Асфальт из чего состоит – Из чего делают асфальт состав. Из чего состоит асфальт на автомобильных дорогах?

Содержание

Что такое асфальт? Из чего делают асфальт? Применение.

Асфальт — это тяжелое, темно-коричневое или черное минеральное вещество, одно из нескольких смесей углеводородов, называемых битумами. Асфальт — это сильный, универсальный и химически стойкий связующий материал, который адаптируется к различным видам его применениям. Асфальт связывает щебень и гравий (обычно называемый агрегатом) в прочное поверхностное покрытия дорог. Асфальт, также известный как минеральная смола, получен из природных источников, таких как нативный асфальт или брея, или как побочный продукт нефтяной промышленности (нефтяной асфальт).

Исторический факты об асфальте

Асфальт является одним из старейших в мире инженерных материалов, который использовался с самого начала цивилизации. О том, что такое асфальт знали и шумерские народы. Так у шумеров была процветающая судостроительная промышленность, которая производила и использовала асфальт для уплотнения и гидроизоляции. Еще в 2600 г. до н.э. египтяне использовали асфальт в качестве гидроизоляционного материала, а также для обертываний мумий в качестве консерванта. Древние цивилизации широко использовали асфальт в качестве раствора для строительных и тротуарных блоков, используемых в храмах, ирригационных системах, водохранилищах и автомагистралях. Асфальты, используемые ранними цивилизациями, имели природное происхождение и были найдены в геологических пластах как мягкие, пригодные к действию растворы, так и твердые, хрупкие черные жилы горных пород (также называемые асфальтовым углем). Природный асфальт образовывался, когда сырые нефтяные масла пробивались сквозь трещины на земную поверхность. Действие солнца и ветра высушивало легкие масла и газы, оставляя черный осадок. Естественные асфальты широко использовались до начала 1900-х годов. С открытием возможностей для перерабатывания асфальта из сырой нефти и растущая популярность автомобиля послужили значительному расширению асфальтовой промышленности. Современный нефтяной асфальт обладает такими же прочными качествами, как и природный асфальт, с дополнительным преимуществом — до однородного состояния, свободного от органических и минеральных примесей.

Из чего делают асфальт? Из чего состоит?

Сырьем, используемым в современном производстве асфальта – нефть. Нефтяные скважины поставляют сырую нефть на нефтеперерабатывающие заводы, где она разделяется на ее различные компоненты или фракции через дистилляцию этого ископаемого.

Процесс производства асфальта

1. После разделения на фракции, нефть дополнительно очищают до других продуктов, которые включают асфальт, парафин, бензин, смазочное масло, керосин и дизельное масло. Поскольку асфальт является базовым или тяжелым компонентом сырой нефти, он не испаряется и не кипит во время процесса дистилляции. Асфальт по существу является тяжелым остатком процесса переработки нефти.

2. Далее асфальт можно смешать или «обрезать» летучим веществом, что приведет к мягкому и работоспособному продукту с более низкой температуре, чем чистый асфальтовый цемент. Когда асфальт для обрезки используется для мощения или строительства, летучий элемент испаряется при воздействии воздуха или тепла, оставляя твердый асфальтовый цемент. Нагретый асфальтовый цемент смешивают с остаточным асфальтовым маслом из более раннего процесса дистилляции для медленного отверждения асфальта, с керосином для среднего отверждения и с бензином или лигроином для быстротвердеющего асфальта.

Укладка асфальта

3. Асфальтовый цемент также может быть эмульгирован для получения жидкости, которую можно легко прокачивать по трубам, смешивать с заполнителем или распылять через сопла. Для эмульгирования асфальтовый цемент измельчается в глобулах от 5 до 10 микрон и меньше (один микрон равен одной миллионной доли метра). Затем смешивается с водой. Добавляется эмульгатор, который уменьшает склонность асфальта и воды к разложению. Эмульгирующим агентом может быть коллоидная глина, растворимые или нерастворимые силикаты, мыло или сульфированные растительные масла.

Эмульгирование асфальта

4. Асфальт также может быть измельчен для получения порошкообразного асфальта. Асфальт измельчается и пропускается через серию сит для обеспечения равномерного размера гранул. Приведенный в действие асфальт можно смешивать с дорожным маслом и заполнителем для строительства тротуаров. Тепло и давление на дороге медленно смешивают порошок с заполнителем и связующим маслом, а вещество асфальтового цемента затвердевает до консистенции, аналогичной обычному асфальтовому цементу.

Виды помола асфальта

Расход асфальта

Очень часто руководители дорожного строительства, чья задача заключается в укладке битумно-бетонной смеси, хотят знать, какой точный расход асфальта на 1 м2?

Прежде всего, нужно учитывать тип битумно-бетонной смеси.

Наибольшее количество — около 25,5 кг на 1 см толщины — хараткерен для каменной мастики асфальтовой смеси (SMAM). Это можно объяснить кривой гранулометрического состава SMAM (высокой степенью заполнения каркаса зернами разного размера).

Количество на 1 м2 цветного асфальта составляет 25 кг (толщина 1 см).

Количество смеси крупнозернистого заполнителя меньше — около 24 кг на 1 м2 (при условии толщины 1 см), поскольку их гранулированная кривая прерывистая, то есть пространство между крупными зернами заполняется песком, но не с мелкой фракционной пылью для скрининга камня, как это имеет место в случае SMAM ,

Для песчаной битумно-бетонной смеси количество составляет 23,5 кг на 1 м2, так как плотность песка ниже, чем плотность щебня.

Особенности покрытие дорог асфальтом

Вышеуказанные данные не являются точными, они могут изменяться вверх или вниз в соответствии с типом щебня или песка, который используется, так как плотность минеральных материалов и их физико-химические свойства различаются в зависимости от места их извлечения.

Таким образом, если план состоит в том, чтобы покрыть участок дороги общей площадью 1000 м2, толщиной 5 см с битумно-бетонной смесью типа SMA, расчет должен быть выполнен по простой формуле:

25 кг * 5 см = 125 кг = 0,125 т — количество битум-бетонной смеси, необходимое для покрытия 1 м2 поверхности.

Расход асфальта

В нашем случае площадь поверхности составляет 1000 м2, поэтому, умножая эту площадь на 0,125 т, мы получаем 125 т куб.

Итог — 1 тонны битумно-бетонной смеси достаточно, чтобы покрыть 8 квадратных метров поверхности. Эти цифры сугубо индивидуальны, но для ориентира их можно использовать для примерных подсчетов.

o-remonte.info

Что такое асфальт? Из чего делают? Для чего нужен?

Асфальт — природный или искусственный многокомпонентный материал на основе поверхностного (образованного при выходе на поверхность земли) или нефтяного (полученного в результате нефтепереработки и последующей обработки оставшегося в осадке гудрона) битума, содержащего минеральные наполнители — гравий, щебень разных пород, песок.

По сути, применение термина «асфальт» к дорожным асфальтобетонным смесям некорректно. Содержание асфальта как смеси битумов в общей массе в несколько раз меньше и зависит от марки материала.

Начало использования асфальта для строительства дорог

Первые упоминания об использовании природного асфальта для прокладки дорог относятся к XVI веку и Южной Америке. Производство искусственных литых асфальтовых смесей появилось в США только в конце XIX века, чуть раньше пришли битумно-минеральные составы на улицы Европы — в 1830-40 г.г. мощеные тротуары и проезжие части городов Франции, Австрии, Великобритании и России стали заменяться асфальтовыми покрытиями.

Первый пробный и более масштабный опыт асфальтирования провели в Санкт-Петербурге, но только к 80 г.г. новый дорожный материал распространился по другим крупным городам. При этом собственный завод был построен в России не сразу — в течение трех десятков лет прогрессивный тогда продукт закупали за границей.

Пионером в механизированной укладке опять оказалась Америка. Именно здесь для построения дороги впервые применили гудронатор, из которого лился горячий битум.

Состав природного и искусственного асфальта

Природный асфальт добывается с редких месторождений — озера Пич-Лейк на территории Тринидада, Мертвого моря в Израиле, провинции Альберта в Канаде, Поясе Ориноко в Венесуэле, штатах США, Иране, на Кубе. Состав включает в себя смесь битумов содержанием до 70%, неорганические включения и органические соединения.

Искусственные асфальтобетонные смеси состоят из двух основных компонентов. В роли вяжущего компонента выступают вязкие, маловязкие или жидкие нефтяные, модифицированные битумы и ПБВ (полимерно-битумные вяжущие). В качестве наполнителей используются щебень/гравий разных фракций от 5-10 мм до 20-40 мм, песок и минеральный порошок для улучшения прочности, вязкости и заполнения пустот.

Асфальтобетон — монолитное дорожное покрытие, полученное путем укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси.

Технология производства асфальта

Основные шаги производства любой асфальтобетонной смеси — подготовка компонентов, смешивание и отправка на хранение в бункер. Изготовление выполняется на стационарных и мобильных (располагаемых вблизи участка дорожного строительства) заводах.

Общие технологические этапы:

  • Подготовка компонентов смеси. Минеральные наполнители дробятся и подвергаются разделению на фракции при помощи грохота, просушиваются, нагреваются, дозируются и подаются в смеситель.
  • Приготовление битума. Разогретый битум подается на битумоплавильную установку, выдерживается при постоянном перемешивании, добавлении ПАВ и повышении температуры до выпаривания влаги, отправляется в рабочие котлы и на дозировку смесителя.
  • Перемешивание компонентов. Подготовленный щебень/гравий, песок подаются в асфальтосмеситель принудительного действия для «сухого» перемешивания с добавлением минерального порошка и последующим добавлением нагретого битума и смешиванием до однородной смеси.
  • Перегрузка готовой смеси. Горячую асфальтобетонную смесь отправляют в накопительный бункер или загружают в самосвалы для транспортировки к строительной площадке. Холодную смесь охлаждают и перевозят для хранения на склад.

Нагревание щебня и битума при производстве горячих смесей выполняется до температуры 165…1750С и 140…1550С, при изготовлении холодных смесей — до 65…750С и 110…1200С соответственно.

Классификация асфальтобетонных смесей выполняется по остаточной пористости, типу минеральных материалов, их фракции и процентному содержанию, битумному вяжущему и температуре укладки.

Отдельные виды асфальтобетонных смесей

Помимо традиционных и повсеместно применяемых асфальтобетонных смесей существуют более прогрессивные дорожные материалы, которые отличаются от первых составом и условиями укладки.

К ним относятся:

  • Щебеночно-мастичные смеси ЩМА со стабилизирующими добавками.
  • Литые асфальтобетонные смеси с увеличенным содержанием битума и минерального порошка.
  • Полимерасфальтобетонные смеси с добавлением полимеров (эластомеров).
  • Цветные горячие и холодные смеси с красящими пигментами.
  • Стеклоасфальтобетонные смеси с включением стеклянного боя.
  • Резиноасфальтобетонные и резиновые дренирующие смеси с резиновой крошкой и полимерными добавками.
  • Сероасфальтобетонные смеси с присутствием технической серы.

Каждый вид материала имеет конкретную область применения, обусловленную характеристиками и эксплуатационными свойствами получаемого покрытия.

abz-asfalt.ru

Давайте распишем, из чего состоит асфальт

У асфальта глубокие исторические корни, он уже был известен древним египтянам и финикийцам. Но, в отличие от нашего времени, асфальт предназначался совсем для других целей, чем покрытие древних дорог. Если разобраться, из чего состоит асфальт природного происхождения, то горный естественный асфальт содержит до 75% битумов. Само название асфальтов обязано греческому слову «ἄσφαλτος», что можно перевести как «горная смола».

Египтяне с помощью асфальта составляли бальзамирующие составы для сохранения мумий фараонов. Авиценна рекомендовал асфальт для лечения болезней по аналогии с мумие. Практичные финикийцы и индейцы пропитывали асфальтовыми составами свои морские корабли и каноэ. Мало кто знает, что до 20-го века Мертвое море называлось Асфальтовым морем, поскольку глыбы этого природного материала всплывают на поверхность.

История применения асфальтобитумных составов

По происхождению асфальтовые составы или смеси подразделяют следующим образом:

  1. Природные асфальты, которые образуются из тяжелых фракций нефти и их остатков после испарения более легких составляющих компонентов;
  2. Искусственные асфальты (так называемые асфальтобетонные смеси) – строительные материалы, производимые из смесей битума и других веществ.

Однозначно в состав асфальта должны входить битум как вяжущее вещество и минеральные заполнители. Но если в естественные асфальты битум входит в количестве до 75%, то искусственные асфальтобетонные смеси содержат битума в пределах 4-10%. Именно битуму обязаны своей уникальностью асфальтовые смеси.

Интересно, что до глиняной посуды человек времен неолита пользовался для приготовления пищи битумной посудой. Вяжущие свойства битума древние охотники и рыболовы использовали при креплении наконечников копий и для водонепроницаемой обработки своих лодок. Как уже говорилось, битум в составе асфальтов использовался древними врачевателями.

Первая половина 19-го века знаменательна появлением битумно-минеральных смесей в качестве покрытия булыжных мостовых ряда крупных городов Франции, Голландии, Швейцарии, а немного позже – в США. Согласно хроникам тех лет, первое покрытие из асфальта уложили в 30-х годах 19 века на тротуары в Париже. Примерно в те же годы заасфальтировали тротуар моста Моран через Рону в Лионе.

Более точно датированы работы по асфальтированию в России:

  • 1839 год – асфальтирование в Санкт-Петербурге, протяженность покрытия тротуара составила 45,5 погонных метров;
  • Тогда же – часть Тучкова моста протяженностью 8,5 метров;
  • Москва чуть отстала от северной столицы, покрытие уложили в 70-х годах на улице Тверской, но это уже было новое, асфальтобетонное покрытие.

Используемый в асфальтовых смесях для дорожного покрытия битум придал упругость дорожному полотну, а его способность растекаться позволила равномерно распределиться готовой смеси, покрыв имеющиеся неровности дороги. Ровный слой дорожного покрытия сразу обратил на себя внимание, резко снизив шумовые эффекты от проезжающего транспорта. Напомним, что в середине 19-го века не было и в помине автотранспорта, а колеса гужевого транспорта не оснащались надувными шинами.

Кроме применения в качестве дорожного  материала, битум используется в ряде других сфер производства:

  • Устройство гидроизоляции в зданиях, сооружениях, дорожных покрытиях;
  • С помощью битума выполняется гидроизоляция прокладываемых трубопроводных систем;
  • Битум входит в состав кровельных материалов;
  • Битум необходим при изготовлении заливочных мастик для аккумуляторов;
  • Кабельная и лакокрасочная промышленности не обойдутся без битума.

Разновидности асфальтобетонных смесей

Основанием для классификации всего множества асфальтобетонов служит не сам базовый перечень компонентов, входящих в текстуру конкретной смеси, а долевое соотношение компонентов, то есть состав асфальта в процентах плюс значения отдельных определяющих характеристик вошедших компонентов. По процентному содержанию основных составляющих асфальты разделяют на три основных вида:

  • Марка 1, область использования которой ограниченна строительством автодорог и городским благоустройством. Эти материалы не рекомендуются для роли верхнего покрывающего слоя дорожных полотен. Их применяют в качестве выравнивающей подложки для укладки превосходящих по плотности материалов;
  • Марка 2, которая представляет собой пресловутый «среднестатистический» асфальтобетон для широкой области применения, начиная от строительства новых дорог, заканчивая текущим ремонтом и благоустройством территорий;
  • Марка 3, в составе которой нет щебня. Его замещают минеральные порошки и песок высокого качества.

Это важно! Соотношение весовых долей минеральных составляющих и битума определяет прочность асфальтобетонного полотна. Песчаные смеси пригодны лишь для благоустройства территории парка, тогда как высокое содержание битума необходимо для покрытия автобанов.

stroitel5.ru

Из чего делают асфальт: состав

Под природным асфальтом подразумевают горную породу, хрупкой структуры, с небольшой температурой плавления. Пластовые залежи часто встречаются в местах добычи нефти. В нефтедобывающих районах практически на поверхности можно также обнаружить водопроницаемые почвы, которые пропитываются натуральным асфальтом. Искусственный асфальтобетон представляет собой смесь минеральных заполнителей с битумным связующим.

После уплотнения материал образует плотное покрытие автомобильных дорог, площадок. В современном строительстве активно используют асфальтовые мастики. При устройстве кровли или гидроизоляции повсеместно применяют асфальт. Также посмотрите по ссылке http://servisdon.ru/asfaltirovanie/ как осуществляют асфальтирование.

Марки асфальтобетона

В дорожное покрытие асфальтобетон укладывают послойно, с прокатыванием тяжёлыми спецмашинами. Каждый слой имеет своё значение, к нему предъявляют определённые требования. Кроме того, марка применяемого материала зависит от назначения дороги, интенсивности её эксплуатации. Основные различия видов асфальтобетона заключены в технических характеристиках. Например, подстилающие слои дороги производят на крупном щебне, для завершения дорожного ковра используют асфальт с мелкодисперсным песком и камнем.

На тротуары, пешеходные части дорог кладут песчаные марки. Резиново-битумным составом мостят велосипедные дорожки, стадионы. Щебёночно-мастичные асфальты устойчиво переносят большие нагрузки на аэродромах, городских улицах и площадях с интенсивным движением тяжёлых машин. Полимерно-битумные марки используют при строительстве покрытий мостов, паркингов. Самыми востребованными остаются составы на мелко- и крупнозернистом заполнителе. Соотношение компонентов отражает следующая типовая классификация:

  • А – наполовину состоит из щебня.
  • Б – гравий и щебень в составе на 40%.
  • В – крупный заполнитель занимает долю в 30%.
  • Г – имеет отсев дробления и песок в пределах 30%.
  • Д – природный песок и отсев около 70%.

Государственный стандарт ГОСТ 9128-2009 разделяет асфальтобетон на три марки (I; II; III), в зависимости от состава и плотности. Самый плотный – это третий класс. В его составе песчаные наполнители, битум, минеральный порошок.

Состав смеси и технология производства

Крупный и мелкий наполнитель освобождают от загрязнений, разделяют на фракции, просушивают. В производственном процессе имеет большое значение размер частиц и влажность составных элементов. При взаимодействии горячего битума и жидкости происходит агрессивное вспенивание смеси. Правила техники безопасности при работе с битумом запрещают заливать воду в обычную ёмкость с битумом. Исключение составляет специальные приспособления для дорожного строительства, эксплуатирующие антагонистические свойства веществ.

Битумный связующий элемент является побочным продуктом нефтеперерабатывающей отрасли. В рецептуре асфальтобетона составляет не более 9%. В течение всего периода эксплуатации чистый битум способен претерпеть без разрушения несколько сотен циклов нагрева и остывания, затем теряет эластичные качества и крошится. Поэтому необходимо применять различные добавки, пластификаторы, стабилизаторы.

Добавками могут служить сера, зола, каучук, резина. Химические элементы увеличивают устойчивость покрытия против морозов, агрессивного атмосферного воздействия. На асфальтобетонном заводе применяют горячую, тёплую и холодную технологию. Горячий метод – это непрерывный энергоёмкий процесс. Предприятия запускают производство по сезонам, с наступлением весны. Холодная методика менее затратная, может применяться вне зависимости от времени года.

Холодное производство

Вспененный битум получают в специальных агрегатах, работающих с водой или паром. В результате применения подобной технологии снижаются трудовые затраты, высокоэффективное смешивание ингредиентов проходит непосредственно на строительном объекте или асфальтовом заводе. С помощью пенного битума обрабатывают сухие наполнители, ремонтируемую дорожную одежду. Битумный слой обеспечивает хорошую адгезию частиц. Вспененные битумы хорошо показывают себя в ремонтных работах. Для холодного метода используют увлажнённые заполнители.

www.stroyservice.ru

Как делают асфальт? - Научно-популярный журнал «Как и почему»

Асфальт

Первые дорожные покрытия появились во времена Хеттского царства, Ассирии, империи Ахеменидов и далее в Римской империи. По приказу императоров и царей города соединялись дорогами из выложенного ошлифованного камня и кирпичей. Это сильно влияло на торговлю, возможности перемещения собственных войск, тем самым укрепляло экономику и усиливало безопасность страны. Но с появлением тяжелого автомобильного транспорта, каменные дороги стали непригодным и постепенно разрушались под воздействием колес. По этой причине камни начали заменять на более устойчивое асфальтированное покрытие, произведенное из продуктов нефтехимии.

В результате сегодня можно увидеть качественные устойчивые дороги, не нуждающиеся в постоянном обслуживании. И каждый раз, когда ступаешь по дороге или едешь на машине, задаешь себе вопрос: так как же делают асфальт?

Интересный факт: в древней Греции и Вавилоне, сгустки нефти использовали как строительный материал. Его добавляли в состав цемента для увеличения прочности и ударостойкости будущих стен.

Из чего делают асфальт?

Используемый для производства асфальта щебень: гранитный, вулканический

Для производства асфальта закупают гранитный или вулканический щебень, минеральные вещества, битум и песок. После поступления на завод их загружают в специальные аппараты для сушки. Во вращающийся барабан, оператор по ленточному конвейеру подает по отдельности песок и щебень. С торца установки находиться газовая или дизельная горелка, которая нагревает стенки барабана.

Барабанная установка «Грохот»

Таким образом производится сушка внутри находящиеся компоненты будущего асфальта.

Для сушки также могут использовать установку с электрическим подогревом. По завершении процесса, щебень и песок отправляются для очистки в барабанную установку под названием «Грохот».

Сушильный барабан

При очистке компоненты проходят через решетки и фильтры, отсеиваются от мусора, посторонних включений, крупных и маленьких камней. После обработки их загружают в бункера. В этих бункерах компоненты сохраняют нужное количество времени до следующего этапа. С помощью компьютерного дистанционного управления и электрических заслонок, имеется возможность отмерять требуемое количество ингредиентов для производства разных видов асфальта.

Подготовка битума

Битум

Битум изготавливают на специализированных заводах, а на производство асфальта привозят уже в готовом виде. Его помещают в цистерны-котлы огромных размеров с электрическим подогревом, где постепенно нагревают до температуры 110 – 120°С. Перед производством его перемещают в другой котел, где плавят до рабочей температуры в 150°С. Битум – это результат нефтехимического производства, потому при его нагревании строго соблюдают технику безопасности. При температуре 150 – 160°С он может воспламениться и привести к длительному пожару.

Производство асфальта

Бункеры и установка перемешивания асфальта

Подготовленные компоненты поступают в специальные бункера, из которых по конвейерной ленте поступают в аппарат для смешивания. Битум из-за его специфических свойств доставляют отдельно по трубопроводу. Иногда для сохранения температуры трубопровод оборудуют утеплительным покрытием или системой подогрева.

Стабилизирующая целлюлозная добавка для асфальта

В некоторые типы асфальта добавляют стабилизирующую целлюлозную добавку для увеличения его прочности. Все токсические пары выводятся системой вентиляции с установленными фильтрами очистки загрязненного воздуха. Весь контроль производства происходит отдаленно с компьютеризированного пульта управления.

Интересный факт: первая асфальтированная дорога появилась в 1830-х годах в Англии. Тогда его впервые применили для тротуаров парижского Королевского моста.

Все компоненты перемешиваются при вращении в подогретом барабане. Под воздействием вращательных движений и высокой температуры, происходит полноценное смешивание асфальта, до получения требуемых свойств и консистенции.

Завершение производства

Готовый продукт поступает в контейнер, где отбирается небольшая его часть для проведения тест-контроля. Образцы проверяют на прочность под воздействием давления пресса и осматривают его состав. После прохождения ОТК, асфальт в горячем виде отправляют на постройку дорог специальными грузовыми автомобилями.

Готовый асфальт будет радовать каждого, кто по нему едет на автомобиле или идет пешком. Его твердая и амортизирующая поверхность сохранит в целостности не одну пару ног и колес.

Интересные статьи:

Рейтинг: 5.0/5. Из 9 голосов.