§ 5. Асфальтовые бетоны и растворы
Для приготовления асфальтовых растворов и бетонов применяют асфальтовое вяжущее, представляющее смесь нефтяного битума с тонкомолотыми минеральными порошками (известняка, доломита, мела, асбеста, шлака). Минеральный наполнитель не только уменьшает расход битума, но и повышает температуру размягчения бетона.
Прочность асфальтового вяжущего обусловлена соотношением компонентов Б/Н и пористостью после уплотнения и отвердевания. При оптимальном соотношении Б/Н весь битум адсорбирован в виде тонких непрерывных пленок на поверхности частиц тонкомолотого наполнителя, поэтому асфальтовое вяжущее имеет наибольшую прочность.
Мелким заполнителем в растворе и бетоне служат чистые природные и искусственные пески с содержанием пылевато-глинистых частиц не более 3% по массе.
Щебень изготовляют из прочных и морозостойких изверженных, осадочных и метаморфических горных пород, а также из металлургических шлаков. Из осадочных предпочитают карбонатные породы (известняки, доломиты), хорошо сцепляющиеся с битумом. Щебень должен выдерживать без разрушения не менее 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания.
Асфальтовые бетоны подразделяют по назначению на гидротехнические, дорожные и аэродромные, для устройства полов в промышленных цехах и складских помещениях, плоской кровли, стяжек. Гидротехнические асфальтовые бетоны используют для устройства экранов и в уплотняющих конструкциях швов сооружений, в качестве гидроизоляционных слоев при строительстве каналов, шлюзов, ирригационных сооружений. Специальные виды плотного бетона, изготовленные на химически стойких заполнителях применяют для создания кислото- и щелочестойких покрытий. Имеются декоративные асфальтовые бетоны (цветные и офактуренные), из которых выполняются разделительные полосы на дорогах, переходы, полы вестибюлей гражданских зданий.
Основные свойства асфальтового бетона зависят от примененного асфальтового вяжущего, состава и пористости.
Пористость асфальтового бетона обычно колеблется от 5 до 7%. Плотные бетоны (с пористостью не более 5%) практически водонепроницаемы. Пористость ухудшает долговечность асфальтового бетона в связи с возрастанием водопоглощения, снижением морозостойкости и увеличением химической коррозии. Наиболее агрессивными слоями по отношению к битуму, которые могут содержаться в воде, являются сульфаты натрия и магния.
Биохимическая стойкость характеризует сопротивление «органическому выветриванию» под влиянием бактерий, вызывающих разложение сложных органических веществ, составляющих битум.
Для повышения биостойкости в состав битумного вяжущего вводят антисептики.
Состав асфальтового раствора должен быть такой, чтобы пустоты в песке были полностью заполнены асфальтовым вяжущим с избытком (10 — 15%) для обволакивания песчинок.
Асфальтовый бетон можно представить как смесь асфальтового раствора и крупного заполнителя — щебня. Количество асфальтового раствора берут с расчетом заполнения пустот в щебне и небольшого избытка (10 — 15%) для получения плотного бетона. Примерные составы асфальтовых растворов и бетонов см. в табл. 48.
Таблица 48 Примерные составы асфальтовых растворов и бетонов
В отличие от цементного бетона на показатели прочности асфальтового бетона сильно влияет температура. Например, если предел прочности при сжатии асфальтобетона при 20°С — 2,2 — 2,4 МПа, то при 50°С — только 0,8 — 1,2 МПа. Зато асфальтовые бетоны и растворы лучше, чем цементные, противостоят коррозии.
Асфальтовые бетоны укладывают в горячем или холодном состоянии. Наиболее распространены горячие асфальтобетонные смеси, имеющие при укладке температуру 140 — 170°С. Для их приготовления предварительно высушенные и подогретые до 180 — 200°С минеральные составляющие бетона (тонкомолотый наполнитель, песок и щебень) загружают в смеситель, в котором их перемешивают с расплавленным битумом (температурой 150 — 170°С). Готовые горячие смеси привозят на специальных машинах и после укладки уплотняют катками. После остывания, через 1 — 2 ч, асфальтобетон отвердевает, приобретая плотность и прочность.
Асфальтовые бетоны, укладываемые в холодном состоянии, приготовляют на жидких битумах и битумной эмульсии. Жидкий битум подогревают до 110 — 120°С и смешивают с высушенными и подогретыми до той же температуры заполнителями. Асфальтобетонную смесь охлаждают до 60°С, развозят на места и укладывают при температуре окружающей среды не ниже 5°С. Бетон готовят и на битумной эмульсии, смешивая вяжущие и заполнители без подогрева. В дегтебетон в качестве вяжущего вещества входит деготь (или пек). Водостойкость, износ и долговечность дегтебетона ниже, чем асфальтового бетона.