться большим деформациям, от которых достигается почти полное, мгновенное восстановление после снятия нагрузки [71].Это свойство высокой эластичности обусловлено молекулярной структурой резины. Каучук относится к классу материалов, известных как полимеры, а также к эластомерам. Свойства эластомерного каучука следующие: (а) молекулы очень длинные и могут свободно вращаться вокруг связей, соединяющих соседние молекулярные единицы. (b) Молекулы соединяются химически или механически в нескольких местах, образуя трехмерную сеть. Эти соединения называются сшитыми.(c) Помимо сшивки, молекулы могут свободно перемещаться друг за другом; то есть силы Ван-дер-Ваала невелики.

Подобно асфальту, резина представляет собой термопластичный вязкоупругий материал, реакция деформации которого под нагрузкой зависит как от температуры, так и от скорости деформации. Однако деформация резины является относительно стимулом к ​​изменению температуры, когда как при низких скоростях деформации, так и при температуре, значительно превышающей температуру окружающей среды, материал остается эластичным. Более широкий диапазон эластичных свойств резины по сравнению с битумом в значительной степени является результатом сшивания длинных молекул резины.Резина также намного пластичнее битума при низких температурах и высоких скоростях нагружения [2, 3].

6. Реологические и физические характеристики асфальтобитона

6.1. Температурная восприимчивость (ньютоновское поведение)

Температурная восприимчивость была определена как отношение ньютоновских вязкостей при 25 ° C и 60 ° C [72]. Содержание вяжущего в асфальтовой смеси обычно составляет менее 7%, но оно играет очень важную роль в общих свойствах композиционного материала.Это сильно влияет как на способность распределения нагрузки, так и на устойчивость к искажениям при интенсивном движении. Деформационный отклик связующего в смеси под нагрузкой зависит от его температурной чувствительности; диапазон температур зависит от скорости деформации и геометрии связующего между частицами заполнителя. Поэтому логично использовать связующее с более низкой температурной восприимчивостью, особенно при очень большом диапазоне рабочих температур [2]. Понятие индекса пенетрации (PI) было введено Пфайффером и Ван Дормаалом [73] для измерения температурной восприимчивости связующего и, в частности, его реологического типа с точки зрения отклонения от ньютоновского поведения.PI получается из соотношения

Обычный асфальт для дорожного покрытия имеет значение PI от -1 до +1. Асфальт с PI ниже -2 является по существу ньютоновским и характеризуется хрупкостью при низких температурах. Асфальт с PI выше +2 гораздо менее чувствителен к температуре, менее хрупок при низких температурах, демонстрирует заметные эластичные свойства, зависящие от времени, и демонстрирует отклонения от ньютоновского поведения, особенно при больших скоростях деформации [74]. Коэффициенты температурной восприимчивости (CTS), основанные на измерениях вязкости в диапазоне температур 60–80 ° C, были использованы для оценки поведения прорезиненного асфальтового связующего в зависимости от температуры.CTS получается из (2), как показано на:

где Temp ° F и и — вязкости, измеренные при температурах и.

В 1984 году исследование показало, что 4% каучука эффективно снижает температурную чувствительность первичных связующих как минимум в два раза. Следовательно, асфальтовый каучук более устойчив к резким изменениям температуры [74].

Машаан и Карим [12] исследовали хорошую корреляцию между температурной восприимчивостью и реологическими свойствами битума, модифицированного резиновой крошкой, с точки зрения данных по эластичности и температуре размягчения.

6.2. Вязкоупругое поведение (динамический сдвиг)

Асфальтоцементные вяжущие относятся к вязкоупругим материалам, поскольку они демонстрируют комбинированное поведение (свойства) эластичного и вязкого материала, как показано на Рисунке 10 (а), при снятии приложенного напряжения с материала; происходит полное восстановление в исходное положение. Рисунок 10 (b) объясняет поведение вязкого материала в случае, когда деформация материала увеличивается с течением времени при стабильном напряжении. Рисунок 10 (c) иллюстрирует поведение вязкоупругого материала, когда стабильное напряжение увеличивает деформацию в течение длительного периода времени, а когда приложенное напряжение снимается, материал теряет способность достигать своего исходного положения, что приводит к необратимой деформации.Согласно Ван дер Поэлю [75], обычно модуль жесткости битумных вяжущих может быть определен как

где — зависимый модуль жесткости (Па), — время нагружения (с), — приложенное постоянное одноосное напряжение (Па) и относится к одноосной деформации во времени (м / м). Поскольку асфальт является вязкоупругим материалом, его реологические свойства очень чувствительны к температуре, а также к скорости нагружения. Что касается температуры, то наиболее частыми проблемами дорожного покрытия являются колейность, усталостное растрескивание и термическое растрескивание.Реометр динамического сдвига (DSR) использовался для измерения и определения реологических свойств битумного вяжущего при различных колебаниях напряжения / температуры и различных частотах. Тестирование DSR включало параметры комплексного модуля сдвига (), накопительного модуля (), модуля потерь () и фазового угла (). Формула для вычисления, и, а также в (4), соответственно, демонстрируется следующим образом:

где — комплексный модуль сдвига, — напряжение сдвига, — деформация сдвига, — модуль накопления, — модуль потерь и — фазовый угол.

Navarro et al. [40] изучали реологические характеристики шлифованного асфальта, модифицированного каучуком. Эксперимент проводился на реометре Haake RS150 с контролируемым напряжением. Исследование было направлено на сравнение вязкоупругого поведения пяти шлифованных резиновых покрышек, модифицированных немодифицированным асфальтом, и модифицированным полимером (SBS) асфальтом. Исследование показало, что модифицированный каучуком асфальт обладает улучшенными вязкоупругими характеристиками и, следовательно, имеет более высокую вязкость, чем немодифицированные связующие. Таким образом, ожидается, что асфальтовый каучук будет лучше повышать устойчивость к остаточной деформации или колейности, а также к низкотемпературному растрескиванию.Исследование также показало, что вязкоупругие свойства битума, модифицированного каучуком, с 9% веса очень похожи на битум, модифицированный SBS, с 3% SBS по весу при -10 ° C и 7% по весу при 75 ° C.

Машаан и Карим [12] исследовали реологические свойства асфальтового каучука для различных комбинаций факторов содержания резиновой крошки и условий смешивания. Испытание реометра на динамический сдвиг (DSR) было проведено для оценки технических свойств асфальтового вяжущего, армированного резиновой крошкой, при 76 ° C.Спецификационные испытания проводились при испытательной частоте 10 рад / с, что эквивалентно скорости автомобиля 90 км / ч. Между параллельными металлическими пластинами формировали образцы для испытаний толщиной 1 мм и диаметром 25 мм. Исследование показывает увеличение, и и уменьшение фазового угла (). Таким образом, модифицированный асфальт стал менее подвержен деформации после снятия напряжений. Исследование также продемонстрировало значительную взаимосвязь между реологическими параметрами (,, и) и температурой размягчения с точки зрения прогнозирования физико-механических свойств независимо от условий смешивания.

Natu и Tayebali [76] наблюдали, что немодифицированные связующие и связующие, модифицированные резиновой крошкой, с одинаковым рейтингом PG при высоких температурах не показывают аналогичных вязкоупругих свойств в диапазоне частот. Был также сделан вывод о том, что немодифицированные смеси и смеси, модифицированные резиновой крошкой, содержащие связующие с одинаковым высокотемпературным рейтингом PG, не демонстрируют аналогичного вязкоупругого поведения в диапазоне частот. Смеси, содержащие такие же связующие с рейтингом PG, работали аналогично, если их характеристики оценивались при частоте и температуре, при которых определялся рейтинг PG при высокой температуре связующего.

Не было замечено, что тангенс угла потерь () связующего напрямую связан с тангенс угла потерь смеси, поскольку тангенс угла потерь смеси был намного ниже, возможно, из-за совокупных эффектов, чем тангенс угла потерь связующего. . Также было отмечено, что тангенс угла потерь смеси увеличивается при понижении температуры. Аналогичное наблюдение было сделано и для влияния частоты. С увеличением частоты тангенс угла потерь увеличивался до максимального значения, а затем уменьшался при дальнейшем увеличении частоты.Тангенс угла потерь связки заметно увеличивался при повышении температуры [2]. Жесткость смеси сама по себе, по-видимому, не является мерой для оценки склонности к образованию колей в смесях, содержащих модифицированные связующие. Более высокий динамический модуль () не обязательно связан с более низкой остаточной деформацией. Что касается типа связующего, динамический модуль упругости ниже для смесей, содержащих модифицированные связующие, по сравнению со смесью, содержащей обычное связующее [2].

При высоких рабочих температурах были измерены испытания на устойчивость к колееобразованию в зависимости от некоторых параметров связующего (вязкость, восстановление пластичности, невосстановимая податливость при ползучести, комплексный модуль сдвига и параметры, указанные SHRP /).Был сделан вывод, что из рассмотренных параметров для этого диапазона связующих только SHRP / дает наиболее надежный прогноз устойчивости к колееобразованию. Было обнаружено, что рекомендуемая частота SHRP (1,6 Гц) близко соответствует частоте теста слежения за колесом, используемого для экспериментов по сопротивлению колейности. Этот параметр включает в себя как показатель жесткости связующего (его способность сопротивляться деформации при приложении нагрузки), так и его способность восстанавливать любую деформацию при снятии нагрузки.Было обнаружено, что частота, выбранная для измерений вяжущего, оказывает значительное влияние на качество полученной корреляции и должна максимально соответствовать частоте нагрузки, прикладываемой к смеси [2]. При промежуточных температурах эксплуатации дорожного покрытия была обнаружена разумная корреляция между одним аспектом усталостных характеристик смеси и модулем потери связующего (), снова измеренным при той же температуре и нагрузке, что и при испытании смеси. Однако, выше определенной жесткости связующего, изменение измеренной усталостной долговечности было небольшим из-за того, что податливость машины становилась значительной при высокой жесткости смеси.Маловероятно, что одной только реологии вяжущего будет достаточно для точного прогнозирования и объяснения усталостной долговечности смеси [2].

6.3. Вязкость (сопротивление потоку)

Вязкость относится к текучим свойствам асфальтового цемента и является показателем гидравлического сопротивления. При температуре нанесения вязкость сильно влияет на потенциал получаемых смесей для дорожного покрытия. Во время уплотнения или смешивания низкая вязкость приводит к более низким значениям стабильности и лучшей обрабатываемости асфальтовой смеси.

Наир и др. [77] использовали ротационный вискозиметр Хааке для измерения вязкости образцов мягкого асфальта, в то время как вязкость выдутых образцов асфальта измеряли с помощью капиллярного реометра. Испытания были проведены для изучения поведения потока при модификации асфальта жидким натуральным каучуком (LNR). Выводы заключаются в следующем; для мягкого асфальта зависимость температуры от вязкости заметна до 100 ° C, а затем и незначительна. Добавление 20% LNR приводит к максимальной вязкости.Энергия активации потока мягкого битума увеличивалась, а энергия активации выдувного асфальта снижалась при добавлении LNR.

Zaman et al. [78] обнаружили, что вязкость асфальтобетона увеличивается с добавлением каучука, а образцы асфальтобетона, модифицированного каучуком, демонстрируют более равномерное и более высокое сопротивление нагрузке по мере увеличения количества каучука. Степень утолщения при сдвиге и разжижения при сдвиге уменьшалась за счет увеличения количества резины в асфальтовом цементе. Динамическая вязкость футеровки была увеличена за счет увеличения количества каучука в асфальтовом цементе.Piggott et al. [79] упомянули, что вулканизированный каучук оказывает большое влияние на вязкость асфальтового цемента. Вязкость, измеренная при 95 ° C, увеличивалась более чем в 20 раз, когда к смеси добавляли 30% вулканизированного каучука. Напротив, девулканизированный каучук оказал лишь очень небольшое влияние. Испытание на вязкость также показало отсутствие опасности гелеобразования при смешивании резины с горячим асфальтовым цементом.

6.4. Физические характеристики и характеристики жесткости

Марез [2] исследовал свойства битумно-каучукового связующего, полученного путем физического смешивания асфальта с пенетрацией 80/100 с различным содержанием резиновой крошки и различными фазами старения.Результаты значений пенетрации снизились как при старении, так и перед старением из-за увеличения содержания каучука в смеси. Кроме того, модифицированные связующие показали более низкие значения проникновения, чем немодифицированные связующие. Другое исследование [80] по изменению пенетрации было проведено с использованием асфальтовых смесей с пенетрирующей способностью 80/100 и 70/100 с различным процентным содержанием резиновой крошки. Результаты показали значительное снижение проницаемости модифицированного связующего из-за высокого содержания резиновой крошки в связующем. Согласно Дженсену и Абдельрахману [30], свойство упругого восстановления очень важно при выборе и оценке сопротивления как усталости, так и колейности.Упругое восстановление — это свойство, которое указывает на качество полимерных компонентов в битумных вяжущих. Оливер [81] пришел к выводу на основании своего исследования, что упругое восстановление битумно-каучуковых вяжущих приводит к увеличению по мере уменьшения размера частиц каучука. Было обнаружено, что типы резины могут влиять на свойства силовой пластичности при 4 ° C [82]. Модификация асфальтовой резины привела к лучшему сопротивлению колейности и более высокой пластичности. Однако модифицированное связующее было подвержено разложению и поглощению кислорода.Были проблемы с низкой совместимостью из-за высокого молекулярного веса. Кроме того, было обнаружено, что переработанная резина для шин снижает отражающее растрескивание, что, в свою очередь, увеличивает долговечность. Во время уплотнения или смешивания наблюдалась низкая вязкость, приводящая к более низким значениям стабильности. Точка размягчения относится к температуре, при которой асфальт достигает определенной степени размягчения [3]. Марез и Рехан [83] утверждали, что существует постоянная взаимосвязь между вязкостью и температурой размягчения на разных этапах старения битумно-каучукового связующего.Также сообщается, что более высокое содержание резиновой крошки приводит к более высокой вязкости и температуре размягчения.

Машаан и Карим [12] сообщили, что значение точки размягчения увеличивается по мере увеличения содержания клубней крошки в смеси. Увеличение содержания каучука в смеси может быть связано с увеличением соотношения асфальтены / смолы, которое, вероятно, улучшает свойства придания жесткости, делая модифицированное связующее менее чувствительным к изменениям температуры. Согласно Liu et al. [56], основной фактор повышения температуры размягчения можно отнести к содержанию резиновой крошки, независимо от типа и размера.Повышение температуры размягчения привело к получению жесткого связующего, способного улучшать его восстановление после упругой деформации. По данным Mashaan et al. [11] прорезиненное асфальтовое вяжущее было оценено с точки зрения эластичности вяжущего и устойчивости к колейности при высокой температуре. Более высокое содержание резиновой крошки, по-видимому, резко увеличивает упругое восстановление и пластичность. Согласно исследованию [71], испытание на пластичность, проведенное при низкой температуре, оказалось полезным индикатором хрупкого поведения битума.Было обнаружено, что содержание латекса в диапазоне от 3 до 5% приводит к нехрупкому поведению в испытании на пластичность при 5 ° C, тогда как немодифицированный битум не выдерживает хрупкого разрушения в том же испытании. Наир и др. [77] обнаружили, что пластичность мягкого битума снижалась с увеличением концентрации жидкого натурального каучука, в то время как некоторое улучшение было отмечено в случае выдувного битума при 10% -ной загрузке. Пластичность измеряется при 27 ° C и разрывается со скоростью 50 мм / мин. Модифицированные битумные связующие показали значительное улучшение упругого восстановления, и, напротив, пластичность снизилась по сравнению с немодифицированными связующими [84].

7. Долговечность и старение асфальтобетонной резины

При проектировании смеси для дорожного покрытия общая практика заключается в достижении сбалансированной конструкции среди ряда желательных свойств смеси, одним из которых является долговечность. Прочность — это степень устойчивости к изменению физико-химических свойств материалов поверхности дорожного покрытия с течением времени под воздействием погодных условий и дорожного движения. Срок службы дорожного покрытия будет зависеть в первую очередь от характеристик поставщика вяжущего, состава смеси и методов строительства [2].Затвердевание асфальта может привести к растрескиванию и разрушению поверхности дорожного покрытия. Скорость затвердевания — хороший показатель относительной прочности. Многие факторы могут способствовать такому затвердеванию асфальтового цемента, например, окислению, улетучиванию, полимеризации и тиксотропии. Это связано с тем, что асфальт — это органическое соединение, способное реагировать с кислородом, содержащимся в окружающей среде. Асфальтовый композит изменяется в результате реакции окисления, образуя довольно хрупкую структуру. Эта реакция называется старением или окислительным упрочнением [85].Улетучивание происходит при испарении более легких компонентов асфальта. Как правило, это связано с повышенными температурами, которые возникают в первую очередь в процессе производства горячей асфальтовой смеси. Полимеризация — это способ, с помощью которого смолы объединяются в асфальтены, что приводит к увеличению хрупкости асфальта вместе с тенденцией к неньютоновскому поведению. В конце реакции тиксотропия или увеличение вязкости с течением времени также способствует явлению старения асфальта [85].Однако наиболее важными факторами в процессе старения битумного вяжущего являются окисление и улетучивание. Возникновение стерического упрочнения и зависящая от времени обратимая молекулярная ассоциация повлияла на свойства связующего, но это не считается старением. Стерическое упрочнение является фактором только при промежуточных температурах; при высоких температурах избыточная кинетическая энергия в системе предотвращает ассоциацию, а при низких температурах скорость ассоциации оказывается медленнее из-за высокой вязкости связующего [85].

Баия и Андерсон [86] изучали механизм, с помощью которого свойства связующего могут изменяться при низкой температуре. Этот механизм, называемый физическим упрочнением, происходит при температурах, близких к температуре стеклования или ниже, чем температура стеклования, и вызывает значительное затвердевание битумного вяжущего. Скорость и величина явления упрочнения, как было замечено, увеличиваются с понижением температуры и, как сообщается, подобны явлению, называемому физическим старением аморфных твердых тел [87].Физическое упрочнение можно объяснить с помощью теории свободного объема, которая ввела зависимость между температурой и молекулярной подвижностью. Теория свободного объема включает молекулярную подвижность, зависящую от эквивалентного объема молекул, присутствующих на единицу свободного пространства или свободного объема. Основываясь на теории свободного объема, когда аморфный материал охлаждается от температуры выше его температуры стеклования, молекулярные корректировки и сжатие свободного объема быстро показывают падение температуры.При этой температуре структурное состояние материала вморожено и отклоняется от теплового равновесия из-за непрерывного падения кинетической энергии. Следовательно, было постулировано, что для того, чтобы произошло физическое отверждение связующих, температура должна быть выше температуры стеклования.

Многие испытания на долговечность основаны на оценке сопротивления твердению асфальта. Марез и Рехан [83] исследовали влияние старения на вязкоупругие свойства прорезиненного асфальта с использованием реометра динамического сдвига (DSR).Связующие были выдержаны с помощью теста в тонкопленочной печи (TFOT), теста в печи с прокаткой пленки (RFOT) и в сосуде для выдерживания под давлением (PAV). Это исследование показало, что старение влияет на реологию прорезиненного асфальта. Механические свойства состаренного связующего улучшаются за счет увеличения комплексного модуля и уменьшения фазового угла. Состаренные образцы характеризовались более высокой жесткостью и эластичностью за счет увеличения модуля упругости (накопления),. Высокое значение является преимуществом, поскольку оно дополнительно улучшает сопротивление колейности во время эксплуатации.Natu и Tayebali [76] провели всестороннее исследование, в ходе которого оценили высокотемпературные рабочие характеристики немодифицированных битумных вяжущих и смесей, модифицированных резиновой крошкой. Исследования показали, что влияние старения RFTO на коэффициент колейности связующего усиливается при низких частотах и ​​/ или высоких температурах. Улучшение фактора колейности уменьшалось с увеличением частоты, и при очень высоких частотах (низких температурах) факторы колейности для несостаренных и состаренных связующих RFTO были почти одинаковыми.Увеличение коэффициента колейности вяжущего для битумных вяжущих, модифицированных резиновой крошкой, при низких частотах указывает на то, что сопротивление вяжущего остаточной деформации улучшилось. Али и др. [88] изучали влияние физических и реологических свойств состаренного прорезиненного асфальта. Результаты показывают, что использование прорезиненного связующего снижает влияние старения на физические и реологические свойства модифицированного связующего, что проиллюстрировано более низким индексом старения вязкости (AIV), более низким индексом старения /, более низким приращением температуры размягчения, меньшим коэффициентом проникающего старения ( PAR) и увеличение с увеличением содержания модификатора резиновой крошки, что указывает на то, что резиновая крошка может улучшить сопротивление старению прорезиненного связующего.

8. Разрушение дорожного покрытия: растрескивание и остаточная деформация

Два вида нагрузки имеют особое значение в тандеме с характеристиками битумного покрытия. Один из них связан с перемещением грузов транспортных средств по дорожному покрытию, а второй — из-за теплового сжатия в связи с изменениями температуры [81]. Загрузка транспортного средства может привести к повреждению на любом конце диапазона температур поверхности дорожного покрытия. При повышенных температурах дорожного покрытия вяжущее может быть чрезвычайно жидким и, вероятно, не будет сопротивляться выщипыванию и срезанию автомобильных шин.При низких температурах дорожного покрытия связующее может быть настолько твердым (особенно после длительного периода эксплуатации), что загрузка транспортного средства вызывает хрупкое разрушение пленок связующего. Считается, что объяснение этому явлению связано с теорией «нормальных напряжений» (эффект Визенбергера), которая применяется к вязкоупругим материалам, таким как смесь битум / обрезок резины. Эта теория охватывает разницу нормальных напряжений, которые представляют собой силы, которые развиваются нормально (то есть перпендикулярно) направлению сдвига [81].

Согласно теории, вязкоупругий материал, продавленный через открытую трубку, расширяется нормально к оси трубки при выходе из трубки. В дорожном покрытии с трещинами вертикальные нагрузки прикладываются колесами транспортного средства, которые заставляют битумное вяжущее расширяться нормально по отношению к приложенной вертикальной нагрузке (по горизонтали) и, таким образом, заполнять трещины. Другая причина заключается в том, что если эту битумную смесь перемешивать горячей палкой в ​​контейнере, материал поднимется по палке, а не образует вихрь, как в жидкостях ньютоновского типа [81].

8.1. Корреляция между реологическими свойствами асфальтового вяжущего и характеристиками асфальтобетонной смеси

В рамках обширной исследовательской программы [89], проведенной для изучения преимуществ использования фундаментальных реологических измерений вяжущего для прогнозирования характеристик асфальтового покрытия, были включены (i) деформация покрытия (колейность) при высоких рабочих температурах. , (ii) усталость при промежуточных температурах эксплуатации, (iii) хрупкое разрушение при низких температурах эксплуатации.

При высоких рабочих температурах были измерены испытания на сопротивление колейности в зависимости от некоторых параметров связующего (вязкость, восстановление пластичности, невосстановимая податливость при ползучести, комплексный модуль сдвига и параметры, указанные SHRP).На основании рассмотренных параметров был сделан вывод, что для этого диапазона вяжущих только SHRP дает наиболее надежный прогноз устойчивости к колееобразованию. Было обнаружено, что рекомендуемая частота SHRP (1,6 Гц) близко соответствует частоте теста слежения за колесом, используемого для экспериментов по сопротивлению колейности. Этот параметр включает в себя как показатель жесткости связующего (его способность сопротивляться деформации при приложении нагрузки), так и его способность восстанавливать любую деформацию при снятии нагрузки.Частота, выбранная для измерений вяжущего, должна была оказать значительное влияние на качество полученной корреляции и должна поддерживаться близкой к частоте нагрузки, применяемой к смеси [89].

При промежуточных температурах эксплуатации дорожного покрытия была обнаружена разумная корреляция между одним аспектом усталостных характеристик смеси () и модулем потерь связующего (), снова измеренными при той же температуре и нагрузке, что и при испытании смеси. Однако выше определенной жесткости связующего из-за значительной податливости машины при высокой жесткости смеси изменение измеренной усталостной долговечности было минимальным.Реология вяжущего сама по себе недостаточна для точного прогнозирования и объяснения усталостной долговечности смеси. При низких температурах эксплуатации дорожного покрытия температура предельной жесткости связующего (LST) в этом случае, равная 300 МПа при 1000 с, является хорошим индикатором температуры разрушения смеси [89].

8.2. Усталостное сопротивление асфальтобетонной резины

Баия и Дэвис [90] использовали реологические свойства в качестве показателей характеристик дорожного покрытия. При высокой температуре реологические свойства были связаны с колейными свойствами дорожного покрытия.Реология при промежуточных температурах оказала влияние на усталостное растрескивание покрытий. Низкотемпературные свойства вяжущего связаны с низкотемпературным термическим растрескиванием дорожного покрытия. Кроме того, температура является важным фактором, который коррелирует со скоростью загрузки. При повышенных температурах или медленных темпах загрузки битум становится вязким материалом.

Однако при пониженных температурах или более высоких скоростях нагружения битум становится высокоэластичным материалом.Фактически, при промежуточных температурах битум имеет две разные характеристики, а именно: эластичное твердое тело и вязкая жидкость [75].

Афлаки и Мемарзаде [91] исследовали влияние реологических свойств резиновой крошки на усталостное растрескивание при низких и промежуточных температурах с использованием различных методов сдвига. Результаты показали, что смешение с высоким усилием сдвига больше влияет на улучшение при низких температурах, чем смесь с низким сдвигом.

Баия и Андерсон [92] представили описание цели и объема испытания реометра на динамический сдвиг.Реометр динамического сдвига (DSR) использовался для характеристики вязкоупругого поведения битумного материала при промежуточных и высоких рабочих температурах. Напряжение-деформация определяет реакцию материалов на нагрузку. Асфальтовые вяжущие проявляют свойства как эластичности, так и вязкости; поэтому они называются вязкоупругими материалами. Баия и Андерсон [86] провели испытание с разверткой по времени, используя реометр динамического сдвига. Испытание представляет собой простой метод применения повторяющихся циклов нагружения напряжением или деформацией при выбранных температурах и частоте нагружения.Исходные данные при повторном нагружении при сдвиге показали, что временные развертки эффективны при измерении повреждаемости связующего. Одним из преимуществ испытания с разверткой по времени является то, что его можно использовать для расчета усталостной долговечности асфальтового вяжущего на основе методов рассеянной энергии. Усталость является одним из наиболее серьезных повреждений конструкции асфальтового покрытия из-за повторяющихся нагрузок интенсивного движения транспорта, возникающих при средних и низких температурах, как показано на рисунке 11. Использование резиновой крошки, модифицированной битумным вяжущим, по-видимому, увеличивает сопротивление усталости, как показано на рисунке в ряде работ [3, 6, 18, 88, 91, 93–95].Улучшенные характеристики битумно-резиновых покрытий по сравнению с обычными битумными покрытиями частично являются результатом улучшенных реологических свойств прорезиненного битумного вяжущего.

Растрескивание обычно считается низкотемпературным явлением, в то время как остаточная деформация считается преобладающим видом разрушения при повышенных температурах. Растрескивание в основном подразделяется на термическое растрескивание и усталостное растрескивание, связанное с нагрузкой. Сильные перепады температуры, которые происходят в дорожном покрытии, обычно приводят к термическому растрескиванию.Этот тип разрушения возникает, когда термически вызванное растягивающее напряжение вместе с напряжениями, вызванными движением транспорта, превышает предел прочности материалов на разрыв. Часто для него характерно появление поперечных трещин вдоль шоссе через определенные промежутки времени. Усталостное растрескивание под нагрузкой — это явление разрушения в результате повторяющихся или колеблющихся напряжений, вызванных транспортной нагрузкой. Транспортные нагрузки могут привести к изгибу конструкции дорожного покрытия, и максимальная деформация при растяжении возникнет в основании битумного слоя.Если эта конструкция не соответствует условиям наложенной нагрузки, предел прочности материалов на разрыв будет превышен, и могут возникнуть трещины, которые будут проявляться в виде трещин на поверхности дорожного покрытия [9].

Стойкость битумных смесей к растрескиванию существенно зависит от их прочности на разрыв и характеристик растяжимости. Это может быть достигнуто простым увеличением содержания битума в смеси. Однако такая попытка может отрицательно сказаться на стабильности смеси.Использование более мягкого битума также может улучшить гибкость смеси, но это может быть достигнуто только за счет прочности на разрыв и стабильности смеси [9].

В рамках подхода механики разрушения считается, что процесс усталостного растрескивания систем дорожной одежды состоит из двух отдельных фаз с участием различных механизмов. Эти фазы состоят из зарождения трещины и распространения трещины до того, как материал испытает разрушение или разрыв. Возникновение трещин можно описать как сочетание микротрещин в смеси, образующих макротрещину в результате повторяющихся деформаций растяжения.Это явление обычно приводит к постепенному ослаблению структурной составляющей [96]. Эти микротрещины становятся более заметными по мере увеличения концентрации напряжений на вершине трещины и вызывают дальнейшее распространение трещины. Распространение трещины — это рост макротрещины в материале под действием дополнительных деформаций растяжения. Фактический механизм зарождения и распространения трещин включает разрушение покрытия, когда растягивающие напряжения превышают предел прочности при определенных условиях [9].Для точного определения распространения трещины величина коэффициентов интенсивности напряжений по толщине наложения должна быть доступна для каждой моды разрушения. В общем, механизмы распространения трещин могут следовать одному или нескольким из трех режимов разрушения, которые напрямую связаны с типом вызванного смещения [97]. Это показано на Рисунке 12.

(i) Нагрузка в режиме I (режим открытия) возникает в результате нагрузки, приложенной перпендикулярно плоскости трещины (нормальное растяжение). Этот режим связан с транспортной нагрузкой и в случае смещения, вызванного термическим воздействием.(ii) Нагрузка в режиме II (режим скольжения) возникает в результате плоского / нормального сдвигового нагружения, которое приводит к скольжению поверхностей трещины друг относительно друга перпендикулярно передней кромке трещины. Этот режим обычно связан с транспортной нагрузкой или дифференциальными изменениями объема. (Iii) Нагрузка в режиме III (режим разрыва) возникает из-за не плоского сдвигового (параллельного сдвига) нагружения, которое вызывает скольжение берегов трещины параллельно краю нагрузки трещины. Этот режим может возникать при боковом смещении из-за нестабильности, если плоскость трещины не перпендикулярна направлению движения.

8.3. Стойкость асфальтобетонной резины к колейности

Существуют различные лабораторные методы изучения деформации или колейности. Тест TRRL слежения за колесом кажется наиболее подходящим для максимально возможной стимуляции полевых условий. Испытание проводилось в течение 24 часов в шкафу с регулируемой температурой 60 ° C. По вмятинам, сделанным на плите, глубина трекинга фиксировалась в средней точке ее длины. Примерно через 6 часов наблюдалось устойчивое состояние отслеживания. По кривой деформация / время скорость увеличения глубины дорожки определяется в мм в час после достижения установившегося состояния [19].

По данным Shin et al. [98], добавление резиновой крошки и SBR увеличивает сопротивление колейности асфальтобетонных смесей. Результаты лабораторных исследований показали, что асфальт, модифицированный CR и SBR, имел более высокую жесткость при 60 ° C, чем модифицированные смеси. Модифицированные асфальтовые смеси также имели более высокую прочность на вращательный сдвиг и меньшую глубину колеи в испытаниях с загруженным колесом, чем немодифицированные смеси.

Тайфур и др. [99] утверждали, что после первоначального уплотнения остаточная деформация битумной смеси происходит из-за сдвиговых нагрузок, которые имеют место вблизи поверхности дорожного покрытия, которая фактически является площадью контакта между шиной и дорожным покрытием.Эти усилия увеличиваются без изменения объема битумной смеси. Они являются основными механизмами возникновения колейности в течение всего срока службы конструкции дорожного покрытия.

Повышенная остаточная деформация или колейность были связаны с увеличением давления в шинах грузовых автомобилей, нагрузок на оси и объема движения [100]. В исследовании [2] утверждается, что использование прорезиненного битумного вяжущего существенно влияет на повышение устойчивости смеси к колейной деформации. Колейность в гибком покрытии может быть разделена на два типа: колейность уплотнения, которая возникает при чрезмерном уплотнении дорожного покрытия вдоль пути колеса, вызванном уменьшением воздушных пустот в слое асфальтобетона, как показано на Рисунке 13, или постоянной деформацией основания или земляного полотна. .Колейность нестабильности возникает из-за свойств асфальтобетонной смеси и возникает в диапазоне верхних 2 дюймов слоя асфальтобетона, как показано на Рисунке 14 [101].

9. Стабильность по Маршаллу и прорезиненный асфальт

Что касается пластичности материалов, то на стабильность асфальтовой смеси влияют ее внутреннее трение, сцепление и инерция. Фрикционный компонент стабильности, в свою очередь, определяется размером, формой, градацией и шероховатостью поверхности частиц заполнителя, межкристаллитным контактом, давлением из-за уплотнения и нагрузки, блокировкой заполнителя, вызванной угловатостью, и вязкостью связующего.Когезия зависит от таких переменных, как реология связующего, количество точек контакта, плотность и адгезия [102]. Результаты теста Маршалла Самсури [28] показали, что добавление каучука увеличивает стабильность и коэффициент Маршалла. Увеличение варьировалось в зависимости от формы используемой резины и метода включения резины в битум. Стабильность по Маршаллу смесей, содержащих каучуковые порошки, была увеличена более чем в два раза, а коэффициент Маршалла увеличился почти в три раза по сравнению с нормальной немодифицированной битумной смесью.Смеси, полученные с использованием битума, предварительно смешанного с мелкими порошками каучука, показали наибольшее улучшение, чем смеси, полученные путем прямого смешивания резины с битумом и заполнителями. Таким образом, предварительное смешивание битума с каучуком является необходимым этапом для получения эффективного прорезиненного битумного связующего, вероятно, благодаря адекватным и эффективным дисперсиям каучука в фазе битума. Оптимальное содержание связующего было выбрано на основе метода расчета смеси Маршалла, рекомендованного Институтом асфальта [103], который использует пять критериев расчета смеси: (а) более низкая стабильность по Маршаллу, (б) приемлемое среднее значение потока по Маршаллу, (в) приемлемое среднее значение воздушных пустот, (d) процент пустот, заполненных асфальтом (VFA), (e) меньшее значение VMA.

9.1. Влияние градации заполнителя на тест Маршалла

Минеральный заполнитель представляет собой битумный бетон, составляющий около 95 процентов смеси по весу основной и около 85 процентов по объему основной. Характеристики заполнителя, влияющие на свойства битумной смеси, включают градацию, текстуру поверхности частиц, форму частиц, чистоту и химический состав [104]. Исследования показали, что влияние максимального размера заполнителя на результаты модифицированного теста Маршалла приводило к смесям с максимальным размером заполнителя 19 мм, что приводило к более высоким значениям устойчивости по модифицированному Маршаллу и немного уменьшало значения потока по Маршаллу, чем смеси с максимальным размером заполнителя 38 мм.Однако расхождение между результатами для двух смесей было минимальным. Кроме того, модифицированный поток Маршалла не выявил какой-либо конкретной тенденции для двух смесей [105].

Максимальный размер заполнителя оказал заметное влияние на количество воздушных пустот и удельный вес образцов. Небольшой процент воздушных пустот и более высокие значения удельного веса при отверждении на воздухе были получены для смеси с максимальным размером заполнителя 38 мм по сравнению со смесью с максимальным размером заполнителя 19 мм [105].С другой стороны, содержание эмульсии связующего оказало значительное влияние на воздушные пустоты и удельный вес образцов. Увеличение содержания вяжущей эмульсии в смеси заполняло пустоты между частицами заполнителя, а также допускало более частое уплотнение из-за смазки [105].

9.2. Влияние уплотнения на тест Маршалла

Значения стабильности различных смесей, полученных с помощью вращательного уплотнения, были в два-три раза выше, чем значения, полученные с помощью уплотнения Маршалла.Значения потока смесей, полученные с использованием вращательного уплотнения, коррелировали со значениями устойчивости, где максимальная стабильность была наименьшей по отношению к потоку, в то время как значения, полученные с использованием уплотнения Маршалла, не соответствовали в этом отношении [106].

10. Испытания асфальтобетонных смесей

Для оценки свойств асфальтобетонных смесей использовались различные тесты и подходы. Некоторые свойства материала могут быть получены в результате фундаментальных механических испытаний, которые можно использовать в качестве входных параметров для моделей характеристик асфальтобетона.Основными аспектами, которые можно охарактеризовать с помощью косвенного испытания на растяжение, являются упруго-упругие свойства, усталостное растрескивание и свойства, связанные с остаточной деформацией. Упругую жесткость асфальтобетонных смесей можно измерить с помощью непрямого испытания на растяжение (IDT) [6, 107].

10.1. Испытание на непрямое растяжение

Прочность на непрямое растяжение образца рассчитывается от максимальной нагрузки до разрушения. По данным Witczak et al. [108], непрямое испытание на растяжение (IDT) широко используется при проектировании гибких дорожных покрытий с 1960-х годов.Программа стратегических исследований автомобильных дорог (SHRP) [109] рекомендовала непрямые испытания на растяжение для определения характеристик асфальтобетонной смеси. Популярность этого теста в основном связана с тем, что тест может быть проведен с использованием маршалинговой выборки или ядер из поля. Этот тест простой, быстрый и менее изменчивый. Guddati et al. [110] также указали, что существует хороший потенциал в прогнозировании усталостного растрескивания с использованием косвенных результатов прочности на разрыв. Было проведено исследование для оценки характеристик асфальтовых смесей, модифицированных полиэтиленом (ПЭ), на основе их физических и механических свойств.Физические свойства оценивались с точки зрения проникновения и температуры размягчения. Механические свойства оценивали по косвенному пределу прочности на разрыв. Результат показал, что ПЭ улучшает как физические, так и механические свойства модифицированного связующего и смесей [9].

10.2. Испытание модуля упругости

Динамическая жесткость или «модуль упругости» является мерой способности битумных слоев распределять нагрузку; он контролирует уровни растягивающих деформаций, вызванных движением транспорта на нижней стороне самого нижнего битумного связанного слоя, которые ответственны за усталостное растрескивание, а также напряжения и деформации, возникающие в земляном полотне, которые могут привести к пластическим деформациям (O’Flaherty, 1988 ) [92].Динамическая жесткость рассчитывается с помощью косвенного испытания модуля упругости при растяжении, которое является быстрым и неразрушающим методом. В целом, чем выше жесткость, тем лучше она сопротивляется остаточной деформации и образованию колеи [28]. Eaton et al. [111] показали, что модуль упругости увеличивается или смесь ведет себя более жестко (смесь становится прочнее) с понижением температуры; также, когда время нагрузки увеличивалось, а модуль упругости уменьшался или уступал больше при более длительном времени нагружения. Испытание модуля упругости при косвенном растяжении широко используется в качестве рутинного испытания для оценки и определения характеристик материалов дорожного покрытия.Даллас и Камьяр [112] определили модуль упругости как отношение приложенного напряжения к восстанавливаемой деформации при приложении динамической нагрузки. В этом испытании циклическая нагрузка постоянной величины в виде гаверсинусовой волны прикладывается вдоль диаметральной оси цилиндрического образца в течение 0,1 секунды с периодом покоя 0,9 секунды, таким образом поддерживая один цикл в секунду. Аль-Абдул-Ваххаб и Аль-Амри [113] провели испытание модуля упругости немодифицированных и модифицированных асфальтобетонных смесей с использованием образца Маршалла.Была приложена динамическая нагрузка 68 кг и остановлена ​​после 100 повторений нагрузки. Приложение нагрузки и горизонтальная упругая деформация использовались для расчета значения модуля упругости. Использовали две температуры: 25 ° C и 40 ° C. Модифицированные асфальтобетонные смеси с 10% -ным содержанием резиновой крошки показали улучшенный модуль упругости по сравнению с немодифицированными асфальтобетонными смесями.

10.3. Испытание на усталость при косвенном растяжении

В мире используются различные методы испытаний для измерения сопротивления усталости асфальтобетонных смесей.Рид [114] исследовал усталостную долговечность асфальтобетонных смесей, используя испытание на усталость при непрямом растяжении. Во время усталости при косвенном растяжении горизонтальная деформация регистрировалась как функция цикла нагрузки. Испытуемый образец подвергался различным уровням нагрузки, чтобы провести регрессионный анализ по диапазону значений. Это позволяет развивать зависимость усталости между количеством циклов при разрыве () и начальной деформацией растяжения () на основе логарифмической зависимости. Усталостная долговечность () образца — это количество циклов до разрушения асфальтобетонных смесей.Усталостная долговечность определяется как количество циклических нагрузок (циклов), приводящих либо к разрушению, либо к постоянной вертикальной деформации. Процедура испытания на усталость используется для ранжирования устойчивости битумной смеси к усталости, а также в качестве руководства для оценки относительных характеристик смеси асфальтового заполнителя, получения данных и ввода для оценки поведения конструкции на дороге. Во время испытания на усталость значение модуля уменьшилось, как показано на рисунке 15. Были выделены три фазы [115]: (i) фаза I: первоначально происходит быстрое уменьшение значения модуля, (ii) фаза II: изменение модуля приблизительно линейно. , (iii) фаза III: быстрое уменьшение значения модуля.

Повреждение определяется как потеря прочности образца во время испытания.

В исследовании [18] изучались усталостные свойства различных смесей с использованием испытаний балок на изгиб в третьей точке с контролируемой деформацией. Испытания на усталость при изгибе с контролируемой деформацией показали, что включение CRM в смеси может повысить их сопротивление усталости. Величина улучшения зависит от степени и типа модификации резины. Многослойный анализ упругости в сочетании с результатами испытаний на усталость для типичных условий Аляски также показал повышенное усталостное поведение смесей CRM.Тем не менее, обследования состояния как на традиционных участках, так и на участках CRM не выявили продольных трещин или трещин типа «крокодил», что свидетельствует об аналогичных усталостных характеристиках обоих материалов.

11. Заключение

Сегодня серьезной проблемой, приводящей к загрязнению окружающей среды, является обилие и рост утилизации отработанных шин. В больших количествах резина используется в качестве шин для легковых и грузовых автомобилей и т. Д. Хотя каучук как полимер представляет собой термореактивный материал, сшитый при переработке и формовании, его нельзя размягчить или повторно формовать путем повторного нагрева, в отличие от других типов термопластичных полимеров, которые могут размягчаться и изменять форму при нагревании.Из-за увеличения плотности обслуживающего движения, нагрузки на ось и низких эксплуатационных расходов дорожные конструкции изношены и поэтому быстрее подвергаются разрушению. Чтобы свести к минимуму повреждение дорожного покрытия, такое как сопротивление колейности и усталостному растрескиванию, требуется модификация асфальтовой смеси. Первоначальный полимер дает возможность производить смеси, устойчивые как к образованию колей, так и к растрескиванию. Таким образом, использование переработанного полимера, такого как резиновая крошка, является хорошей альтернативой и недорого. Кроме того, это считается экологически безопасной технологией, то есть «озеленение асфальта », которая превратит нежелательные остатки в новую битумную смесь, обладающую высокой устойчивостью к разрушению.Таким образом, использование резиновой крошки, полученной из утильных автомобильных шин, не только выгодно с точки зрения снижения затрат, но также оказывает меньшее воздействие на окружающую среду в поддержании чистоты окружающей среды и достижении лучшего баланса природных ресурсов.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

% PDF-1.7
%
425 0 объект
>
эндобдж

xref
425 102
0000000016 00000 н.
0000003593 00000 н.
0000003800 00000 н.
0000003837 00000 н.
0000003873 00000 н.
0000004456 00000 п.
0000004643 00000 п.
0000004778 00000 п.
0000004916 00000 н.
0000005055 00000 н.
0000005194 00000 н.
0000005332 00000 н.
0000005471 00000 п.
0000005610 00000 п.
0000005749 00000 н.
0000005888 00000 н.
0000006027 00000 н.
0000006166 00000 п.
0000006305 00000 н.
0000006444 00000 н.
0000006583 00000 н.
0000006722 00000 н.
0000006861 00000 н.
0000006999 00000 н.
0000007137 00000 н.
0000007274 00000 н.
0000007412 00000 н.
0000007550 00000 н.
0000008105 00000 н.
0000008396 00000 н.
0000008715 00000 н.
0000009374 00000 п.
0000009411 00000 п.
0000009525 00000 н.
0000009637 00000 н.
0000009722 00000 н.
0000010252 00000 п.
0000010880 00000 п.
0000010967 00000 п.
0000011627 00000 п.
0000012309 00000 п.
0000013058 00000 п.
0000013520 00000 п.
0000013604 00000 п.
0000014048 00000 п.
0000014591 00000 п.
0000015271 00000 п.
0000015959 00000 п.
0000016636 00000 п.
0000016939 00000 п.
0000017688 00000 п.
0000018370 00000 п.
0000018901 00000 п.
0000019501 00000 п.
0000022151 00000 п.
0000030949 00000 п.
0000036262 00000 п.
0000039738 00000 п.
0000039775 00000 п.
0000044769 00000 п.
0000044884 00000 н.
0000044915 00000 п.
0000044990 00000 н.
0000045318 00000 п.
0000045384 00000 п.
0000045500 00000 п.
0000046046 00000 п.
0000046344 00000 п.
0000046660 00000 п.
0000047435 00000 п.
0000047745 00000 п.
0000048083 00000 п.
0000049481 00000 п.
0000049774 00000 п.
0000050110 00000 п.
0000050185 00000 п.
0000050490 00000 н.
0000052408 00000 п.
0000057867 00000 п.
0000100841 00000 н.
0000100908 00000 н.
0000100975 00000 н.
0000101042 00000 н.
0000101109 00000 п.
0000101176 00000 н.
0000101243 00000 н.
0000101310 00000 н.
0000101377 00000 н.
0000101444 00000 н.
0000101511 00000 н.
0000101578 00000 н.
0000101645 00000 н.
0000101712 00000 н.
0000101779 00000 п.
0000101846 00000 н.
0000101913 00000 н.
0000101980 00000 н.
0000102047 00000 н.
0000102114 00000 п.
0000102181 00000 п.
0000102248 00000 н.
0000002336 00000 н.
трейлер
] / Назад 2114385 >>
startxref
0
%% EOF

526 0 объект
> поток
h ތ yPW o
rLkLidY & P: 82ȴ3u: ԢeNa

! (* (r (EFVDmléc5Mm ߛ y {۷

Там, где резина встречается с дорогой)

По всей стране, на тихих сельских переулках и перегруженных автострадах, дорожные инженеры внедряют новый мощный принцип для дорожное здание, известное как Superpave.

Superpave — это новый способ конструирования горячего асфальта, вязкой смеси цемента и щебня цвета гудрона, которая составляет 94 процента дорожных покрытий в США. «Это выдающаяся технология, — говорит Нил Хоукс, директор специальных программ Транспортного исследовательского совета (TRB) в Вашингтоне, округ Колумбия. Это также большое изменение для в значительной степени эмпирического искусства дорожного строительства. Superpave заменяет «рецептурное» строительство, основанное на прошлом опыте, проектированием дорожного покрытия, основанным на более аналитической оценке инженерных свойств дорожных материалов.Цель Superpave: украсить артерии страны долговечным покрытием, изготовленным по индивидуальному заказу.

Новая система была разработана в университетских и промышленных лабораториях в ходе интенсивных, единственных в своем роде исследований, финансируемых Конгрессом в 1987 году. Как и любой другой лабораторный метод, предназначенный для использования в реальном мире, Superpave имеет свои преимущества. способ. Ему пришлось взять на себя мощные отрасли промышленности, и это означало, что местным транспортным отделам и подрядчикам, которые на самом деле оплачивают и строят новые дороги, пришлось пройти крутой курс обучения.В 1996 году они использовали эту систему всего в 95 работах по укладке дорожного покрытия. Но в этом году Superpave улетела, и их число увеличилось до 1339 по всей стране, что составляет почти 30 процентов дорожного покрытия, уложенного в Соединенных Штатах.

Дороги с твердым покрытием ничем не отличаются от эмпирических аналогов. Но исследователи предсказывают, что они прослужат гораздо дольше, возможно, 15 лет вместо 10, прежде чем потребуется серьезное техническое обслуживание. По оценке Техасского транспортного института, это должно сэкономить дорожным департаментам более полумиллиарда долларов в год.Что более важно для американских путешественников, исследование показало, что Superpave сэкономит еще 2 миллиарда долларов за счет сокращения времени на ремонт автомобилей и меньшего количества минут, связанных с обслуживанием бригад технического обслуживания.

Компания Superpave возникла в те времена, когда дискотека была королем, самым продаваемым автомобилем в стране был Oldsmobile, а новые дорожные проекты внезапно и загадочным образом начали проваливаться. «Всегда были случаи, когда что-то пошло не так, и люди не могли этого объяснить, — говорит Дамиан Кулаш, президент Eno Transportation Foundation в Вашингтоне, округ Колумбия.«Но люди начали чувствовать, что это становится все более распространенным явлением». На дорогах задолго до своего времени появились признаки старости: корытообразные колеи от движения в жаркие дни и трещины от холода.

Явных причин не было. Подрядчики использовали рецепты дорожного строительства, которые мало изменились с 1872 года, когда Пятая авеню Нью-Йорка открыла первые в стране асфальтовые покрытия. Правда, загруженность дорог неуклонно росла. И более тяжелые грузовики с более жесткими шинами подозревались в подлых актах износа.Другие указывали пальцем на сам асфальт, липкий остаток нефтепереработки. Нефтяное эмбарго ОПЕК привело к перестановкам в линиях поставок, и характер материалов изменился.

Хотя асфальт использовался тысячи лет (древние египтяне использовали его для мумификации), а гравий даже дольше, механические свойства дорожного покрытия оставались неизученными. Поэтому, когда дороги начали разрушаться, дорожные инженеры не знали, что менять. Кроме того, вряд ли можно было получить простые ответы в ходе исследований, которые долгое время были сухими.Цифры в мрачном отчете TRB за 1984 год говорят само за себя. Полупроводниковая промышленность тратила 8% продаж на НИОКР; фармацевтическая промышленность 6 процентов; даже отстающие в НИОКР, такие как промышленность продуктов питания и напитков, занимали всего лишь 1 процент. Дорожная отрасль тратила менее 0,2 процента.

Призрак разрушения инфраструктуры и мрачный сценарий финансирования побудили Конгресс к действиям. В 1987 году он начал программу стратегических исследований автомобильных дорог (SHRP), ставку на 150 миллионов долларов для поиска решений самых сложных проблем дорожных инженеров.На решение проблемы с дорожным покрытием ушло всего 50 миллионов долларов.

Pavement’s Moonshot

Тем не менее, концепция инноваций была настолько чуждой асфальту, что Кулаш, который стал исполнительным директором SHRP, отчаялся найти способных исследователей. «Очень мало происходило, — говорит он. «Мы были обеспокоены тем, что технических возможностей не хватит». Но это должна была быть лунная прогулка по мостовой. Итак, под руководством Тома Кеннеди из Техасского университета в Остине инженеры из академических кругов и промышленности объединились для шестилетних усилий по поиску более эффективных способов строительства дорожного покрытия.

Результатом всех исследований стало Superpave — асфальтовое покрытие с высокими эксплуатационными характеристиками. Superpave — это не отдельный сверхматериал или одно ключевое открытие. Вместо этого это новый набор испытательного оборудования и протоколов для перемешивания дорог, которые гарантированно выдержат погодные условия и движение в определенном месте.

Возьмите асфальт, также известный как «горячее масло» рабочими нефтеперерабатывающего завода, которые производят его в качестве побочного продукта каталитического крекинга, который освобождает бензин и топочное топливо от нефти.До Superpave подрядчики от северной части штата Мэн до линии Вирджиния использовали асфальт одного и того же сорта. Это потому, что они проверяли только его вязкость, чтобы увидеть, насколько хорошо он предотвращает образование колейности летом.

Но на Северо-Востоке трещины в мостовой чаще открываются от холода, чем от жары. С Superpave, объясняет инженер по материалам Департамента транспорта Коннектикута (DOT) Нелио Родригес, асфальт теперь должен «прыгать через обруч», проходя тесты производительности как при высоких, так и при низких температурах.В одном испытании стеклянный асфальт комнатной температуры подвергали воздействию машины, известной как «реометр динамического сдвига». Адаптированное исследователями SHRP на основе модели, которая измеряет консистенцию сливочного сыра, устройство прикладывает крутящую силу для измерения способности асфальта противостоять деформации. В другом тесте используются палки из охлажденного асфальта, уложенные на крошечные ножки, чтобы выдержать вес. Если они треснут, асфальт не подходит для холодных регионов.

«Взгляд на низкие температуры — большой шаг вперед», — говорит Эйприл Суонсон, химик-исследователь из Amoco’s Whiting, штат Индиана.Очистительный завод. «До Superpave не существовало практического метода для этого. Теперь мы действительно измеряем инженерные характеристики ».

Под Superpave технические специалисты Whiting тестируют 40 000 баррелей асфальта, производимого заводом каждый день, сортируя партии с такими этикетками, как «Performance Grade 58-28». Этикетка означает, что асфальт рассчитан на то, чтобы выполнять свои обязанности при температуре от 58 до -28 ° C. По словам Суонсона, теперь Amoco добавляет ассортимент полимеров для соответствия более высоким классам. Чтобы выбрать идеальный асфальт для укладки асфальта, инженеры проверяют экстремальные температуры на своей строительной площадке, используя данные Национальной службы погоды.

Выбор идеального асфальта — это только половина дела. Затем инженерам необходимо перемешать правильную смесь породы или заполнителя. До появления Superpave дорожные строители интуитивно чувствовали, что они твердо понимали, какие пропорции грубого и мелкого камня подходят для хорошего тротуара. «Все использовали то, что они считали проверенными и проверенными смесями», — говорит Кулаш. «Но это были разные вещи. Евангелия не было ».

Superpave объединяет лучшие существующие ноу-хау в новый сценарий «объемного дизайна смеси.«Длинные столы определяют идеальное сочетание камней, воздушных ям и асфальта в зависимости от ожидаемой интенсивности движения. Чтобы убедиться, что теория верна на практике, инженеры используют другое изобретение SHRP — гираторный уплотнитель Superpave — для замешивания тротуара размером с банку с краской под высоким давлением. Полученные образцы показывают, как будет выглядеть дорожное покрытие после того, как оно будет уплотнено катками, и в последующие годы дорожного движения.

Если блоки не проходят экзамены на производительность, инженеры корректируют структуру смеси, меняя камни или добавляя более качественный асфальт.По словам Родригеса, вместо универсального дизайна, который использовался в прошлом, с Superpave на каждой дороге используется тротуар, изготовленный по индивидуальному заказу.

Тест-драйв

Пройдут годы, прежде чем мы узнаем, соответствует ли Superpave своему названию, но обнадеживающие сообщения уже поступают. В Нью-Йорке подрядчики отремонтировали 50 километров межштатной автомагистрали 81 через графство Кортленд, используя две трети оригинала. рецепт и треть суперпаве. По словам государственного директора технических служб Пола Мака, всего за одну зиму старомодный асфальт начал разрушаться.«По сравнению с этим участок Superpave выглядит очень хорошо, — говорит он.

Superpave видел свою долю технических сбоев и реальных сопротивлений. Некоторые из испытаний асфальта провалились в реальном мире, и Свенсон из Amoco говорит, что другие оказались сложными в использовании. Хотя ее техники проводят тщательные измерения, она регулярно торгуется по поводу результатов с заводами по производству горячих смесей. Эти фирмы, поставляющие строительным бригадам необработанное дорожное покрытие, повторяют эксплуатационные испытания, часто с разными результатами.

Дорожные бригады также нуждаются в обучении. По словам инженера по материалам из штата Нью-Йорк Уильям Бруди, в новых смесях используются более крупные камни, и их трудно уплотнить. При типичных дорожных работах бригада асфальтоукладчиков разбрасывает полосу горячей смеси, и скользящие стальные катки следуют за ней примерно на 60 метров, гладя ее при температуре около 93 ° C. Но Бруди говорит, что для Superpave это недостаточно. Теперь, в рамках проекта стоимостью 90 миллионов долларов по строительству 9-километрового переулка для HOV на Скоростной автомагистрали Лонг-Айленда, катки следуют за хвостом бригады укладчиков, уплотняя смесь при температуре 150 ° C.«Это требует гораздо большей координации машин, — говорит Бруди. «Команды не привыкли к общению, теперь они должны это делать правильно».

Иногда те, кто сопротивляется новомодным технологиям, правы. На работе в 1993 году недалеко от Кингмана, штат Аризона, подрядчики, соблюдающие правила Superpave, не использовали химикат, предотвращающий скольжение, который обычно используется для защиты дороги от влаги. Сегодня на поверхности дороги змеятся трещины от влаги. «Мы считаем, что слепое принятие этой процедуры проектирования без использования наших инженерных знаний — это медвежья услуга для граждан Аризоны», — говорит государственный инженер DOT Джули Нодс.

Реакция таких людей, как Узел, критическая — судьба Суперпейва находится на одобрении таких чиновников, потому что государственное ДОТ финансирует большую часть строительства дорог в стране. Пока что большинство из них с энтузиазмом восприняли добровольные спецификации Superpave, причем лидерами являются Индиана, Мэриленд и Нью-Йорк. В целом, 38 штатов сейчас просят подрядчиков использовать новый асфальт с оценкой эксплуатационных характеристик, и почти половина из них внедряет конструкцию агрегатной смеси.

Повороты впереди

В то время как штаты являются основными движущими силами дорожных покрытий, успех Superpave также зависит от участия 40 000 местных органов власти, которые владеют и эксплуатируют дороги, а также всех бесчисленных подрядчиков, производителей оборудования и карьеров, которые их обслуживают. .«Работа по внедрению еще не закончена», — говорит Гэри Хендерсон, руководитель группы разработки технологии Superpave Федерального управления шоссейных дорог. И это не дешево: оборудование, обучение и последующие исследования, необходимые для вывода Superpave из лаборатории в полевые условия, уже стоили 150 миллионов долларов, что в три раза больше, чем первоначальное исследование.

Помимо расходов, объединение ученых, подрядчиков и поставщиков для достижения общей цели может быть самым важным нововведением новой системы.В то время как когда-то в нестабильной индустрии царило недоверие, говорит Кулаш, «отличительной чертой Superpave является создание конструктивной среды». И это, по его мнению, должно ускорить внедрение новых технологий.

В нескольких центрах инженеры продолжают придумывать способы сделать строительство дорог еще менее искусством. Например, в Университете Мэриленда группа под руководством Мэтта Витчака создает компьютерные модели, которые, если они будут снабжены оценками трафика и эксплуатационными характеристиками сырья, должны точно предсказать, сколько лет дорожное покрытие прослужит до образования колеи или трещин от температуры и температуры. усталость.

Однако будущее таких проектов было поставлено под сомнение «Законом о транспортном равенстве для 21 века», который президент Клинтон подписал в законе 9 июня. Шестилетний план расходов на сумму 217 миллиардов долларов увеличил расходы на строительство автомагистралей на почти 40 процентов, но потрошили средства на федеральные исследования и внедрение асфальта, перенаправляя большую часть денег в штаты.

Является ли акт транспортировки криптонита для Superpave? Скорее всего, не. Хотя в Superpave не так много средств массовой информации, как в новом лекарстве, и, возможно, он не принесет столько миллионеров, сколько стартап из Кремниевой долины, у него есть ключевой атрибут любого стойкого героя — сердце для людей.Это решение, подходящее для всех 50 штатов, обеспечивает долговечность тротуара в Лос-Анджелесе или Омахе, в жару и в сырую погоду, в хорошие или плохие времена. И нет ничего, что американцы любили бы лучше, чем длинный прямой участок асфальтового покрытия без трещин.

% PDF-1.5
%
70 0 объект
>
эндобдж
67 0 объект
> поток
2011-01-28T08: 45: 34Z2004-07-09T11: 03: 36-04: 002011-01-28T08: 45: 34Zuuid: b2e67c5b-a228-423a-af7f-8f8b09b6576buuid: c7ff383c-5be0-344b-aeaflication201-d98application201-d98 pdfAdobe Acrobat 9.0 Подключаемый модуль захвата бумаги

конечный поток
эндобдж
22 0 объект
>
эндобдж
66 0 объект
>
эндобдж
23 0 объект
>
эндобдж
24 0 объект
>
эндобдж
25 0 объект
>
эндобдж
72 0 объект
> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
эндобдж
1 0 obj
> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
эндобдж
4 0 obj
> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
эндобдж
7 0 объект
> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
эндобдж
10 0 obj
> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
эндобдж
13 0 объект
> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
эндобдж
16 0 объект
> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
эндобдж
19 0 объект
> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >>
эндобдж
115 0 объект
> поток
HWn} Wp ـ e! XQvL #; ‘@ Icp 险 ɐ-] r Կ N! 3? I &!] 8ygWN.O8qZ | 31 ~] fjvs) pg «0f0q 慺 y9 {yϓ7? WEybX5 ׊ e؟ _k BbdJiw XB! [Hx
; {_ t

IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте

IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol- 8 Выпуск 4, апрель 2021 г. Публикация в процессе …

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат ISO 9001: 2008 регистрации в своей системе менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе … Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе … Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе … Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе … Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе … Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе … Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе … Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

Технология строительства асфальтового покрытия в городской дорожной технике Завод Поставщики Производители Котировки

1. Асфальтоукладчик

   Асфальтоукладчик — это строительное оборудование, которое в основном используется для укладки различных материалов на основание и поверхностные слои автострад. Работы по укладке дорожного покрытия завершаются взаимодействием различных систем, в основном включая ходовую систему, гидравлическую систему, систему транспортировки и распределения и т. Д.

2. Фрезерный станок

   Фрезерный станок — один из основных видов строительной техники и техники для ремонта асфальтового покрытия. Это одно из основных средств обслуживания и строительства асфальтобетонных покрытий. Он в основном используется для земляных работ и ремонта асфальтобетонных поверхностей, таких как шоссе, городские дороги, аэропорты и грузовые дворы. Его можно использовать для удаления дефектов, таких как скопление дорожного покрытия, масляные волны, сетка, колейность и т. Д. Его также можно использовать для выемки тротуаров и канавок, а также для придания шероховатости цементному покрытию и фрезерования неровностей поверхностей.

   Это наиболее экономичный и современный метод технического обслуживания: использование дорожно-фрезерного станка для фрезерования поврежденного старого покрытия с последующей укладкой нового поверхностного слоя. Благодаря высокой эффективности работы, простому процессу строительства, легкому контролю глубины фрезерования, удобному и гибкому управлению и хорошей маневренности, измельченные старые материалы могут быть напрямую переработаны и т. Д., Поэтому они широко используются на городских муниципальных дорогах и при обслуживании шоссе. проекты.

3. Дорожный каток

Дорожный каток, также известный как уплотнитель грунта, представляет собой оборудование для ремонта дорог.Дорожные катки относятся к категории дорожной техники в строительной технике. Они широко используются при уплотнении дорог на дорогах, железных дорогах, взлетно-посадочных полосах аэропортов, плотинах, стадионах и других крупных инженерных объектах. Они могут катить песчаные, полусвязные и связные грунты, грунт, стабилизированный земляным полотном, и слой асфальтобетонного покрытия. Каток подходит для различных операций уплотнения за счет силы тяжести самой машины, так что уплотненный слой будет постоянно деформироваться и уплотняться.Дорожные катки делятся на два типа: стальные колесные и шинные.

4. Асфальтосмесительный завод

Асфальтобетонный завод также может называться асфальтобетонным заводом или асфальтобетонным заводом. Относится к комплектации оборудования для массового производства асфальтобетона. По способу смешивания его можно разделить на принудительный периодический и непрерывный производственный тип; По способу обработки его можно разделить на фиксированный, полуфиксированный и мобильный.

Технология строительства асфальтового покрытия

1. Устройство асфальтового покрытия методом разбрызгивания

1. Обработка асфальтового покрытия

1) Подготовка материала;

2) Убрать народ и разбить;

3) Посыпать слой асфальта;

4) Посыпать первый асфальт;

5) Намазать первый слой минерального материала;

6) Прокатка;

7) Выкладываем второй асфальт;

8) Намазать второй слой минерального материала;

9) Прокатка;

10) Первоначальное обслуживание.

Максимальный размер частиц используемого минерального материала должен быть эквивалентен толщине обрабатываемого слоя. Отношение максимального к минимальному размеру частиц минерального материала не должно быть больше 2, а содержание частиц между двумя отверстиями сита должно быть не менее 70% ~ 80%

2. Асфальтовое покрытие

1 ) Ремонт и чистка низовых;

2) Посыпать слоем или липким слоем асфальт;

3) насыпать основной слой минеральных материалов;

4) Первая прокатка;

5) Посыпать первый асфальт;

6) Нанесите первый герметизирующий материал;

7) Вторая прокатка;

8) Выкладываем второй асфальт;

9) Нанесите второй герметик;

10) Третий прокат;

11) Выкладываем третий асфальт;

12) Намазать укрытие минеральным материалом;

13) Окончательная прокатка;

14) Первоначальное обслуживание.

3. Строительство дорожного смешанного асфальтно-гравийного покрытия

Порядок строительства дорожного смешанного асфальтово-щебеночного покрытия:

1. Очистить низовые участки;

2. Насыпные минеральные материалы;

3. Укладка асфальтовых материалов;

4. Смешивание;

5. Пластическая хирургия;

6. Прокатка;

7. Первичное обслуживание;

8. Герметизирующий слой.

4. Технология строительства мощения

Строительство швов, различные конструкции асфальтового покрытия, включая продольные швы, поперечные швы и стыки старых и новых дорог, часто подвержены качественным авариям, таким как ступени, трещины и рыхлость из-за недостаточного уплотнения. , что влияет на гладкость и долговечность дорожного покрытия Sex.Содержание шва, требования и меры предосторожности следующие:

При эшелонированной укладке дорожного покрытия горячие швы используются для продольных проходов. Во время строительства первую асфальтированную смесь следует оставить шириной 10 ~ 20 см и временно не укатывать в качестве базового уровня более поздней мощеной части. Прокатку продольных швов следует производить сразу после укладки второй части мощеного покрытия. Каток в основном следует прижимать к ранее вымощенной и укатанной дороге, прижимая только шириной 10-15 см к недавно вымощенной полосе, а затем постепенно перемещаться по дороге.Прокатка швов для устранения швов.

Если конструкция половинной ширины или продольные швы, соединенные со старым асфальтовым покрытием, не могут использоваться в качестве горячих швов, следует установить перегородку или использовать резак для резки. Перед укладкой второй половинки необходимо очистить края шва и оттереть липкий слой асфальта щеткой. При мощении он должен перекрываться на 5-10 см на уже вымощенном слое. После мощения счистите лопатой смешанный материал, который уложен на первую половину.При катании сначала проезжайте по утрамбованной дороге, прокатывая новое покрытие на 10-15 см, а затем постепенно перемещайтесь по продольным швам, чтобы плотно уплотнить продольные швы. Продольные швы верхнего и нижнего слоев должны быть смещены более чем на 15 см. Продольный шов поверхностного слоя должен быть прямым и располагаться в месте прорисовки дорожки.

Поперечный стык должен располагаться перпендикулярно центральной линии дороги. Поперечные швы двух соседних панелей, а также верхнего и нижнего слоев должны быть смещены более чем на 1 метр.Горизонтальные стыки скоростных и первоклассных магистралей, средний и нижний слои могут стыковаться по диагонали, а верхний слой должен быть выполнен в виде вертикальных плоских стыков, то есть плоских стыков. Все слои других магистралей можно прижимать по диагонали. При укладке швов на утрамбованную деталь можно уложить горячую смесь для предварительного нагрева и размягчения, чтобы усилить сцепление новой и старой смеси. Однако перед прокаткой смесь для предварительного нагрева следует удалить.

Длина внахлест диагонального стыка зависит от толщины и должна быть равна 0.4 ~ 0,8 м. Стыки внахлестку очистить и присыпать липким слоем асфальта. Диагональные стыки должны быть полностью уплотнены, а стыки внахлестку должны быть гладкими.

Плоские швы должны быть плотно склеены, полностью уплотнены и плавно соединены.