МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СОЮЗДОРНИИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО
ПРИГОТОВЛЕНИЮ
КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ
ВЯЖУЩИХ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ,
ЖИДКИХ БИТУМОВ
С ГОССИПОЛОВОЙ СМОЛОЙ
И ИЗВЕСТЬЮ ДЛЯ
ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Москва 1985
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СОЮЗДОРНИИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО
ПРИГОТОВЛЕНИЮ
КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ
ВЯЖУЩИХ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ,
ЖИДКИХ БИТУМОВ
С ГОССИПОЛОВОЙ СМОЛОЙ
И ИЗВЕСТЬЮ ДЛЯ
ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Утверждены заместителем директора Союздорнии кандидатом технических наук В.М. Юмашевым
Одобрены Минавтодором УзССР (письмо №10-16/762 от 28.01.1982 г.) и Минавтодором ТаджССР (письмо от 2/18-316 от 29.07.1882г.)
Москва 1985
Изложены основные требования к материалам, используемым для приготовления комплексного органического вяжущего. Приведены методика подбора состава вяжущего, технология приготовления и контроль за его качеством.
Показано, что применение комплексного органического вяжущего в дорожном строительстве позволит повысить показатели прочности, сцепления с поверхностью минеральных материалов, снизить водонасыщение, расширить ассортимент вяжущих материалов
Содержание
Предисловие
В последние годы в дорожном строительстве среднеазиатских республик нашли применение смеси, приготовленные на основе тяжелых нефтей и жидких битумов. Производственный опыт свидетельствует о низких показателях прочности при сжатии и высоком водонасыщении образцов из нефтеминеральных смесей. Улучшить физико-механические свойства таких смесей можно, вводя в исходное органическое вяжущее различимо добавки.
Полученные таким образом комплексные органические вяжущие позволят повысить показатели прочности Дорожной конструкции, сцепление с поверхностью минеральных материалов, снизить водонасыщение и, кроме того, расширить ассортимент вяжущих материалов, используемых в дорожном строительстве.
Перечисленные факторы, а также более низкая по сравнению с жидкими битумами стоимость комплексного органического вяжущего обеспечивают существенный экономический эффект от внедрения последнего в практику строительства дорог.
В "Методических рекомендациях по приготовлению комплексных органических вяжущих из тяжелых нефтей, жидких битумов с госсиполовой смолой и известью для дорожного строительства" приведены требования к материалам, технология приготовления и область их применения.
Настоящие "Методические рекомендации" составили канд. техн. наук Л.Ф. Ступакова и инж. А.Н. Русин.
Замечания и предложения по настоящей работе просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха-6, ш. Энтузиастов, 79, Союздорнии или 700041, Ташкент, ул. Акад. Морозова, 49, Среднеазиатский филиал Союздорнии.
I. Общие положения
1.1. Расширить ассортимент органических вяжущих материалов для дорожного строительства можно, используя тяжелые нефти и жидкие битумы со структурообразующими добавками - госсиполовой смолой и известью.
1.2. В зависимости от количества вводимых структурообразующих добавок получают комплексные органические вяжущие (КОВ) различной вязкости -
КОВ 70/130 и КОВ 130/200, имеющие улучшенное сцепление с поверхностью минеральных материалов.
1.3. Комплексное органическое вяжущее следует применять для приготовления холодных асфальтобетонных смесей, предназначенных для устройства покрытий на дорогах 1У-У категорий в У дорожно-климатической зоне.
1.4. Использование в дорожном строительстве комплексных органических вяжущих должно дать значительный экономический эффект.
2. Требования к материалам
2.1. Для приготовления комплексных органических вяжущих следует применять тяжелые нефти согласно ТУ 39-01-07-526-79 или жидкие битумы, отвечающие требованиям ГОСТ 11955-82, с условной вязкостью по стандартному вискозиметру с отверстием 5 мм в пределах 25-70 с при 60 °С и с содержанием воды не более 1-2%. При повышенном содержании воды необходимо предварительно произвести обезвоживание исходных материалов.
2.2. Госсиполовая смола (хлопковый гудрон) должна отвечать требованиям ОСТ 18-114-73 и иметь кислотное число не ниже 80 мг∙КОН/г.
2.3. Известь (пушонка) должна отвечать требованиям ГОСТ 9179-77 на кальциевую известь 1-2-го сортов.
2.4. Для приготовления холодных асфальтобетонных смесей с использованием комплексного органического вяжущего щебень, песок и минеральный порошок должны отвечать требованиям ГОСТ 10260-82, ГОСТ 8267-82, ГОСТ 8736-77 и ГОСТ 16557-78.
3. Проектирование состава комплексного органического вяжущего
3.1. Проектирование состава комплексного органического вяжущего должно предусматривать анализ органических вяжущих материалов (исходных и вводимой в качестве добавки госсиполовой смолы) и извести, а также расчет состава комплексного органического вяжущего.
3.2. Для проверки правильности расчета следует приготавливать известковое молоко 25-30%-ной концентрации, а затем контрольные образцы комплексного органического вяжущего с содержанием госсиполовой смолы 15, 20 и 25% в количестве, достаточном для проведения испытаний по ГОСТ 11503-74.
3.3. Количество добавляемого в состав вяжущего известкового молока υ (л) необходимо рассчитывать по формуле
где А - кислотное число госсиполовой смолы, мг∙КОН/г;
m - навеска госсиполовой смолы, г;
с - концентрация известкового молока, г/л.
Рассчитываемое количество известкового молока следует увеличить в 1,5 раза.
Пример подбора состава комплексного органического вяжущего приведен в приложении к настоящим "Методическим рекомендациям".
3.4. Свойства КОВ должны отвечать приведенным ниже требованиям:
|
|
КОВ 70/130 |
КОВ 130/200 |
|
Условная вязкость по вискозиметру С560 по ГОСТ 11503-74, с |
71-130 |
131-200 |
|
Температура вспышки в открытом тигле по ГОСТ 4333-48, °С. не ниже |
200 |
200 |
|
Сцепление с мрамором или песком по ГОСТ 11508-74 (метод А) |
Выдерживают в соответствии с контрольным образом №2 |
|
4. Технология приготовления комплексного органического вяжущего
4.1. Технология приготовления комплексного органического вяжущего включает:
подготовку госсиполовой смолы;
приготовление 30%-ного известкового молока;
объединение госсиполовой смолы с нефтью и известковым молоком.
Технологическая схема приготовления комплексного органического вяжущего представлена на рисунке.
4.2. Госсиполовую смолу, если она содержит воду, необходимо выпаривать и перед объединением с нефтью поводить до текучего состояния путем нагрева до 50-60 °С.
4.3. Известковое молоко следует готовить путем смешения гидратной извести (пушонки) с водой в металлической или бетонной емкости, которая должна быть снабжена крышкой для зашиты от пыли, грязи и атмосферных осадков. Вместимость емкостей следует рассчитывать из потребностей АБЗ.
4.4. Рассчитанное количество извести предварительно нужно погасить небольшим количеством воды, а затем добавить оставшуюся часть воды, доводя известковое молоко до 25-30%-ной концентрации.
4.5. Нефть и госсиполовую смолу (либо их смесь) следует доводить до текучего состояния, нагревая до 60-70 °С, и транспортировать гудронатором в смеси -тельную емкость, куда одновременно подают рассчитанное количество известкового молока. Смесь перемешивают рециркуляцией при 90-95 °С в течение 0,5-1 ч, после чего приготовленное вяжущее готово к употреблению.
Технологическая схема приготовления комплексного органического вяжущего
4.6. Приготовленное комплексное органическое вяжущее при хранении свыше 2 сут. может повысить свою вязкость на 20-60 с, поэтому перед употреблением после хранения необходим повторный анализ вязкости.
5. Технология приготовления минеральной смеси с комплексным органическим вяжущим
5.1. Зерновой состав минеральных смесей необходимо подбирать в соответствии с ГОСТ 9128-78 (холодные мелкозернистые смеси типов Б и В).
5.2. Для приготовления смесей рекомендуется использовать 5-5,5% комплексного органического вяжущего.
5.3. Температура нагрева комплексного органического вяжущего и смесей при выпуске из смесителя должна быть 100-110 °С.
5.4. Укладывать и уплотнять смеси, приготовленные с применением КОВ, следует по технологии, принятой; для холодных асфальтобетонных смесей.
5.5. Свойства минеральных смесей с КОВ 70/130 и КОВ 130/200 должны отвечать приведенным далее требованиям.
|
Водонасыщение, % объема |
5-9 |
|
Набухание, % объема, не более |
2 |
|
Предел прочности при сжатии при 20 °С, МПа, не менее |
1 |
|
Сцепление КОВ с минеральной частью смеси |
Выдерживает |
Коэффициент водостойкости смеси с КОВ 70/130 должен быть 0,8, а с КОВ 130/200 - 0,85, слеживаемость по числу ударов соответственно не более 8 и не более 10.
6. Технический контроль качества
6.1. Технический контроль качества включает: определение свойств нефти, госсиполовой смолы, извести и комплексного органического вяжущего;
температуру нагрева нефти и госсиполовой смолы;
концентрацию известкового молока.
6.2. Однородность вяжущего следует определять путем погружения в него стеклянной палочки. При хорошем качестве палочка покрывается ровным слоем вяжущего, которое стекает ровной (без комков) струйкой.
6.3. Из каждых 20-30 т вяжущего отбирают пробы и контролируют его качество согласно ГОСТ 11955-82.
7. Правила приемки комплексного органического вяжущего
Комплексное органическое вяжущее необходимо принимать партиями. Партией считается любое количество однородного по качественным показателям вяжущего.
8. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение комплексного органического вяжущего
Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение комплексного вяжущего следует производить согласно ГОСТ 1510-76 со следующим дополнением: комплексное органическое вяжущее нужно хранить в закрытых емкостях.
9. Гарантии изготовителя
9.1. Комплексное органическое вяжущее должно быть принято техническим контролем предприятия-изготовителя. Изготовитель должен гарантировать соответствие качества комплексных органических вяжущих показателям, приведенным в п.3.4 настоящих "Методических рекомендаций", при соблюдении потребителем условий хранения.
9.2. Гарантийный срок хранения комплексного органического вяжущего с момента изготовления 1мес. По истечении гарантийного срока хранения вяжущее перед применением следует проверять на соответствие вязкости требованиям, указанным в п.3.4 настоящих "Методических рекомендаций".
10. Методы испытаний
10.1. Пробы приготовленного комплексного органического вяжущего следует отбирать согласно ГОСТ 2517-80. Для контрольной пробы необходимо брать по 0,5 кг от каждой партии.
10.2. Испытания по определению свойств комплексного вяжущего следует проводить по ГОСТ 11503-74; ГОСТ 4338-48 и ГОСТ 11508-74.
11. Техника безопасности
11.1. Следует иметь в виду, что комплексное органическое вяжущее - горючее вещество. Минимальная температура воспламенения - 280 °С.
11.2. При изготовлении КОВ следует соблюдать требования безопасности, которые предусмотрены ГОСТ 11955-82 для работ с разжиженными битумами.
11.3. При приготовлении, сливе и отборе проб комплексного органического вяжущего необходимо использовать спецодежду и индивидуальные средства защиты в соответствии с типовыми нормами, утвержденными Госкомтруда Совета Министров СССР и ВЦСПС, и руководствоваться положениями "Правил техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог" (М.: Транспорт, 1978).
Приложение
Пример подбора состава комплексного органического вяжущего
Необходимо рассчитать количество извести, потребное для приготовления 1 т улучшенного вяжущего с концентрацией госсиполовой смолы 15%.
Кислотное число госсиполовой смолы 90 мг∙КОН/г, концентрация известкового молока 30% (или 300 г на 1 л воды).
На 1 т вяжущего необходимо 150 кг госсиполовой смолы, тогда количество добавляемого известкового молока по приведенной в п.3.3 формуле составит
Увеличивая количество известкового молока в 1,5 раза, находим искомый размер добавки
Таким образом, для приготовления 1 т улучшенного вяжущего необходимо 150 кг госсиполовой смолы, 850 кг нефти и 67,5 л известкового молока с концентрацией 300 г на 1 л воды.