Тема 2.2 Технологические процессы переработки сырья, производства эксплуатационных и дорожно-строительных материалов
Механические свойства материалов
Это наиболее значимые эксплуатационные качества материалов, которые определяют стойкость покрытия перед нагрузками транспортных средств. Существует целый комплекс механических свойств, позволяющих оценить чувствительность полотна к нагрузкам. В частности, испытания дорожно-строительных материалов проводятся по следующим качествам:
- Прочность. Способность материала принимать на себя действия внешних сил, не подвергаясь разрушению.
- Дробимость. Также косвенный показатель прочности, который определяют при сжатии материала в емкостном цилиндре.
- Истираемость. Способность дорожного материала под действием истирающих сил изменять массу.
- Хрупкость. Способность дорожного стройматериала разрушаться под внешними воздействиями без остаточных деформаций.
- Упругость. Данное качество определяет способность материала восстанавливать изначальную форму с параметрами после того, как внешние силы прекратили механическое воздействие.
- Пластичность. Свойство, которое показывает, насколько материал способен деформироваться необратимо. В процессе испытаний дорожно-строительных материалов на пластичность, в частности, определяется динамика изменения формы и объема исследуемой структуры под внешней нагрузкой. Также фиксируется пиковый момент, после которого начинается процесс разрушения.
Физические свойства материалов
Благодаря изучению данной категории свойств технологи определяют, насколько тот или иной материал способен противостоять атмосферным явлениям и в целом пригоден условиям применения. К таким свойствам относится влагостойкость, термостойкость, устойчивость к морозу, плотность, пористость и т.д. Например, показатель плотности определяют с помощью пикнометра – это тарировочная колба, которую наполняют измельченным материалом. Далее производится заполнение емкости водой, кипячение и настаивание на песчаной бане. В конце испытания порошок взвешивается и путем сопоставления первичных показателей с результатами теста определяется коэффициент плотности и пористости. Для некоторых групп дорожно-строительного материала имеет значение и показатель пустотности. От него зависит степень заполнения дефектных участков рыхлым сыпучим материалом.
Химические свойства материалов
Данными свойствами определяется то, каким образом материал будет химически взаимодействовать с окружающей средой. В этой части можно выделить следующие качества:
- Атмосферостойкость. Способность структуры материалов сохранять целостность под влиянием солнечной радиации, температуры, осадков, газов, микроорганизмов и т.д.
- Коррозионная защищенность. Свойство, которое определяет стойкость перед кислотными средами, щелочами, проточными и морскими жидкостями. Например, битумы чувствительны к щелочным средам, а бетон разрушается под действием морских солей.
- Растворимость. Определяет способность материалов при взаимодействии с водой образовывать новые вещества и растворы.
- Твердение. Данное свойство дорожно-строительных материалов указывает на их способность переходить в своей структуре из пластичного состояния в твердотельное.
Также с точки зрения монтажно-эксплуатационных условий применения важны и технологические качества. Это универсальные свойства, благодаря которым оценивается уплотняемость структуры, степень ее расслаиваемости, вязкость и другие характеристики.
Производство дорожно-строительных материалов
Основные производственные процессы происходят на горнодобывающих предприятиях, где осуществляются операции переработки. В частности, выполняются следующие работы по подготовке сырья к дальнейшему использованию в дорожном строительстве:
- Отделение монолитов от основной породы.
- Развалка, измельчение и дробление.
- Помол в мельницах и специальных электротехнических аппаратах. Фильтрация через сито.
- Сортировка средне- и мелкофракционных материалов с целью получения агломератов.
После механической подготовки сырья осуществляются процессы термической, химической и биологической обработки. Это могут быть процедуры обжига, сушки, пропитки, нанесения защитных покрытий и т.д. На заключительной стадии производится контроль дорожно-строительных материалов по нескольким параметрам. В частности, оценивается фракция, физико-химические качества, технологические и эксплуатационные свойства. Для проверки могут использоваться специальные аппараты с поточным сканированием.