Матеріали на основі органічних в’яжучих

8. Матеріали на основі органічних в’яжучих

95. В якому процентному відношенні потрібно змішати бітуми нафтові покрівельні БНК 45/180 і БНК 90/30 при отриманні покрівельних гарячих мастик МБК–Г–55 і МБК–Г–75?

У відповідності з ДСТУ 4044–2001 температура розм’якшення бітумного в’яжучого t за методом «кільця і кульки» повинна бути для мастик МБК–Г–55 – 41…50°С, МБК–Г–75 – 61…70°С.

Бітум БНК 45/180 має середню температуру розм’якшення не нижче t_м=45°С, БНК 90/30 – t_т=90°С, де t_м і t_т – температура «м¢якого» і «твердого» бітумів. Кількість тугоплавкого бітуму Б_т, %, який вводиться в розплавлений бітум, можна знайти за формулою

.

Для мастики МБК–Г–55 .

Для мастики МБК–Г–75 .

Таким чином, у склад бітумного в’яжучого мастики МБК–Г–55 повинно входити 11,1% бітуму БНК 90/30 і 88,9% бітуму БНК 45/180, мастики МБК–Г–75 – 55,5% БНК 90/30 і 44,5% БНК 45/180.

96. Розрахувати склад дрібнозернистої гарячої асфальтобетонної суміші типу Б.

Зерновий склад вихідних мінеральних матеріалів і результати розрахунку приведені в табл. 8.1.

Розрахунок складу асфальтобетонних сумішей на першому етапі передбачає визначення складу мінеральної частини, яка забезпечує максимальну густину мінерального остова.

Виходячи із рекомендацій ГОСТ 9128–84 визначають часткову участь кожного компоненту. Часткову участь щебеню D_о.щ назначаємо так, щоб отримати повний залишок на ситі з розміром отворів 10 мм, який не перевищує 30% (D_о.щ=30:55=0,54).

У мінеральному порошку міститься 20% зерен крупністю 0,071мм, звідси величина повного проходу скрізь сито складатиме 100–20=80%. У відповідності із рекомендованими межами повний прохід на ситі № 0071 повинен бути в межах 6–12% або в середньому 9%. Частковий вміст мінерального порошку: D_о.м=9:80=0,11. Вміст піску 1–0,54–0,11=0,35. Знайдені співвідношення між фракціями є об¢ємними. При використанні матеріалів, які суттєво відрізняються за густиною, частковий вміст кожного компонента множиться на поправочний коефіцієнт

k_x=r₂/r₁,

де r₁ – дійсна густина матеріалу, кількість якого переважає в суміші; r₂ – дійсна густина непереважаючого матеріалу.

Таблиця 8.1

Потрібна кількість бітуму визначають за формулою

,

де П_м.ч – порожнистість мінеральної частини випробуваних зразків, %; П₀ – задана остаточна пористість асфальтобетону, %; r_б – дійсна густина бітуму при 20˚С, г/см³;r₀ – середня густина мінеральної частини асфальтобетону.

Наприклад, якщо мінеральна частина зразків має середню густину r₀=1750 кг/м³ і порожнистість П_м.ц=18%, то при заданій остаточній пористості П₀=3,5% і r_б=0,99;

.

Розрахунковий склад асфальтобетонної суміші уточняють за експериментальними даними. Для виробництва вибирається склад, який забезпечує необхідні властивості асфальтобетону при мінімальній витраті бітуму.

97. Визначити витрату матеріалів для виготовлення асфальтового бетону, який призначається для влаштування покриття підвищеної шорсткості.

Вихідні матеріали: дорожній бітум, вапняковий мінеральний порошок (наповнювач), пісок із середньою густиною в ущільненому стані ρ_о.п=1650 кг/м³, гранітний щебінь із середньою густиною в ущільненому стані ρ_о.щ=1600 кг/м³, порожнистістю П_щ=40%. Необхідне експериментально установлене співвідношення бітум : порошок(Б/Н) 0,96.

Для доріг із підвищеною шорсткістю покриття необхідно, щоб міжщебеневий простір був заповнений асфальтовим розчином без розсуву зерен щебеню. У відповідності з цією умовою витрата щебеню повинна бути

,

де r_р – густина асфальтового розчину, орієнтовно рівна 2,3 г/см³;

.

Витрата піску знайдемо із співвідношення

,

звідси

Вміст асфальтового в’яжучого (бітум + мінеральний порошок) Б+Н=100–63–26=11%.

Необхідну витрату бітуму і мінерального порошку знайдемо із рівняння: (Б/Н)·Н+Н=11; 1,96·Н=11%; Н=5,61%; Б=11–5,61=5,39%.

98. Визначити склад полімерного розчину в процентах. Середня густина піску ρ_о.п=1440 кг/м³, порожнистість піску П_п=40%, співвідношення полімерного в’яжучого і наповнювача П/Н=0,4, дійсна густина наповнювача ρ_н=2,67 кг/м³. Коефіцієнт зручновкладальності розчину k_у=0,5.

Одна частина за масою полімерної мастики може заповнити порожнини піску в наступній кількості:

.

Таким чином, полімерна мастика і пісок у розчині повинні знаходитись в частках за масою – 1 : 1,24 або в % – 44,65 і 55,35. Враховуючи співвідношення полімеру і наповнювача в складі мастики, склад розчину можна виразити наступним чином, %: полімер – 12,75; наповнювач – 31,9; пісок – 55,35.

99. Визначити вид білил, які використовуються для виготовлення масляної фарби, що містить 45% оліфи (Ол), якщо на фарбування скляної пластинки площею S=200 см² витрачено m_к=4 г фарби. При визначенні олифомісткості білил на m_б=5 г сухого пігменту витрачено m_м=0,7 г лляного масла.

Відомо, що покривність, тобто витрата пігменту, г на 1 м² фарбованої поверхні, для свинцевих білил – 160…200, літопонових – 110…140, титанових – 35…54, цинкових – 100…120. Олифомісткість свинцевих білил – 9…12, літопонових – 11…15, титанових – 20…25, цинкових – 12…16 на 100 г пігменту.

Покривність, г/м², для фарб малярної консистенції У_к=m_к/S; для сухих пігментів: У_п=m_к·(100–Ол)/(100·S).

Для використаних сухих білил

У_п=4·(100–45)/(100·0,02)=110 г/м².

Олифомісткість сухих білил, г, на 100 г:

М=100·m_м/m_б=100·0,7/5=14.

Білила, які використовуються для отримання фарби, являються цинковими білилами.

100. Визначити кількість полімеру густиною 1,13 г/см³ для виготовлення плити утеплювача розміром 100´50´5 см заливним способом і тиск, який створюється у формі, якщо при вільному спіненні рідкого полімеру об’ємом v_р.п=11 см³ утворюється v_п=166 см³ пінопласту.

Визначаємо кратність спінення К:К=v_п/v_р.п=166:11=15,1.

Необхідна кількість полімеру

m_п=1,2·v_ф·r_п/К,

де 1,2 – коефіцієнт запасу; v_ф – об’єм форми (v_ф=100´50´5=25000 см³);

m_п=1,2·25000·1,13/15,1=2245 г, або 2,24 кг.

Потрібний об’єм рідкого полімеру для заповнення форми v¢_р.п=2245:1,13=1987 см³.

Тиск, яке розвивається в формі буде більше , ніж при вільному спіненні, у n раз:

n=К·v_р.п/v_ф=15,1·1987/25000=1,2.