Мастика битумная способ применения: Применение битумных мастик и правила работы с ними

СВОЙСТВА:

Резино-битумная мастика ЭКСПЕРТ — однокомпонентная и готовая к применению. Образует однородное влагоустойчивое покрытие, не пропускающее воду, предохраняющее от воздействия влаги, предотвращающее коррозию и гниение. Отличается повышенной теплостойкостью

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ:  

Поверхность очистить от грязи, пыли, песка и других загрязнений. Металлические поверхности очистить от ржавчины. На пористых минеральных поверхностях рекомендуется предварительное нанесение Праймера битумного ЭКСПЕРТ.

СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ:

Резино-битумная мастика ЭКСПЕРТ готова к применению. Перед применением тщательно перемешать. Мастику наносить шпателем, валиком или кистью. Для приклеивания достаточно 1 слоя, для гидроизоляции необходимо нанесение 2-3 слоев. Толщина каждого слоя не должна превышать 1 мм. Температура при проведении работ не должна опускаться ниже –10°C. При необходимости рекомендуется подогреть мастику до +30°C. Разогревать мастику способом, исключающим применение открытого пламени и искрообразование.

ВРЕМЯ ВЫСЫХАНИЯ  

Время высыхания «на отлип» при температуре +20°C и относительной влажности воздуха 65% примерно 2-3 часа, после чего можно наносить следующий слой. Время полного высыхания не менее 24 часов.

РАСХОД:  

Гидроизоляционные работы: 2-3 кг/кв.м. Склеивание строительных материалов: 0,8-1 кг/кв.м.

СОСТАВ:

Битум, мелкодисперсная резиновая крошка, уайт-спирит, целевые добавки, сиккатив.

РАСТВОРИТЕЛЬ:   При необходимости битумную мастику разбавить Уайт-спиритом ЭКСПЕРТ, Керосином ЭКСПЕРТ или бензином до требуемой консистенции. Инструменты сразу после окончания работ промыть растворителем.

ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВКА:

Хранить в сухом, прохладном месте, защищенном от прямого воздействия солнечных лучей. Беречь от огня! Вскрытую тару хранить с плотно закрытой крышкой.

СРОК ГОДНОСТИ:

Срок годности при соблюдении условий хранения — до даты, указанной на упаковке (12 месяцев).

УТИЛИЗАЦИЯ:  

Остатки продукта не сливать в канализацию, водоемы и на землю. Упаковку с полностью высохшими остатками продукта утилизировать как бытовой или строительный мусор.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:  

Беречь от огня! Запрещается курить и пользоваться открытым огнем. Работать вдали от источников огня, в хорошо проветриваемых помещениях, в резиновых перчатках. При попадании на кожу или в глаза промыть обильным количеством теплой воды. Беречь от детей!

виды и модификации, преимущества и недостатки

Битумная мастика применяется для гидроизоляции различных сооружений, металлических конструкций, кровли, пола, фундамента и т. д. Она образует надежное покрытие с увеличенной степенью эластичности, упрочняет основание и создает твердый защитный слой.

В статье мы расскажем, что такое битумная мастика для гидроизоляции, ее преимущества и недостатки, способы применения при гидроизоляции фундамента и кровли дома, санузла и пола в квартире, а также нормы расхода и другие характеристики по ГОСТу.

Что такое битумная мастика?

Для снижения расхода материала, удобства его нанесения и улучшения теплоизоляционных качеств производители добавляют в мастику специальные загустители (торфяную крошку, асбест, мел). Волокнистые наполнители, также входящие в состав, обеспечивают высокую стойкость к изгибам.

Виды битумной мастики для гидроизоляции

Производители строительных материалов изготавливают битумную мастику для гидроизоляции разных видов. Они отличаются по составу, технологии применения и некоторым техническим характеристикам. Эту информацию можно прочитать в прилагаемой инструкции.

Битумная мастика имеет две основные разновидности – горячее и холодное нанесение.

Мастика холодного применения перед работой смешивается с растворителем. После его испарения материал обретает нужные эксплуатационные свойства и быстро твердеет.

Горячую битумную мастику в основном используют профессиональные строители. Перед нанесением материал разогревают до высоких температур, что достаточно усложняет весь процесс гидроизоляционных работ. Однако на исходе специалистам удается создать качественное покрытие с высокими защитными свойствами и безупречной устойчивостью к различным влияниям. К тому же, работать с горячей мастикой можно при минусовых температурах.

По способу изготовления битумная мастика разделяется на однокомпонентную и двухкомпонентную. Первая применяется без предварительной подготовки, но после открытия банки ее нужно использовать всю, так как материал быстро затвердеет и не будет пригодным для повторного применения.

Двухкомпонентную мастику перед нанесением смешивают со специальным загустителем. На ее подготовку уходит немного времени, и в дальнейшем этот материал можно использовать повторно.

Модификации составов

По типу эластичных добавок, входящих в состав, битумную мастику разделяют на четыре вида.

Модификации материала:

1. Модифицированная битумно-полимерная мастика – устойчива к высоким температурам. Хорошо повышает адгезию между поверхностью и материалом.
2. Жидкая каучуковая мастика на основе битума – высокоэластичный состав отлично подходит для гидроизоляции кровельных покрытий.
3. Битумно-резиновая – обладает высокими антикоррозийными свойствами. Успешно применяется для изоляции металлических конструкций.
4. Немодифицированная мастика – не имеет в составе улучшающих компонентов. Такой материал не используется для гидроизоляции крыш.

Качества составов

Гидроизоляционная битумная мастика универсальна и проста в эксплуатации. Составы с полимерными компонентами имеют длительный срок службы, до 25 лет, без утери изоляционных качеств в процессе эксплуатации. С добавлением растворителя специалист может замешать состав любой необходимой густоты.

Характеристики битумной мастики

Битумная мастика обладает достойными технико-эксплуатационными характеристиками.

Технические показатели материала

Применение битумной мастики в качестве гидроизоляции

Битумная мастика используется в строительной сфере для внутренней и наружной гидроизоляции различных поверхностей.

Для санузлов

В туалетных и ванных комнатах присутствует высокая влажность и частые перепады температур. Для гидроизоляционных работ в таких помещениях используется эластичная битумная мастика с органическими добавками и другими наполнителями. Она обладает отличной адгезией, легко наносится на деревянные и бетонные поверхности.

Для пола

Для гидроизоляции пола успешно применяется цементно-битумная мастика. Ее можно наносить на бетонные, железобетонные и плиточные поверхности, предварительно обработанные специальной грунтовой. Мастика наносится в 2-3 слоя, каждый по мере высыхания предыдущего. Из преимуществ – быстро высыхает, не издает неприятных запахов.

Для колодца из бетонных колец

Для защиты водного источника от разрушительных факторов окружающей среды выполняется качественная гидроизоляция горячей битумно-полимерной мастикой. Износостойкий материал хорошо выдерживает высокую влажность и температурные перепады. Создает надежную защиту конструкции с питьевой водой от негативных воздействий внешних факторов.

Для металла

Для гидроизоляции металлических поверхностей используют холодную битумно-резиновую мастику, предотвращающую попадание влаги и предупреждающую появление коррозии.

Для кровли

Для нанесения основного слоя и качественной изоляции кровли можно использовать резинобитумную мастику.

Битумно-латексный материал успешно применяется в ремонтных работах. Такая мастика быстро высыхает, устойчива к ультрафиолету и высоким температурам. Хорошая адгезия со всеми видами кровельных покрытий.

Для образования прочного защитного покрытия кровли из бетона или древесины применяется полимерная битумная мастика, обладающая длительным сроком эксплуатации, высокими эластичными и теплостойкими показателями.

Для фундамента

Для гидроизоляции фундамента можно использовать холодную или горячую битумно-полимерную мастику. Износостойкий материал сохраняет эластичность на протяжении длительного срока эксплуатации, препятствует образованию грибка и плесени, не деформируется под воздействием минусовых температур. Хорошая адгезия к любым основаниям.

ГОСТ на битумную мастику для гидроизоляции

Битумная гидроизоляционная мастика имеет однородную структуру без посторонних включений. Выпускается в двух видах: готовая для применения смесь или в виде многокомпонентного состава, приготавливаемая с применением загустителя. Материал должен отвечать требованиям ГОСТ стандарта 30693-2000 по физико-механическим показателям, утвержденным в нормативных документах.

Норма расхода состава на 1 кв. м

Норма расхода при гидроизоляции холодной битумной мастикой с нанесением слоя толщиной не более 1 мм – 1-1.5 кг на 1 кв. м.

Горячая мастика наносится более толстым слоем – до 2 мм и более. Расход материала – 2 кг на 1 кв. м.

Рассчитывая расход мастики, необходимо учитывать конкретный вид запланированных работ. Так, например, средний расход мастики при гидроизоляции кровли – 3.5-6 кг на 1 кв. метр, при изоляции фундамента – до 4 кг на 1 кв. м.

Методы нанесения мастики

Битумная мастика для гидроизоляции наносится ручным и механическим способом. Первый предусматривает использование малярных кистей с жесткой щетиной короткой длины. Для нанесения этого материала некоторые строители также применяют закаточный коротковорсовой валик.

Механический метод предусматривает эксплуатацию безвоздушного распылителя, предназначенного для вязких составов.

Наружные гидроизоляционные работы с применением битумной мастики рекомендуется проводить в сухую теплую погоду, при температуре не ниже –5 градусов. Перед применением материал нужно оставить на 24 часа в помещении для отогрева.

Преимущества и недостатки битумной мастики для гидроизоляции

Как и любой другой строительный материал, битумная мастика для гидроизоляции имеет свои преимущества и недостатки.

Достоинства мастики из битума:

• отличная адгезия с разными поверхностями;
• равномерное распределение с качественным заполнением трещин и микропор;
• высокая эластичность материала;
• обеспечивает хорошую защиту от влаги, коррозии, плесени и грибковых образований;
• простота в нанесении, не требует особых навыков;
• длительный срок эксплуатации с сохранением гидроизоляционного слоя даже после усадки конструкции;
• если правильно подобрать вид мастики для работы, можно выполнять ее наружное нанесение при любых температурах;
• экономичный расход;
• доступная цена материала.

Недостатки применения битумной мастики:

• длительное высыхание каждого слоя;
• материал низкого качества со временем может растрескиваться и пересыхать.

Битумную мастику для гидроизоляции различных поверхностей изготавливают отечественные и зарубежные производители. В ассортименте многих строительных магазинов представлен материал известных брендов, обладающий достойными технико-эксплуатационными качествами.

Мастика битумная для фундамента АкваМаст холодная.

Мастика битумная для фундамента АкваМаст холодная.

ТУ 5775-063-72746455-2012

AquaMast для фундаментов представляет собой наружный водонепроницаемый слой, который надежно защищает фундамент от влажной среды, сточных и грунтовых вод

Способ применения:

1. Перед применением битумную мастику АкваМаст необходимо тщательно перемешать.

2. Очистить поверхность от загрязнений, пыли, грязи, жирных пятен.

3. Для надёжного сцепления гидроизоляционных материалов с основанием пористые поверхности необходимо пропитать Праймером битумным AquaMast.

4. Битумную мастику АкваМаст необходимо наносить в 2 слоя с помощью кисти или шпателя.

6. Время высыхания одного слоя от 1 часа до 24 часов. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем больше будет время высыхания мастики. Слой считается высохшим, если его поверхность не является липкой.

7. Получившийся монолитный слой необходимо защитить от механического воздействия с помощью теплоизоляционных или защитных плит.

Расход: 1 кг/м²

Температура проведения работ: от -10С° до +40 С° При температуре ниже +5С°, мастику необходимо предварительно выдержать при комнатной температуре не менее суток.

Условия хранения в закрытой таре: хранить в сухом, защищенном от солнечных лучей месте, при температуре от -20С° до +30С°.

Гарантийный срок хранения 12 месяцев.

Меры безопасности: Проводить работы рекомендуется в перчатках. При попадании на кожу смыть растворителем. Не применять вблизи источников открытого огня.

Не применять внутри жилых помещений

Мастика битумно-полимерная АльфаТехМаст, Цены, стоимость, сертификаты, расход на м2

Описание материала: Однокомпонентная мастика готовая к применению. Не требует нагревания и разбавления растворителем. Состоит из нефтяного строительного битума, минерального наполнителя, полимерного модификатора, органических растворителей, пластификатора и технологических добавок.

Область применения: для ремонта всех видов кровель, устройства мастичных кровель (как в сочетании с рулонными материалами, так и без них), гидроизоляции бетонных, железных, деревянных и других видов конструкций, фундамента, трубопровода, в том числе находящегося в грунте, пола различных видов, а также кузовов автомобилей. Помимо надежных гидрофобных свойств мастика обладает прочным сцеплением с различными материалами (бетон, металл, дерево и т. д.). Продукт полностью высыхает в течение суток и имеет оптимальную консистенцию. Мастика легко наносится, но при слое в 1-2 мм не  стекает по вертикальной поверхности. Расход: для кровли – 1,5 – 2 кг/м2 на один слой, для приклеивания – 1 кг/м2, для гидроизоляции – 1 кг/м2 на один слой.

Способ применения и меры предосторожности: Рабочую поверхность необходимо высушить, максимально очистить от грязи и загрунтовать битумным праймером. Перед применением мастику перемешать. Рекомендуемый диапазон рабочих температур от -20ºС до +45ºС. При температуре ниже +5ºС мастику перед применением выдержать в теплом помещении не менее суток. Мастику наносят шпателем, кистью, щёткой, либо наливом с разравниванием специальными гребками. Мастику рекомендуется наносить в 2 слоя. Время высыхания напрямую зависит от толщины слоя, поэтому очень важно наносить материал послойно, не превышая нормы расхода. Работы рекомендуется проводить на открытом воздухе или в хорошо вентилируемых помещениях. Не допускать попадания мастики в глаза и на кожу.

Основные показатели:

Способы нанесения битумной мастики — Битумная мастика

общего назначения

Способы нанесения битумной мастики, как правило, намазывают или плавают. Мастичный асфальт по определению не уплотняется из-за отсутствия пустот в составе.
Поверхность мастичного асфальта обычно имеет сколы:
— песок для внутреннего применения
— заполнитель (при необходимости окрашенный) с покрытием или без битума для наружного применения.
После охлаждения по мастичному асфальту можно ходить или ездить по нему.Это дает возможность немедленно ввести в эксплуатацию мастичное асфальтовое покрытие (как для внутреннего, так и для наружного применения!).

Ручное нанесение

Внутренние и наружные работы выполняются вручную. Это означает, что асфальтовую мастику вручную намазывают до нужной толщины и разравнивают деревянной теркой или стяжкой. В зависимости от вида применения и основания асфальтовая мастика укладывается на разделительный слой, чтобы слой асфальта отделился от несущей конструкции.

Этот разделительный слой в основном состоит из:
— штапельной ткани
— ткани из полиэфирного волокна
— войлока (при необходимости, покрытого битумом)
Асфальтовая мастика доставляется на место в мобильных транспортных смесителях (до места, где доступна рабочая площадка) , затем переводятся в так называемые самосвалы или тележки, в зависимости от расстояния до места обработки. При необходимости асфальтовую мастику заливают в металлические или деревянные ведра или тачки, чтобы добраться до места обработки.Недавняя разработка позволяет перекачивать мастичный асфальт с помощью специального оборудования (такого как, например, бетононасос!) На место обработки.

Машинное применение

Для больших поверхностей используются механические брусчатки (в основном в дорожном строительстве), которые позволяют укладывать мастичный асфальт шириной до 12 м без продольных швов. Существуют также механические брусчатки меньшего размера, которые позволяют укладывать укладку меньшей ширины (например, 30 см) на большую длину.

Мастичный асфальт не требует уплотнения (из-за отсутствия пустот), поэтому его достаточно для растекания с желаемой толщиной.
Как правило, поверхность мастичного асфальтобетона всегда отслаивается песком или щебнем, в зависимости от желаемой шероховатости (разной, например, для внутреннего или наружного применения!).
В дорожном строительстве обычно используется заполнитель, предварительно покрытый битумом; эти стружки равномерно распределяются и вдавливаются в еще теплый мастичный асфальт.
Поскольку мастичный асфальт требует только времени для охлаждения и не требует времени для затвердевания, он может выдерживать полную нагрузку сразу после охлаждения. Это делает возможным, e.g., чтобы сразу допустить на дорогу автомобили и пешеходов, либо сразу положить финальное покрытие пола.

Температуры способов нанесения битумной мастики

До 2008 года мастичный асфальт использовался при температуре от 230 до 270 ° C.
Успешное снижение температур в производстве мастичного асфальта является результатом значительных исследований и разработок, направленных на ограничение выбросов паров до абсолютного минимума. Благодаря использованию добавок (добавление веществ, снижающих вязкость) теперь можно наносить мастичный асфальт при температурах ниже 230 ° C — в некоторых странах даже ниже 200 ° C — снижение температуры нанесения на 10 градусов приводит к уменьшению до 50% дыма. количества.
Асфальтовая промышленность ожидает от этого развития следующих результатов:
— меньше паров и аэрозолей;
— меньшие выбросы на смесительных заводах;
— меньшее энергопотребление;
— меньший износ оборудования;
— снижение производства и выбросов СО2;
— минимизация старения связующих в процессе производства и применения
В настоящее время уровни воздействия паров битума ниже 10 мг / м3 (горячее нанесение) достигаются при пониженных температурах.
Температура нанесения может варьироваться от страны к стране, поскольку используются разные виды связующих для разных областей применения.Возможный диапазон температур применения можно описать следующим образом:
Дорожные конструкции (укладываемые машиной): от 165 ºC до 200 ºC
Стяжки в строительных конструкциях: от 210 ºC до 230 ºC
Гидроизоляция: от 200 ºC до 230 ºC
В целом Правило, укладываемое вручную мастичным асфальтом, требует более высоких температур, чем мастичный асфальт, укладываемый машиной.
Значительные усилия были предприняты членами Международной ассоциации мастичного асфальта IMAA для снижения температуры при производстве, транспортировке и применении мастичного асфальта.Положительные результаты этих усилий будут стимулировать промышленный сектор к расширению применения низкотемпературного мастичного асфальта с использованием соответствующих добавок.

Моделирование сложного модуля асфальтовой мастики с наполнителем Biochar на основе методов гомогенизации и случайного агрегированного распределения

Утилизация сельскохозяйственной соломы была серьезной экологической проблемой в Китае и многих других странах. В этом исследовании комплексный модуль использования биоугля, полученного из соломы, в качестве альтернативного минерального наполнителя в асфальтовой мастике был исследован как с помощью лабораторных испытаний, так и моделирования.Результаты экспериментов показали, что biochar может обеспечить более высокую жесткость асфальтовой мастики, чем обычный гранитный минеральный наполнитель. Считалось, что особая пористая структура biochar, обеспечивающая более толстый слой покрытия из минерального наполнителя, увеличивает модуль жесткости асфальтовой мастики. Для учета этого фактора в микромеханической модели была предложена модифицированная обобщенная самосогласованная модель (MGSCM) со слоем покрытия. Кроме того, для численной оценки влияния слоя покрытия на комплексный модуль асфальтобетонных мастик была использована модель микроструктуры конечных элементов (КЭ) со слоем покрытия, созданным методом случайного распределения агрегатов.Прогнозируемые результаты показали, что обобщенная самосогласованная модель (MGSCM) со слоем покрытия является эффективной и точной моделью для прогнозирования комплексного модуля асфальтовой мастики. Более того, моделирование методом КЭ доказало, что слой покрытия может значительно улучшить комплексный модуль асфальтобетонной мастики. Таким образом, эксперименты и моделирование, проведенные в этом исследовании, дали представление о применении biochar для улучшения характеристик асфальтовых смесей.

1. Введение

Утилизация тонны соломы была серьезной проблемой в сельском хозяйстве Китая [1].Преобразование биомассы в биотопливо дает выход для этой проблемы. Однако за это время может образоваться большое количество отходов биоугля. Таким образом, проблема утилизации углеродных отходов становится все более актуальной. Одним из эффективных способов лечения является использование биоугля в качестве наполнителя при производстве асфальтобетонных покрытий. Использование углеродистых материалов в качестве добавок к асфальту восходит к 1960-м годам [2]. К настоящему времени введено большое количество углеродистых материалов, таких как технический углерод [2], коксовая пыль [3], углеродное волокно [4] и углеродные нанотрубки [5].Было доказано, что эти добавки на основе углерода могут положительно улучшить характеристики асфальтовой смеси. В последнее время, с развитием индустрии биотоплива, biochar, побочный продукт процесса производства биотоплива, стал использоваться в качестве нового углеродсодержащего модификатора. Zhao et al. [6, 7] исследовали характеристики асфальтовых вяжущих и асфальтовых смесей, модифицированных biochar из проса проса, и обнаружили, что biochar может улучшить устойчивость к колейности, растрескиванию и повреждениям, вызванным влажностью.По сравнению с коммерческими добавками на основе углерода, введение biochar показалось более эффективным. Eloğlu et al. [8] использовали биоуголь из корки грецкого ореха и скорлупы абрикосовых косточек для модификации асфальтовых вяжущих и обнаружили, что биоуголь может увеличить жесткость вяжущего и, таким образом, может также повысить устойчивость к колейности. Kumar et al. [9] оценили эффективность асфальтовых вяжущих с введением biochar из отходов покровных семян Mesua ferrea и обнаружили, что biochar также может снизить склонность к старению.Они также упомянули, что неправильная форма частицы биоугля также может способствовать физико-химическому взаимодействию между частицей биоугля и асфальтовым вяжущим. Принимая во внимание эти достоинства, должно быть возможным использовать его в качестве альтернативы обычным наполнителям.

Для оценки эффектов использования биоугля в качестве наполнителя на асфальтовом покрытии характеристика характеристик асфальтовой мастики, модифицированной биоугля, является хорошим способом охарактеризовать эффекты биоугля.Поскольку асфальтовая мастика представляет собой смесь только битумного вяжущего и наполнителя, следовательно, она позволяет полностью оценить взаимодействие между наполнителем и асфальтовым вяжущим, исключив влияние заполнителя. Кроме того, поскольку асфальтовая мастика является связующим материалом и вязкоупругим компонентом асфальтобетона, она играет важную роль в характеристиках асфальтового покрытия [10, 11]. Следовательно, очень важно оценить вязкоупругие свойства асфальтовой мастики для оценки характеристик асфальтового покрытия.Для этого комплексный модуль, состоящий как из динамического модуля, так и из фазового угла, является обычно используемым параметром для описания вязкоупругих характеристик асфальтовых материалов [12]. Однако, несмотря на то, что было проведено множество исследований по изучению воздействия биоугля на асфальтобетон, большинство из этих исследований основано на экспериментах. Для дальнейшего изучения сущности biochar для укрепления асфальтового покрытия крайне необходимы методы моделирования.

В настоящее время метод прогнозирования комплексного модуля асфальтобетонных материалов можно разделить на численные методы и аналитические методы.Численные методы, основанные на модели конечных элементов (КЭ) и методах дискретных элементов (ЦМР) для моделирования на разработанных микроструктурных моделях. Было проведено множество исследований для прогнозирования комплексного модуля асфальтобетонных материалов на основе модели DEM и FE [13–16]. Однако одним из недостатков численных методов является высокая стоимость времени и вычислений, что сильно ограничивало их применение. В отличие от численных методов, анализ основан на микромеханических моделях.В этом методе микромеханические модели могут прогнозировать механические характеристики гетерогенных материалов на основе объемов каждой композиции, что обеспечивает более эффективный способ анализа взаимодействия между частицами и матрицей. Начиная с 1920-х годов, для прогнозирования модели были введены многие микромеханические модели, такие как модель разбавления (DM), модель Мори-Танака (MTM), самосогласованная модель (SCM) и обобщенная самосогласованная модель (GSCM). комплексный модуль упругости асфальтовых материалов [17–23].Однако эти модели могут предсказывать только эффективный модуль, но фазовый угол для вязкоупругих асфальтовых материалов [24–26]. Кроме того, поскольку эти модели обычно не могут учитывать эффекты физико-химического армирования и взаимодействия частиц, прогнозы всегда недооценивают модуль упругости асфальтовых материалов [10, 26–29]. Следовательно, для точного и эффективного прогнозирования комплексного модуля и зависящих от времени характеристик битумной мастики наполнителя biochar, крайне необходима более рациональная микромеханическая модель.

Таким образом, это исследование было направлено на прогнозирование вязкоупругих характеристик асфальтобетонной мастики, модифицированной биоуглеродом, на основе вычислительных методов. Для достижения этих целей были выполнены следующие исследовательские задачи: (i) Измерение комплексного модуля асфальтобетонной мастики с помощью испытаний на реометре динамического сдвига (DSR) (ii) Разработка микромеханической модели для характеристики вязкоупругих характеристик, особенно для динамического модуля, асфальтовая мастика biochar методом гомогенизации (iii) Прогнозирование и доказательство воздействия biochar на асфальтовые мастики на основе метода FE методом случайного агрегирования

2.Экспериментальная программа

2.1. Подготовка материала

Biochar, используемый в этом исследовании, был приготовлен из рисовой соломы. Процесс приготовления biochar показан на рисунке 1. Сухая рисовая солома была полностью обожжена в печи при 500 ° C в течение часа. Затем остаток золы собирали и измельчали ​​в высокоскоростном смесителе в течение 30 секунд для получения гомогенного порошка биоугля, используемого в качестве минерального наполнителя в этом исследовании.

Сканирующий электронный микроскоп (SEM) FEI Quanta 250 FE-SEM использовался для изучения различий микроструктуры между обычным минеральным наполнителем, т.е.е., гранитный наполнитель, и наполнитель biochar. На рис. 2 представлены СЭМ-изображения биоугля и гранитного наполнителя. Можно заметить, что частицы гранита имеют гладкую изломанную поверхность неправильной формы, в то время как частицы биоугля характеризуются особыми пористыми структурами с неровной поверхностью. Исследования также показали, что эта специальная структура может улучшить противовозрастные свойства асфальтовых материалов [30].

Для приготовления асфальтовых мастик было разработано асфальтовое вяжущее со степенью пенетрации 60/70 (Pen 60/70).Пропорция асфальтовой мастики была разработана на основе каменно-мастичного асфальта (SMA) из-за высокого содержания битумного вяжущего и наполнителя. В этом исследовании была выбрана SMA10, обычно используемая асфальтовая смесь с максимальным размером заполнителя 10 мм [31]. В этой смеси соотношение минерального наполнителя в градации и содержание связующего в смеси составляет 9% и 6%, соответственно, что соответствует массовому соотношению минерального наполнителя к асфальтовому связующему 58,5: 41,5. Гранитный наполнитель в асфальтовой мастике был частично заменен наполнителем biochar с объемной долей 0%, 40%, 80% и 100%.Физические свойства асфальтового вяжущего, гранитного наполнителя и наполнителя из биоугля представлены в таблице 1. Пропорции смеси, рассчитанные по объему и массовому составу в каждой асфальтовой мастике, представлены в таблице 2. Материалы наполнителя из биоугля и гранита были смешаны с горячим асфальтом. связующее при 150 ° C в течение 3 минут до получения однородной смеси.

2.2. Лабораторные испытания

Для определения вязкоупругих свойств асфальтобетонной мастики были проведены испытания с частотной разверткой с использованием реометра прямого сдвига (DSR) Anton Paar MCR 702. Две стандартизованные конфигурации DSR, то есть пластины диаметром 8 мм и 25 мм для асфальтового вяжущего и асфальтобетонной мастики, с приложенной синусоидальной деформацией, были использованы для испытания на частотную развертку асфальтовой мастики, как показано на рисунке 3.Согласно AASHTO-T315 [32], для испытания использовалась 8-миллиметровая пластина при температуре ниже 25 ° C и 25-миллиметровая пластина для температуры выше 25 ° C. Испытания проводились на частотах от 100 Гц до 0,1 Гц при температуре от 0 ° С до 60 ° С с интервалом 10 ° С. Все испытания проводились на уровне деформации, когда образцы ведут себя линейно.

3. Построение мастер-кривой

Мастер-кривые были сгенерированы для представления комплексных модулей, полученных от различных температур до заданной температуры на основе принципа наложения времени и температуры.Формула Вильямса – Ландела – Ферри (WLF) была применена для сдвига комплексных модулей к эталонной температуре 25 ° C, а затем модель Кристенсена – Андерсона (CA) [33, 34] была использована для аппроксимации сдвинутых данных. Формула WLF и модель CA показаны в следующих уравнениях: где — коэффициент сдвига, — температура испытания, — эталонная температура, и — константы. Где — комплексный модуль сдвига, — модуль упругости стекла, принимаемый равным 1 ГПа, — приведенная частота при определяющей температуре (рад / с), — частота кроссовера при определяющей температуре (рад / с), ω — частота (рад / с) и R — реологический индекс.

В таблице 3 представлены коэффициенты сдвига WLF и параметры модели CA подобранных мастер-кривых. На Рисунке 4 представлена ​​типичная конструкция мастер-кривой мастики (0%). Можно заметить, что модель CA может хорошо соответствовать кривым динамического модуля и фазового угла с высокой согласованностью.