Jak a z čeho se vyrábí asfalt? Sloučenina

V běžné řeči je asfalt totéž, co asfaltobetonová směs používaná k pokrytí komunikací. Ale ve skutečnosti se jedná o různé látky se zcela odlišnými vlastnostmi a charakteristikami.

Hlavní složky asfaltu

Asfalt obvykle obsahuje pevné složky a bitumen. S ohledem na intenzitu a povahu použití lze kompozici doplnit o další složky:

• hrubozrnná plniva – štěrk nebo drcený kámen s frakcí 10-40 mm, které poskytují odolnost proti mechanickému zatížení;
• jemnozrnné plnivo (písek nebo síto) – zvyšuje hustotu asfaltového betonu a dodává mu dodatečnou tepelnou odolnost;
• jemně rozptýlený minerální prášek – pro změnu viskozity roztoku;
• bitumen – hlavní pojivová složka umělého asfaltu. Pro speciální povrchy vozovek je možné použít i jiná změkčovadla.

Klasifikace složení asfaltových betonů

Asfaltové betonové směsi se dělí podle frakce pevného plniva, podle složení a podle technologie výroby.

Podle zlomku existují:

• Hrubozrnný – používá se především na spodní vrstvu asfaltu. Kompozice se považuje za hrubozrnnou při použití drceného kamene nebo štěrku se zrnitostí do 40 mm;
• jemnozrnný – používá se jako vrchní vrstva asfaltu. Do kompozice se přidává jemný štěrk nebo drcený kámen o zrnitosti do 15 mm;
• písek – používá se pro pokládku pěších cest, uliček, ploch, s minimálním projektovaným zatížením. Složení zahrnuje jemnozrnný štěrk nebo drcený kámen, minerální prášek, písek (přírodní nebo drcený) a síta.

V závislosti na složení existují různé typy směsí:

• classic – univerzální pro jakýkoli terén a jakýkoli povrch vozovky, ve městech použití jak pro parkové plochy, tak pro velké dálnice;
• drcený kamenný tmel – má vysokou pevnost, je položen na frekventovaných venkovských silnicích s vysokým provozním zatížením;
• polymerasfaltový beton je kompozice, která je extrémně odolná proti opotřebení a obsahuje hustší směs minerálních a polymerních pojiv. Pokrývají komunikace určené pro průjezd těžké speciální techniky.

Podle technologie výroby se asfaltobetonové směsi dělí na:

Proces výroby teplých a horkých směsí

Tradiční způsob pokládky vyhřívaných asfaltových směsí, při kterém dochází k vyrovnávání, termoplastifikaci a tvrdnutí asfaltu, používá teplotu 110°C pro horké směsi a 40-80°C pro teplé směsi.

Klasický (tradiční) systém výroby asfaltových směsí za horka se používá téměř v každé asfaltárně.

Protože drť přichází k rostlinám ještě vlhká, suší se při teplotě 150°C a proséváním přes několik vibračních sít – na tzv. sítu se dělí na různé frakce. Použití mokrého plniva není povoleno. Dalším krokem při výrobě asfaltobetonových směsí je míchání drceného kamene nebo štěrku a bitumenu, aniž by se nechala teplota klesnout pod 170°C až do položení povrchu vozovky. Pro zlepšení vlastností nátěru se do kompozice přidávají další složky – modifikátory a přísady. Trvanlivost hotové asfaltobetonové směsi je maximálně dva dny a to pouze v teplých dnech od posledních jarních měsíců do prvních podzimních měsíců.

Výroba studených asfaltových směsí

Studené asfaltové směsi jsou vyráběny ze studeného bitumenu s drceným kamenem a štěrkovým plnivem s přídavkem speciálních polymerů, které mají své výhody i nevýhody.
Pozitivní aspekty studených směsí:

• provozní teplota od 5°C do -30°C;
• opotřebení;
• síla;
• spolehlivost;
• trvanlivost;
• vynikající přilnavost k povrchu vozovky.

Nevýhody studených směsí:

• vysoké náklady;
• nízká pevnost ve smyku.

Vzhledem ke všem výhodám a nevýhodám studených směsí jsou nejvhodnější pouze pro opravy výtluků silnic a pokládání cest pro pěší a uliček. Pokrytí celé silnice takovou směsí je ekonomicky nerentabilní a nesplňuje technické a provozní požadavky GOST.
Někdy se studené směsi používají k pokrytí oblastí s očekávaným minimálním zatížením, například v obytných dvorech, parkových uličkách a hřištích.

Při výrobě studených asfaltových směsí se používají naprosto stejné technologie jako při výrobě horkých kompozic – sušení pevných plniv, prosévání na sítu a míchání s bitumenem a dalšími složkami.

Společnosti specializující se na výrobu asfaltu

Závody vyrábějící asfaltový beton mají komplexy strojů, konstrukcí, zařízení, budov a provádějí celý cyklus výroby asfaltu:

• přijímat a skladovat komponenty pro výrobu asfaltu;
• drtit a třídit drcený kámen, štěrk a písek;
• připravte, osušte a promíchejte všechny přísady;
• recyklovat nátěr, který již splnil svůj účel.

Asfaltové betonárny se také dělí na cyklické a průběžné. Cyklická výroba využívá dávkovače, zatímco kontinuální výroba předpokládá, že běžící výrobní cyklus nelze zastavit.

Kromě toho existují mobilní a stacionární obalovny asfaltu. Mobilní obalovny asfaltu, které má každá asfaltobetonárna, jsou umístěny přímo v místech pokládky nových povrchů vozovek, protože je nepraktické přepravovat hotové horké směsi na velké vzdálenosti.

Moderní obalovny dokážou vyrobit asi 400 tun asfaltu za hodinu.

Konvenční asfaltový beton se vyrábí podle následujícího schématu: všechny složky se smíchají, získá se horká nebo studená směs, nalije se a nutně zhutní. Tato operace zpevňuje asfalt a činí jej odolným vůči deformaci. Litý asfaltový beton je tekutý, i když viskózní, takže není potřeba hutnění.

Co je Mastic Asphalt

Když litý asfalt vychladne, automaticky získá hustotu dostatečnou pro použití, což snižuje náklady na jeho instalaci a urychluje proces výstavby vozovky. Tento materiál má neobvyklé složení a výrobní techniky. Běžný asfalt je založen na makrostruktuře a skládá se z drceného kamene, písku s přídavkem minerálního prášku, zatímco litý asfalt má mikrostrukturu na bázi bitumenu. Pojivo se skládá z bitumenu s přídavkem minerálního prášku. V litém asfaltu dosahuje jeho podíl 28 %, z toho samotný bitumen zaujímá 7,5 až 10 % a prášek tvoří 20-30 %. Díky tomuto zvýšenému obsahu vzniká polorámová struktura finálního materiálu, která obsahuje až 50 % drceného kamene do velikosti 5 milimetrů.

Druhy plísní Asfalt

Podle maximální zrnitosti se litý asfalt dělí na typy:

1. Zrna jsou velká až 15 milimetrů a jejich hmotnostní obsah je 45-55%. Asfalt tohoto složení se používá pro výstavbu nových komunikací a pro opravy.
2. Kameny jsou velké až 20 mm a jejich procentuální obsah dosahuje 20-25%. Tento typ má velmi širokou použitelnost.
3. Průměr kamenů dosahuje 40 milimetrů, jejich množství dosahuje 45-5%. Oblast použití: výstavba nových silnic.
4. Kameny minimální frakce – ne více než 5 mm. Tento typ asfaltu se používá na cyklostezky a chodníky.
5. Zrna dosahují 20 mm, jejich procentuální obsah je 35-50%. Objem bitumenu je maximální – až 22-28 %.

Liší se také výrobní technologie. Při přípravě litého asfaltu je teplota kompozice vyšší; po dodání na místo použití se směs kontinuálně míchá a zahřívá. K pokládce materiálu se používají speciální stroje. Zhutnění není nutné; litý asfalt, když se ochladí, sám získá potřebnou pevnost.

Litá směs je dražší než obvykle, ale její cena je kompenzována dlouhou životností.

Технические характеристики

Požadavky na vnější povrch vozovky jsou velmi vysoké, protože vrchní vrstva musí být nejen trvanlivá a odolná proti opotřebení, ale také musí chránit vnitřní vrstvy před srážkami. Hlavní vlastnosti litého asfaltu jsou snížená poréznost a zvýšená hustota. Podívejme se na hlavní charakteristiky různých typů litého asfaltu:

• První typ má pórovitost kamenných složek až 20 % objemu au ostatních typů až 22 %.
• Objemové nasycení vodou pro asfalt typu 1 a 2 je 1 %, pro ostatní typy – 5, 7 a 0,5 %. Asfalt neabsorbuje vodu a je schopen chránit spodní vrstvy. Tato vlastnost také určuje zvýšenou mrazuvzdornost povrchů z litého asfaltu.
• Odolnost vůči nízkým teplotám je dána také použitím kubické drti.
• Parametr zbytkové pórovitosti tohoto asfaltu je 2 %.
• Index pevnosti v tlaku není menší než 1 pro typy 1,2,3, 5, 0,7 a XNUMX a ne menší než XNUMX pro čtvrtý typ.
• Hustota litého asfaltu, respektive jeho měrná hmotnost, je dána především podílem kamenů, které obsahuje. Pokud má drť různé hmotnosti, změní se i objemová hmotnost celého materiálu a rozsah těchto výkyvů je od 1,5 do 2,2 tuny na metr krychlový.
• Každý region má své vlastní normy pro přípravu běžného a litého asfaltu, takže pouze výrobce může přesně určit všechny parametry.
• Důležitým hlediskem je také odolnost. Litý asfalt je méně deformován: při teplotě 40 stupňů je stlačen o 1-6 mm (u pátého typu o 1-10 mm).
• Jelikož se litý asfalt pokládá za zvýšených teplot, je jeho přilnavost k podkladovým vrstvám také vysoká. Asfalt se doslova „peče“ s válcovanými hydroizolačními materiály, což vede ke zvýšené odolnosti konstrukce proti vodě.
• V litém asfaltu nedochází ke korozi a tento povlak je odolný vůči solím.

Aplikace mastixového asfaltu

Objekty, které jsou konstruovány z litého asfaltu, jsou mosty a silnice, tunely a mnoho dalšího. Vzhledem k tomu, že výkon typů se velmi liší, je nutné vybrat materiál, který je optimálně vhodný pro reálné podmínky. První dva typy litého asfaltu se používají k výrobě různých vrstev vozovky, pokud tudy projede více než 3 aut denně. Mohou to být vysokorychlostní úseky silnic, dálnice, letiště atd.

Pro méně zatížené komunikace je možné použít materiály typu 1 a 2, i když to není ekonomicky výhodné.

První typ asfaltu se nepoužívá k vytvoření stezek pro pěší a cyklisty. Typy 2,3, 4 a 1,2 se používají pro základní a vrchní nátěry. Typy 5, XNUMX a XNUMX se používají pro různé druhy oprav, zasypávání výtluků a vytváření vyrovnávacích vrstev při výstavbě tunelů a mostů.

Technické ukazatele konečného produktu

Litý asfalt je cenný pro svou zvýšenou drsnost. Kola automobilů a jízdních kol mají dobrou přilnavost k povrchu vozovky, což je důležité zejména za deštivého počasí nebo sněžení.
Zvýšené hydroizolační vlastnosti litého asfaltu umožňují jeho použití neobvyklým způsobem: používá se k pokrytí střech, podlah a vodotěsných tunelů.
Pro získání kvalitního povrchu vozovky je nutné dodržet technologii ve všech fázích výroby produktu. Neméně důležité jsou:

• složení asfaltu;
• výrobní vlastnosti;
• technologie pokládky.

Pojďme se na všechny tyto parametry podívat blíže.

Struktura

Složení složek používaných při výrobě litého asfaltu se liší od obvyklých a je regulováno GOST:

• Používají se bitumeny BND 40/60 nebo 40/9o, i když se doporučuje použít vylepšený bitumen obsahující polymerní přísady. V první řadě je to asfalt pro pokrytí mostů nebo silně zatížených komunikací. Příkladem takové přísady je styren-butadien-styren.
• Použitý drcený kámen se získává z vulkanických materiálů a šupinatost (počet deskových prvků) není vyšší než 20 %.
• Písek používaný v asfaltu může být přírodní nebo drcený. Pro vrchní asfaltovou vrstvu se používá s omezením.
• Přidávání minerálních prášků se provádí v souladu s GOST R 52129-2003.
• Do složení asfaltu můžete přidat nejrůznější modifikátory – deflegmátory, barviva a další.

Výroba

Použití zvláště viskózních tříd bitumenu pro litý asfaltový beton znamená, že směs musí být zahřátá na vysokou teplotu, aby se složky smísily. Nadměrné zahřívání však může ovlivnit vlastnosti produktu, proto je vhodné omezit zahřívání na minimum:

• teplota bitumenu by měla být 160-180 °C;
• minerální složky se zahřívají na 190-240 °C;
• teplota hotové směsi je 200-220 °C, i když je považována za nadměrnou. V případě použití aktivovaného minerálního prášku lze teplotu směsi snížit na 170-190°C.

Tento způsob výroby asfaltu eliminuje potřebu jeho přípravy tam, kde se pokládá, protože je vyžadována přesná kontrola teploty. Výrobní proces se skládá z následujících fází:

• komponenty jsou skladovány v bunkrech;
• komponenty vstupují do sušícího bubnu, kde se během 15-20 sekund promíchají a zahřejí na požadovanou teplotu;
• Bitumen se zahřeje a spolu s pevnými složkami se přivede do mísiče, kde se míchá dvakrát déle než při formování klasické směsi. Míchání se provádí v míchacích strojích na asfalt s nuceným míchadlem;
• U speciálních vytápěných kotlů se směs přivádí na místo instalace za stálého míchání. Složení směsi se blíží suspenzi, proto není vyloučena stratifikace. Pokud se směs během dodávky nemíchá, zvyšuje se riziko delaminace a litý asfalt se stává nepoužitelným.

Stohování

Po dodání se směs naloží do speciálních asfaltových finišerů, které ji vyskládají do rovnoměrné vrstvy o tloušťce 3-7,5 centimetru. Předasfaltovaná plocha je obložena trámy, aby se zabránilo šíření směsi. Když asfalt vychladne na teplotu 60-70°C, lze trámy odstranit. Asfaltová vrstva nevyžaduje hutnění, i když pro zvýšení drsnosti je do povrchu vtlačována černá drť pomocí lehkých válců.

Náklady na litý asfalt a jeho hlavní výrobci

Příprava litého asfaltu je mnohem náročnější než běžný horký asfalt a zejména studený asfalt. V Rusku tento typ asfaltu produkuje ne více než 9-10% celkové produkce, i když existuje touha po růstu. Lídry v této oblasti výroby jsou výrobci ropných produktů a betonu:

• Nesporným lídrem ve výrobě všech druhů asfaltového betonu, včetně litého, je OJSC Asphalt Concrete Plant No. 1 se sídlem v Petrohradě.
• Sdružení Surgutneftegas vyrábí a prodává ropu. Přestože je zde výroba betonu považována za vedlejší činnost, hrubý objem výroby vynesl výrobce do první desítky v Rusku.
• „Asfaltbetonárna č. 4“, působící v hlavním městě, vyrábí všechny druhy asfaltů včetně litého.
• Státní jednotný podnik „Bashkiravtodor“ je společnost, která staví silnice a vyrábí všechny materiály potřebné pro stavbu.
• JSC Sverlovskavtodor má 45 podniků vyrábějících všechny druhy asfaltu. Společnost staví silnice z vlastních materiálů.

V závislosti na typu asfaltu a regionu, kde se vyrábí, se mohou náklady na litý materiál lišit. Průměrná cena je od 3700 do 4200 rublů za tunu nebo 5940–8800 rublů za metr krychlový.

Oprava výmolů

Optimálním obdobím pro opravu poškozených komunikací je léto, kdy všechny práce probíhají levně. Pokud se však opravy provádějí v nouzi, lze je provést za každého počasí. Vybere se optimální druh a třída asfaltu a vyplní se jím výmoly na vozovce. Pořadí práce je následující:

1. Poškozené místo je označeno a vyčištěno. Pomocí řezačky švů nebo pneumatické sbíječky se odřízne obrys oblasti a odstraní se nečistoty uvnitř. Pokud je objem práce velký, používají se samojízdné nesené nebo přívěsné frézky.
2. Dno a boky vyčištěného poškození jsou pokryty bitumenem nebo bitumenovou emulzí, která funguje jako základní nátěr. To se provádí pomocí konve a kartáče a pro velké objemy rozdělovačem dehtu.
3. Odlévaný materiál je dodáván v hotové podobě speciálními vozidly – ​​kochery, které zajišťují dopravu za tepla s nepřetržitým mícháním.
4. Směs se nalije do výmolu pomocí speciálního zařízení. Nevyžaduje těsnění.
5. Pro zvýšení drsnosti povrchu se opravované místo posype černou drtí a zaválcuje ručním válečkem.

Litý asfalt vytváří vysoce kvalitní povrch vozovky, který snese značné zatížení. Vynikající odolnost proti vodě umožňuje použití při různých hydroizolačních pracích.