Химия для строительства дорог
Дорожное строительство – это важная строительная отрасль, которая предусматривает проектирование, возведение, ремонт и техобслуживание автомобильных шоссе вне населенных пунктов (в том числе, скоростных дорог и автомагистралей), а также подъездных дорог и улиц города. Поскольку дороги могут быть совершенно разными (с перекрестками, пересечениями ж/д путей и трубопроводов, тоннелями, эстакадами и другими особенностями), прокладываться не только на ровной прямой местности, но и в горах с неизбежным частым изменением направления движения, их создание сложно назвать быстрым, простым и недорогим процессом.
Современные развязки бывают настолько сложными, что много времени не только идет на их сооружение, но еще и тратится на начальном этапе – при проектировании. Да и без специальных инженерных знаний и опыта не обойтись. Ведь необходимо учесть все до наименьших нюансов, например:
- минимальное расстояние между крайними точками;
- возможность прокладывания пути вблизи или через населенные пункты;
- потребность в сносе объектов, препятствующих строительству;
- влияние на экологию, архитектуру и археораскопки;
- вероятность лавин и схождения каменных масс;
- возможность сокращения длины с возведением дамб, мостов, тоннелей и др.;
- сочетание с коммуникационными линиями;
- требования техники безопасности;
- общую стоимость строительных работ и дальнейшей эксплуатации;
- возможную доходность и плюсы возведения этой дороги.
Поэтому дорожное строительство – это тот случай, когда все совершенно наоборот: затратно по времени и трудовым ресурсам, сложно и дорого. Но оно того стоит!
Каждая дорога состоит из нескольких слоев, в зависимости от применяемой технологии. Уплотненный грунт, песок, щебень, гранитная плита, асфальтная крошка – эти и другие элементы дорог используются согласно технологическим аспектам, влияют на качество будущего покрытия, устойчивость его к климатическим факторам, надежность, долговечность, пропускную способность, комфорт эксплуатации, обслуживания и т.д.
Также немалое значение в дорожном сооружении имеет химия для строительства дорог. Ее можно разделить на два основных блока. Первый – это химия для асфальта, который на сегодняшний день является одним из популярнейших видов «дорожной одежды». Второй – добавки, применяемые для разных слоев дороги. О них и поговорим далее.
Химия для асфальта
Асфальтом (асфальтобетоном) именуют совокупность минеральных материалов, в частности, песка и щебня, минерального порошка, битума и некоторых хим. соединений. От его составляющих зависят будущие характеристики покрытия, а также возможность использования его в определенном месте. Так, к примеру, асфальт с одним наличием/соотношением компонентов подходит для строительства дорог государственного значения, с другим – для городских улиц, с третьим – для ямочного ремонта и т.д.
Выбор вариаций не приходится называть ограниченным, ведь существуют различные марки асфальта, отличающиеся между собой составом, а также типом будущего покрытия.
Разновидности асфальтобетона. Прежде всего, он бывает трех марок. Первая состоит из песка/отсева, минерального порошка, щебня и битума. Во второй присутствуют эти же элементы, но есть и песок, и отсев дробления. В третьей из перечисленных компонентов отсутствует щебень.
Также различают пять типов материала, зависимо от присутствия в составе и количества крупных и мелких наполнителей: А (50-60 % щебня), Б (40-50 % щебня/гравия), В(30-40 % щебня/гравия), Г (до 30 % песка из отсева дробления), Д (около 70 % природных песков).
Минеральный и битумный состав дают разделение на песчаный, мелко- и крупнозернистый, полимерно-битумный, щебеночно-мастичный и резино-битумный асфальты.
По плотности они бывают пористыми и высокопористыми (для основания и нижних слоев), а также плотными (для верхних слоев).
Кроме основных составляющих, различные технологии производства асфальтосмесей предвидят задействование разных химических компонентов. Их задача – придать материалу особые эксплуатационные характеристики.
Что это может быть? Главным образом, зола, сера, каучук, резина, латекс и т.д.
Для чего они используются? Что-то – для повышения морозоустойчивости, что-то – для достижения необходимых звукоизоляционных показателей, а также для создания шероховатой поверхности, обеспечивающей улучшенное сцепление с автомобильными шинами, увеличения твердости и прочности дорожного покрытия, а соответственно и сроков его эксплуатации. Чтобы изъяны на дороге появлялись как можно реже, а поэтому и ДТП, причиной которых они часто являются, сводились к минимуму, не обойтись без химии для асфальта.
Также химические средства применяют для очистки асфальта и нанесения на него дорожной разметки.
Кроме механического воздействия (использование швабр, щеток, воздушных установок), в процессе очищения возможно задействование воды (гидродинамическая очистка) с химическими реагентами. При этом важно предварительно протестировать поверхность.
Что касается разметки, то она производится различными красящими составами. Наносится не только на дорожное полотно, но и на тротуары, бордюры. Примечательна в этом плане полимерно-акриловая краска белого, желтого и красного цвета, образующая прочное, долговечное и стойкое к истиранию, бензину, маслам, моющим средствам, жирам, солям, атмосферным осадкам и температурным перепадам покрытие.
Добавки для дорожного строительства
Добавки, как и химия, положительно влияют на качество дороги и зрительно продлевают ее эксплуатацию. Они модифицируют исходное сырье, тем самым придавая важные свойства дорожному покрытию.
Среди популярных добавок можно выделить адгезионные, воздухововлекающие, стабилизирующие, морозоустойчивые, армирующие, вяжущие, эмульгирующие и пластифицирующие. Давайте рассмотрим роль некоторых из них.
Воздухововлекающие добавки используют для того, чтобы внести в бетоносмесь определенный объем воздуха и сформировать при затвердевании систему замкнутых и равномерно расположенных по всему периметру пор воздуха. Их применение позволяет:
- увеличить морозоустойчивость, в частности, и при влиянии солей;
- сделать возможным задействование крупных высокоплотных заполнителей или обычного, а не пористого, стройпеска;
- минимизировать расход пористого песка, потребность смеси в воде;
- улучшить деформацию, физические и тепловые характеристики;
- достичь слитной однородной структуры при малом количестве мелкого заполнителя;
- избежать коррозионного воздействия на арматуру;
- повысить текучесть бетоносмеси, а соответственно и удобство ее укладки с уменьшением времени на формирование покрытия, и улучшенное уплотнение, минимизация расслоения при перевозке и размещении в формы;
- сделать лучшими тепло- и звукоизоляционные качества бетона.
Адгезионные добавки гарантируют полное обволакивание камнематериала в процессе изготовления асфальтобетонных смесей. В результате покрытие отличается продленным сроком эксплуатации.
Морозоустойчивые добавки расширяют эксплуатационный температурный диапазон. Они позволяют сохранять форму, придают эластичность, делают покрытие износоустойчивым при различных температурах внешней среды и предотвращают или уменьшают трещинообразование.
Армирующие добавки (например, фиброволокно или полипропиленовая фибра) дают возможность равномерно распределять нагрузки, которым постоянно подвергается дорожное полотно. Благодаря им конструкция ужесточается, становится износоустойчивее и долговечнее.
Стабилизирующие добавки принято вводить в щебеночно-мастичные асфальты, которые особенно уместны при сильно развитой инфраструктуре и большой загрузке путей. Стабилизация основана на предотвращении стекания битума ниже щебневых зерен. Выглядят стабилизаторы как волокна целлюлозы, имеющие свободную форму. Они впитывают избыток битума в ходе транспортировки данного материала к месту укладывания покрытия. Дороги с их участием более стойки к разрушению, не слишком прихотливы в обслуживании и менее подвержены сдвигам, что уменьшает риск появления дефектов дорожного полотна.
При приготовлении рабочих эмульсий могут быть также задействованы растворители, разжижители, модификаторы и полимеры. О значении последних в дорожном строительстве считаем нужным поговорить детальнее.
Полимерные материалы и дорожное строительство
Полимеры не так давно начали применять в возведении дорожных конструкций, однако сегодня они имеют в этой отрасли большое значение. Здесь примечательны такие их свойства, как: хим. устойчивость, водонепроницаемость и стойкость к воздействию различных микроорганизмов. Покрытия с их задействованием получаются прочными и долговечными.
Особой популярностью при создании дорожных покрытий пользуются полимерцементные бетоны (твердые смеси цемент+полимер с наполнителями и без). Полимер, входящий в их состав, равномерно размещается по бетону, улучшает сцепление цементокамня и наполняющего компонента, а также отдельных зерен цемента друг с другом.
Еще один примечательный вид дорожных бетонов – латексцементный, полимер в котором присутствует в виде латекса.
Вот несколько химических средств и добавок, которые часто применяют при прокладывании дорог:
Соляная кислота. Представляет собой раствор в водной среде хлороводорода, прозрачное, не имеющее цвета, едкое жидкое вещество, которое на воздухе «дымится». В дорожном строительстве хлоридную кислоту как один из пяти компонентов вводят в состав эмульгированного битума, наряду с битумом, водой, эмульгатором и стабилизатором. Ее количество должно находиться в диапазоне 0,5-3 % от общей массы. Применяется с целью повышения стабильности эмульсии. В ряде случаев может быть заменена уксусной или ортофосфорной кислотой.
Трихлорэтилен. Не имеющее цвета, прозрачное, подвижное жидкое вещество с характерным запахом хлороформа. В воде почти не растворимо. Является очень хорошим растворителем, используемым при сооружении дорожных конструкций. С его помощью очищают асфальтосмесители и асфальтоукладчики. Эффективно справляется с очисткой деревянных элементов техники, используемой при создании дорог. Растворяет масла, жиры и другие вяжущие компоненты.
Толуол. Не имеющее цвета жидкое вещество со специфическим запахом. С водой не смешивается. Является растворителем. Задействуется при изготовлении дорожных красок с целью придания им рабочей вязкости.
Глицерин. Прозрачная, не имеющая цвета, гигроскопичная жидкость вязкой консистенции, смешивающаяся с водой в различных пропорциях. Применяется в качестве поверхностно-активного вещества, сокращающего время смешивания основного материала и увеличивающего однородность структуры при обработке грунтового слоя.
Жидкое натриевое стекло. Насыщенный щелочной водный раствор стекловидных силикатов натрия. Может не иметь цвета или быть светло-коричневым. Повышает прочностные и гидроизоляционные характеристики, а также улучшает реологию состава дорожной смеси.
Натрий кремнефтористый. Белая, серая или желтоватая кристаллическая порошкообразная масса. Входит в состав грунтовой смеси для дорожного строительства. Вместе с нефтью и водой способствует укреплению связанного грунта.
Метилцеллюлоза. Аморфная порошкообразная масса белого цвета, растворимая в холодной воде. Способствует повышению качества материалов для прокладывания дорог.
Карбонат натрия. Твердое порошкообразное вещество, состоящее из не имеющих цвета кристаллов (в массе белого цвета). Гигроскопичное, растворимое в воде. С участием кальцинированной соды путем активации оптимизируют вяжущие композиции в системе «шлак-базальт-клинкер». Она положительно влияет на физ.-хим. характеристики состава.
Известь гашеная. Известь и различные известковые материалы – активные участники создания практически всех слоев разных типов дорог. Как вяжущие минеральные материалы, они помогают сделать основание стабильным, улучшить пригодность и механические качества почвы, упрочнить все асфальтовые структуры (дороги, магистрали, тротуары, пром. платформы и т.д.). Известкование повышает несущую способность, стойкость к нагрузкам и атмосферным явлениям (осадки, низкие температуры), а следовательно, предотвращает истирание, колейность и преждевременное старение. Кроме того, применение извести, как натурального продукта, позволяет не только экономить на дорогостоящих заменителях, но и избегать загрязнения почвы и грунтовых вод токсичными хим. веществами.
Если вас интересует химия для строительства дорог, хотите купить вышеупомянутые хим. средства для асфальта и/или добавки для дорожного строительства, обращайтесь! У нас есть, что вам предложить в отменном качестве и по доступной цене!
