МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РЕМОНТА И СОДЕРЖАНИЯ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Материалы на основе минеральных вяжущих

К основным видам минеральных вяжущих материалов, применяемых при ремонте жестких аэродромных покрытий, относят­ся: портландцемент (ГОСТ 10178—85), включая такие его разновид­ности, как портландцемент с минеральными добавками, быстротвердеющий портландцемент, а также портландцемент с пластифицирующи­ми и гидрофобизирующими поверхностно-активными добавками; глиноземистый (ГОСТ 969—77) и гипсоглиноземистый (ГОСТ 11052— 74) цементы; расширяющийся портландцемент (РПЦ). На основе указанных вяжущих приготавливают следующие ремонтные материалы.

Коллоидный цементный клей (КЦК) - это материал, который получается путем виброперемешивания тонкоизмельченных портландцемента и кварцевого песка с водой, пластификатором и уско­рителем твердения. Он применяется с целью увеличения прочности сцеп­ления основного ремонтного материала со старым бетоном покрытия.

В качестве компонентов КЦК применяется портландцемент марки не ниже 500; кварцевый песок, соответствующий ГОСТ 8736—85, с удельной пло­щадью поверхности свыше 3000 см²/г; пластификатор—сульфитно- дрожжевая бражка СДБ (ОСТ 13-183-83); ускоритель твердения — хлористый кальций (ГОСТ 450-77); вода (ГОСТ 23732-79). Соот­ношение цемента и песка по массе в сухой смеси КЦК должно находить­ся в пределах 70:30 или 60:40, водоцементное отношение - 0,30-0,45. Количество пластификатора в смеси 0,1—1 %, ускорителя твердения 2 % от массы цемента.

Клей приготавливают непосредственно перед нанесением на поверх­ность бетона (через 3—4 ч приготовленный клей снижает свои свойства). Приготовление клея начинается с обработки в вибромельнице цементо- песчаной смеси. После тонкого измельчения ее загружают в вибросме­ситель, затворяют водой и подвергают виброактивизации в течение 5—7 мин.

Срок хранения сухой тонкоизмельченной цементопесчаной смеси в зависимости от герметичности тары колеблется в пределах от 5 сут до 1 мес. При открытом хранении сухой смеси и влажности воздуха до 60 % срок хранения 3 сут, а при влажности воздуха свыше 60 % — 1 сут.

Аэрированный цементопесчаный раствор пред­ставляет собой смесь быстротвердеющего портландцемента марок 500, 600, кварцевого или полевошпатного песка с крупностью зерен не более 2,5 мм, воды и органического поверхностно-активного вспенивающего вещества ОП-7. Соотношение цемента и песка в смеси принимается 1:1, водоцементное отношение - 0,37-0,40, количество ПАВ — 10-15 % от массы цемента.

Приготовление аэрированного раствора требует специальной техно­логии. В смесительный барабан вводятся вода и ПАВ и перемешивают­ся до полного заполнения объема барабана пеной, после этого загружает­ся цемент и затем — песок. Перемешивание всех составляющих смеси продолжается 3-5 мин при частоте вращения смесителя 19,2-20,0 с—¹. В результате такой обработки измельчаются зерна цемента и обдирается верхний слой зерен песка, что активизирует песок. Прочность такого раствора достигает 32 МПа, морозостойкость должна соответствовать марке Р300.

Аэрированный цементно - песчаный раствор рекомендуется применять при ремонте разрушенной поверхности цементобетонных покрытий, заделке отдельных глубоких, но небольших выбоин и раковин, трещин в бетоне, замоноличивании стыков сборных элементов дренажно-водосточной сети и т. п.

Высокопрочный песчаный цементобетон в каче­стве минеральных вяжущих имеет те же материалы, что и КЦК: тонко­молотый портландцемент (удельная площадь поверхности 5000 см²/г и выше) и тонкомолотый кварцевый песок (удельная площадь поверхно­сти 3000 см²/г и выше). Портландцемент должен иметь марку не ниже 500.

В качестве добавки для улучшения удобоукладываемости песча­ной цементобетонной смеси применяют сульфитно-дрожжевую бражку в количестве 0,1 — 1 % от массы цемента. Заполнителем в песчаном це­ментобетоне является кварцевый песок с модулем крупности больше 2. Песчаную цементобетонную смесь готовят в вибросмесителях типа ВЛС-1 периодического действия. Продолжительность виброактивизации и перемешивания смеси составляет 5—7 мин. Допустимая длительность транспортирования смеси зависит от температуры окружающего воздуха и не должна превышать 60 мин при температуре воздуха до 15 ° С, 45 мин при 15— 20 °С и 30 мин при температуре свыше 20 °С. Высокопрочный песчаный цементобетон по сравнению с обычным цементобетоном обладает повышенной прочностью, трещиностойкостью и морозостойкостью, более высоким сопротивлением истиранию. Песчаную цементобетонную смесь удобно использовать для ремон­та бетонных покрытий, требующих устройства тонкого выравнивающе­го слоя, для восстановления сколов кромок и углов плит и выбоин.

Высокопрочный цементобетон (щебеночный) полу­чают путем перемешивания смеси, состоящей из высокоактивного портландцемента (марок 500 и выше) , высокопрочного щебня, фракци­онированного кварцевого, полевошпатного или дробленого из твердых горных пород песка с модулем крупности не менее 2 и воды. Соот­ношение цемента и песка в смеси допускается в пределах 1:0,8 —1:1. Щебень должен быть фракций 10, 20 и 40 мм в соответствии с ГОСТ 10268—80. Водоцементное отношение в смеси следует принимать в пределах 0,35— 0,40. Высокопрочный цементобетон используется для ремонта тех частей конструкций, где в результате действия внешней нагрузки возникают значительные сжимающие и касательные напряжения, в местах концент­рации напряжений.

Тяжелый бетон — бетон плотной структуры на цементном вяжущем и плотных заполнителях, тяжелый по объемной массе (1800— 2500 кг/м³) при любых условиях твердения. Он должен отвечать требо­ваниям ГОСТ 26633—85. Для ремонтных целей чаще всего используются тяжелые бетоны марок 400-600 (классов В30-В45) . При приготовлении бетона следует применять щебень, гравий и щебень из гравия в виде раздельно дозируемых фрак­ций 5-10, 10-20, 20-40, 40-70 мм. Крупный заполнитель не должен содержать зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы более 35 % по массе. В качестве мелкого заполнителя применяют крупные, средние и мелкие пески природные, дробленые и дробленые из отсевов, а также пески обогащенные и фракционированные. Тяжелый бетон является универсальным, широко применяемым ремонтно-строительным материалом. Это обусловлено тем, что тех­нология приготовления бетонной смеси, изготовление и ремонт конст­рукций предельно просты, осуществляются как с помощью высокоме­ханизированного оборудования, так и простейшими способами. Задан­ные прочностные и деформативные характеристики, морозостойкость, водонепроницаемость, теплопроводность, плотность и другие свойства бетона достигаются за счет варьирования состава цемента, крупных и мелких заполнителей, водоцементного отношения, пластифицирующих и химических добавок.

Быстротвердеющий высокопрочный бетон полу­чают на основе быстротвердеющего цемента (БТЦ), расширяющегося портландцемента (РПЦ) или расширяющегося цемента (РЦ), высоко­прочного щебня, кварцевого песка, воды и хлористого кальция. Время, затрачиваемое на приготовление и укладку быстротвердеющей бетонной смеси, не должно превышать 1 — 1,5 ч. Предел проч­ности бетона указанного состава при сжатии в суточном возрасте дол­жен быть не менее 20 МПа. Быстротвердеющий бетон на глиноземистом цементе для ремонт­ных работ применяют двух видов: мелкозернистый и песчаный. Приме­няется цемент марки 400 или 500. Время, затрачиваемое на приготовление и укладку бетонной смеси, не должно превышать 1 ч. В процессе твердения бетона требуется ин­тенсивная влажностная обработка. Быстротвердеющий песчаный бетон на промыш­ленном жидком стекле (различные его виды) получают с использованием следующих исходных материалов: жидкое стекло натриевое, нефелиновый шлак немолотый, гранулированный доменный шлак тонкомолотый, песок строительный, относительную влаж­ность не более 5 %. Смесь указанных материалов дает быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее, которое можно применять как в воздушносухих, так и во влажных условиях. Влажностный уход в начальный период твердения улучшает прочностные и деформативные свойства раствора. Смесь из шлака (или шлама) и песка приготавливают заранее, что исключает возможные ошибки по дозировке и сокращает время заня­тости покрытия при ремонте. Указанные материалы дозируют соответст­венно принятому составу (общей массой не более 50 кг), тщательно пе­ремешивают до получения однородной по цвету смеси и упаковывают в четырехсложные бумажные мешки для хранения. Мешки маркируют. Жидкое стекло также может быть подготовлено заранее. Для это­го оно разбавляется водой до плотности 1,38 г/см³ и хранится в метал­лических емкостях. Перед применением разбавленное стекло переме­шивают до однородной консистенции. По срокам хранения и темпера­туре в складских помещениях ограничений нет. Технология приготовления бетонной смеси следующая: в увлаж­ненную смесительную емкость засыпают приготовленную сухую смесь и перемешивают в течение 1—2 мин. Не прекращая перемешивания, в смесь постепенно вводят жидкое стекло, и перемешивание продол­жают еще 2—3 мин. При необходимости консистенция смеси корректирует­ся расходом жидкого стекла. Время от начала приготовления смеси до начала ее укладки не долж­но превышать следующих значений:

Температура воздуха, ° С 5 15 20

Продолжительность от момента приготовления смеси до начала укладки, мин 50 35 15

Быстротвердеющий песчаный бетон на жидком стекле применяется для ремонта разрушений в виде сколов кромок и углов плит, раковин и выбоин, выравнивания отдельных неровностей при неравномерных осадках основания под плитами и др.

Материалы на основе органических вяжущих

К органическим вяжущим материалам, используемым при ремонте аэродромных покрытий, относятся: нефтяные дорожные биту­мы вязкие (ГОСТ 22245-76) и жидкие (ГОСТ 11955-82) , дегти камен­ноугольные дорожные (ГОСТ 4641—80), эмульсии дорожные битумные (ГОСТ 18659-81). Вязкие нефтяные дорожные битумы имеют марки БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/ 300, БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300. БНД расшифровывается как битум нефтяной дорожный; цифровые индексы 40/60, 60/90 и т. д. — показатели глубины проникания иглы в битум, характеризующие его вязкость. Вязкие битумы применяют для приготовления различных ' видов горячих и теплых асфальтобетонных смесей и герметизирующих материалов, устройства защитно-выравнивающих ковриков по типу поверхностной обработки, а также для разжижения с целью получения грунтовочного материала.

Жидкие нефтяные дорожные битумы делятся на два класса: СГ — густеющие со средней скоростью; МГ — медленно густеющие. В зависимости от вязкости они имеют марки СГ 40/70, СГ 70/130, СГ 130/200, МГ 40/70, МГ 70/130, МГ 130/200, МГО 40/70, МГО 70/130, МГО 130/200 (МГО - битумы, получаемые из остаточных или частично окисленных нефтепродуктов и их смесей). Цифровые индексы марок битумов означают пределы условной вязкости в се­кундах. Жидкие битумы используют главным образом для получения холодных асфальтобетонных смесей и в качестве грунтовочного ма­териала.

Дегти каменноугольные для дорожного строительства в зависимости от вязкости делятся на марки Д-1, Д-2, Д-3, Д-4, Д-5, Д-6. Дегти применяют в качестве самостоятельных вяжущих материалов или как добавки к нефтяным битумам.

Эмульсии битумные дорожные в зависимости от используемого в них эмульгатора (поверхностно-активного вещества — ПАВ) делятся на два вида: анионные (ЭБА) и катионные (ЭБК). По смешиваемости с минеральными материалами каждый вид эмульсии подразделяют на три класса: ЭБА-1, ЭБА-2, ЭБА-3; ЭБК-1, ЭБК-2, ЭБК-3. Эмульсии применяют в качестве вяжущего для приготовления черного щебня, устройства поверхностной обработки, нанесения грун­товочных слоев и др. Для приготовления ремонтных материалов могут находить также применение сланцевые и строительные нефтяные битумы, дегтевые до­рожные эмульсии, природные битумы и тяжелые нефти. Однако наибо­льшее применение для ремонта аэродромных покрытий находят рас­смотренные выше нефтяные дорожные битумы. На их основе получают следующие ремонтные материалы. Асфальтобетонная смесь (обычная) — материал, полу­чаемый смешением в смесительных установках в нагретом состоянии щебня (гравия), песка, минерального порошка и битума, взятых в соот­ношениях по ГОСТ 9128—84 (Смеси асфальтобетонные дорожные, аэ­родромные и асфальтобетон). Применительно к целям ремонта аэрод­ромных покрытий (для заделки выбоин, раковин, отколов краев и углов плит, а также для устройства защитно-выравнивающих ков­риков) из числа разновидностей асфальтобетонных смесей, предус­мотренных ГОСТ 9128-84, целесообразно применять: горячие и теп­лые смеси песчаные (с зернами размером до 5 мм) и мелкозернистые (до 20 мм). Состав смесей подбирается для получения плотного асфальтобетона (с остаточной пористостью от 2 до 7 % включительно). Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют преи­мущественно щебень дробленых горных пород (ГОСТ 8267-82), а также щебень из гравия (ГОСТ 10260-82) и гравий (ГОСТ 8268-82). Песок следует применять природный или дробленый, отвечающий требованиям ГОСТ 8736—85. Могут также использоваться песчано- гравийные смеси (ГОСТ 23735—79). Для приготовления смесей следует применять активированные и неактивированные минеральные порош­ки по ГОСТ 16557—78. Допускается использование в качестве минераль­ного порошка измельченных основных металлургических шлаков и порошковых отходов промышленности Асфальтобетонная смесь резинированная пред­ставляет собой песчаную асфальтобетонную смесь, отвечающую требо­ваниям ГОСТ 9128-84, в которую добавляется резиновая крошка (ТУ38-10436-82) в количестве 1,5-3 % от массы смеси. При этом коли­чество минерального порошка в смеси уменьшается на массу вводи­мой резиновой крошки. Приготавливая смесь, резиновую крошку вво­дят в нее одновременно с нагретыми минеральными материалами. Смесь готовят в смесителях с принудительным перемешиванием. Оптималь­ное время перемешивания смеси 120 с. Введение резиновой крошки в состав песчаного асфальтобетона повышает его тепло- и морозостойкость, снижает хрупкость и водоне­проницаемость, улучшает сцепные свойства поверхности асфальто­бетона. Асфальтобетонная смесь на резинобитумном вяжущем отличается от обычной асфальтобетонной смеси тем, что в ней вместо битума используется резинобитумное вяжущее (РБВ). Рас­ход РБВ по сравнению с расходом битума в асфальтобетонной смеси увеличивается на 1-3 %. Для ремонта покрытий (устройство защитно- выравнивающих ковриков, заделка сколов плит, выбоин и раковин) используют, как правило, песчаную или мелкозернистую асфальтобе­тонную смесь на РБВ. Приготавливают смеси в смесителях с мешалками принудительного действия. Перед смешиванием, которое длится 3— 5 мин, минеральные материалы и РБВ разогревают до 180 - 200 °С. При небольшом объеме ремонтных работ смесь на РБВ допускается приготовлять вручную в битумных котлах. В этом случае перемешивание смеси должно продолжаться до получения однородной подвижной массы. Асфальтобетон на РБВ по сравнению с обычным асфальтобетоном обладает более высокой прочностью на сжатие при высоких положи­тельных температурах (при 20 °С на 30-40 %, а при 50 °С в 1,5-2 ра­за), лучше сопротивляется растяжению и сдвигу, а при отрицательных температурах более пластичен. Асфальтовая смесь имеет следующий состав (по массе) : асфальтобитумный сплав АБ-2 - 10 %; битум марки БНД 60/90 - 5 %; песок, просеянный через сито с отверстиями 2 мм, - 40 % и сито с отверстиями 10 мм - 45 %. Сплав АБ-2 получают из природного ас­фальтита путем разбавления полугудроном из сернистых и высокосерни­стых нефтей з соотношении 1:1. Сплав АБ-2 приготовляют в заводских условиях. Асфальтовая смесь используется для ремонта поверхностных разруше­ний жестких покрытий и заделки в них выбоин, раковин, отколов краев и углов плит. Асфальтовую смесь готовят на месте производства работ. Асфальтобетонная смесь литая — разновидность го­рячих асфальтобетонных смесей, но отличающаяся от них способностью уплотняться без механических воздействий (без укатки). Это качество литого асфальтобетона делает его удобным при ремонте небольших участков покрытий (сколы углов и краев бетонных плит, раковины, вы­боины и т. п.), где уплотнять ремонтный материал механизированным способом не представляется возможным. Литой асфальтобетон может быть песчаным (с максимальным размером зерен 5 мм) и щебенистым (15 мм). Для его приготовле­ния используют вязкие нефтяные дорожные битумы с добавками строи­тельных и природных нефтяных битумов. Битум для исходного вяжу­щего должен иметь глубину проникания иглы при 25 °С в пределах 20-50, а при 0 °С — не менее 10. Для повышения плотности и сдвигоустойчивости литого асфальтобетона в его составе предусматривают увеличенное по сравнению с обычными горячими асфальтобетонными смесями содержание минеральныого порошка (до 23 %). Литые асфальтобетонные смеси приготавливают только в смеситель­ных установках с мешалками принудительного действия при высокой точности дозирования минеральных компонентов смеси и битума.

Температура приготовленной к применению литой асфальтобетонной смеси зависит от вязкости исходного битума и колеблется от 170 до 210 °С. При использовании битума с температурой размягчения 55— 60 °С температура готовой смеси должна быть 170—190 °С, а при тем­пературе размягчения битума 60—65 °С —190—210 °С.

Битумные и резинобитумные мастики, предназ­наченные для заделки трещин в асфальтобетонных покрытиях, состоят из битума, минерального порошка, резиновой и асбестовой крошки . Резиновая крошка должна иметь крупность гранул не более 1 мм (ТУ 38-10436-82).

Мастики приготавливают в котлах с принудительным перемешива­нием. Сначала обезвоживают и нагревают до 155—165 °С битум, затем в него вводят предварительно подогретую до 80 ⁰С резиновую крошку и полученную смесь варят в течение 2,5—3 ч при постоянном перемешива­нии. В процессе варки происходит набухание и частичная девулканизация резины с растворением каучукового вещества. Затем в смесь пос­тепенно вводят предварительно нагретые до 140 ⁰ С наполнители — ас­бестовую крошку и минеральный порошок, и при температуре 150- 160 °С смесь окончательно перемешивают не менее 30 мин.