Камени агрегат за производњу асфалтних мешавина KОЛОВОЗНЕ КОНСТРУКЦИЈЕ III предавање Камени агрегат за израду асфалтних слојева коловозне конструкције Агрегат -Минерални материјал (камено брашно, песак, шљунак, дробљена камена ситнеж) који се заједно са везивом (битумен) користи за израду асфалтних мешавина Камено брашно Дефиниције: Камено брашно -минерални материјал врло велике финоће млива, крупноће зрна < 710 μm Пунило -део каменог брашна крупноће зрна < 90 μm Функција Испуњење шупљина у минералној мешавини Побољшање реолошких карактеристика битумена и асфалтних мешавина (заједно са битуменом представља везно средство између зрна агрегата) Начин добијања Млевењем карбонатних стена (кречњак и доломит) У уређајима за отпрашивање сепарација и асфалтних постројења На индустријски начин: летећи пепео цемент креч према SRPS Технички услови: SRPS B.B3.045/1982. Гранулометријски састав Индекс пластичности Индекс отврдњавања битумена Шупљине по Ригдену Густина Садржај влаге Спољашњи изглед зрна Стандардна испитивања Гранулометријски састав, SRPS U.M8.102 Отвор сита (µm) 90 250 710 Гранулометријски састав у подручју испод µm одређује се аерометрисањем Гранулометријски састав једнозрнаст или вишезрнаст Квалитет I Пролаз кроз сито, у % масе Квалитет II најмање највише најмање највише 60 80 95 85 95-50 65 95 85 95-1
Чистоћа пунила Индекс пластичности (ИП), SRPS U.B1.020 Разлика између влажности на граници течења и влажности на граници пластичности Већи индекс пластичности веће упијање воде што проузрокује бубрење асфалтних слојева Услов квалитета ИП <4 % Запреминска маса -густина, SRPS B.B8.101 Кречњак ρ = 2660-2720 kg/m 3 Доломит ρ = 2800-2900 kg/m 3 Одређује се помоћу пикнометра Користи се за прорачун шупљина у асфалтној мешавини Шупљине у сувосабијеном стању по Ригдену (својство паковања), SRPS B.B8.102 Садржај шупљина према Ригдену ваздушни простор између честица пунила сабијених на одређени начин Указују на степен физичко-хемијске интеракције између битумена и пунила Шупљине у сувосабијеном стању по Ригдену (својство паковања), SRPS B.B8.102 M SR = 1 V P ρ P М маса пунила после сабијања, kg V висина сабијеног слоја пунила, m P површина дна шупљег ваљка, m 2 ρ P запреминска маса пунила без шупљина, kg/m 3 Шупљине у сувосабијеном стању по Ригдену (својство паковања), SRPS B.B8.102 Пунила са већим садржајем шупљина Већи индекс отврдњавања Упијају лаке фракције битумена Потребна је већа количина битумена за постизање одређених реолошких својстава и стабилизацију битуменског мастикса. 30 40 % (v/v) Индекс отврдњавања битумена, SRPS B.B8.104 Однос масе битумена (БИТ 200) и пунила у мешавини којом се подиже тачка размекшавања битумена по ПК за 20 о C Оцена степена интеракције између пунила и битумена Распон: 1.80 2.40 за карбонатна камена брашна(базирано на некоректној формули за регресиону анализу у стандарду) Већи индекс отврдњавања за пораст Т PK за 20 о Cпотребна мања количина пунила 2
P = Индекс отврдњавања битумена, SRPS B.B8.104 три мешавине пунила и битумена: ρ B ρ PC B = P ρ Vef B = dbit(25/ 25) ρv (%) ( m / m) 1 1 1 где је: + S R ρb ρp 1 P,B масено учешће пунила/битумена, %m/m ρ P, ρ B, ρ V запреминска маса пунила без шупљина/битумена/воде на 25 o C, kg/m 3 S R шупљине према Ригдену, % C Veff ефективна запреминска концентрација пунила (0.530, 0.642, 0.737) Индекс отврдњавања битумена, SRPS B.B8.104 log DPK 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 y = 0.372x + 0.4809 R 2 = 0.9967 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 P log PK = a + b B P/B P log 20 b = B a Садржај влаге, SRPS U.B1.012 <1% m/m Ако >1% m/m Лепљење честица и стварање грудви Загушење у систему за дозирање на асфалтној бази Лоша прионљивост са битуменом веће шупљине у асфалтној мешавини остала испитивања Спољашњи изглед, SRPS B.B8.103 Гранулометријски састав Једнозрнаст Вишезрнаст Нечистоће Органске (дрво, угаљ) Неорганске (пирит) Површина зрна Глатка Храпава Порозна Избраздана Камено брашно Минерални састав и облик зрна -кључни утицај на реолошке карактеристике битумена и асфалтних мешавина Влакнаст облик зрна повољнији од кубичастог Камена брашна од: Талка, гранита, трахита, каолина, вулканских туфова -улога пунила битумен слабо везан Фелдспата, лискуна, азбеста, дијабаза, габра, кречњакаи др. чврсте везе са битуменом већа стабилност асфалтних мешавина, EN норме Агрегати за битуменске мешавине и површинску обраду коловоза, аеродрома и других саобраћајних површина 3
SRPS EN 13043/2007 - Геометријски захтеви Гранулометријски састав (SRPS EN 933-10, сита 0.250, 0.125, 0.0 mm) Отвор сита (µm) 125 250 Пролаз кроз сито, у % масе најмање 70 85 највише - Садржај ситних честица Methylene Blue Test (SRPS EN 933-9) MB F 10 - наставак Физички захтеви Садржај влаге max 1 % (SRPS EN 1097-5) Стварна запреминска маса(srps EN 1097-7) Својства очвршћавања Садржај шупљина по Ригдену(SRPS EN 1097-4) две категорије: V 28/38, V 38/45 Промена тачке размекшавањаδт PK (SRPS EN 13179-1) Једна смеса са БИТ 70/ Три категорије: R&B 8/16, R&B 17/25, R&B 25, R&B 8/25 Напомена: Болдоване вредности су критеријуми према новим Техничким условима за грађење путева у Републици Србији из 2012. године - наставак Хемијски захтеви Растворљивост у води (SRPS EN 1744-1) WS 10 Осетљивост на воду (SRPS EN 1744-4) Садржај калцијум-карбоната у кречњачком каменом брашну (SRPS EN 196-21) CC 90 Садржај калцијум-хидроксида у каменом брашну мешовитог састава (SRPS EN 459-2) - наставак Захтеви одржавања конзистентности при производњи каменог брашна (на основу једног од следећих испитивања): Битуменски број (SRPS EN 1097-4) Губитак услед жарења летећег пепела (SRPS EN 1744-1) Декларисани распон не сме бити већи од 6% масе Стварна запреминска маса каменог брашна као додатка (SRPS EN 1097-7) Одступање не сме бити веће од 0.2 Mg/m 3 од декларисане вредности произвођача Насута запреминска маса у керозину (SRPS EN 1097-3) Декларисани распон мора бити између 0.5 Mg/m 3 и 0.9 Mg/m 3 Специфична површина по Блејну (SRPS EN 196-6) Декларисана вредност не сме бити већа од 140 m 2 /kg Ka NR, Ka Dekl, Ka 10, Ka 20, Ka 25 Камени агрегат Песак Природни или дробљени, 0.09(0.0)- 2 mm Камена ситнеж Дробљени камени агрегат 2 mm Дробљењем стенске масе, дробине или шљунка Сепарисан на фракције Дробина Природно уситњена стенска маса са зрном угластог облика Шљунак Природни камени агрегат заобљеног облика, величине зрна 2 mm Камени агрегат Основне фракције каменог агрегата 0/4 mm 4/8 mm 8/16 mm 16/32 mm (16/31.5) 32/ mm (31.5/) /125 mm Међуфракције каменог агрегата 0/1 mm 0/2 mm 1/4 mm 2/4 mm 8/11 (8/11.2 mm) 11/16 (11.2/16 mm) 16/22 (16/22.4 mm) 22/32 (22.4/31.5 mm) 32/45 (31.5/45 mm) 45/ mm 4
Камени агрегат - Песак Песак 0.09(0.0) 2 mm Природни Речни Мајдански Дробљени Карбонатни Силикатни Фракције 0/1mm(ситан) 0/2mm(средњи) 0/4mm (крупан) Песак SRPE U.Е4.014/1990 асфалт-бетон SRPS U.Е9.021/1986 носећи слојеви Гранулометријског састава Садржаја честица мањих од 0.09 mm Модула зрнавости Еквивалента песка Садржаја грудви глине Садржаја органских материја Запреминске масе и упијања воде Песак Гранулометријски састав, SRPS B.B8.036 Садржај честица мањих од 0.09 mm Ове честице могу бити глиновитог порекла и утицати на бубрење асфалтне мешавине Одређује се мокрим просејавањем Највише 5% (m/m)у природном и дробљеном силикатном песку Највише 10% ако је ES>70%за природни песак и ES>60% за дробљени силикатни песак За дробљени карбонатни песак нема ограничења уз услов ES>60% Песак Модул зрнавости n X i i= 1 M Z = X i укупни остатак фракције песка на поједином ситу (% m/m) i-број сита на којима има остатак фракције песка (1,2,...n) Користе се остаци на ситима 0.09, 0.25, 0.71, 2, 4 и 8 mm Крупнији песак већи М z Песак Модул зрнавости Испитује се за песак за асфалт бетон (SRPS U.E4.014/1990) М z = 1.45 1.95 -ситнозрни песак 0/1mm М z = 1.70 2.55 -средњезрни песак 0/2 mm М z = 1.95 3.00 -крупнозрни песак 0/4 mm Песак Еквивалент песка Однос запремине песковитих фракција према укупној маси узорка, који је прошао кроз сито 4.75 или 5 mm h ES = 1 h Раствор h h 1 Сталожене фине фракције Сталожене крупне фракције 5
Мерна скала Песак Еквивалент песка - Класификација тла ES = 0 % -чиста глина или колоидне фракције ES = % -чист песак, не садржи глине ES > 30 % -непластично тло ES < 20 % -пластично тло Сталожене фине фракције Сталожене крупне фракције стандардна испитивања Гранулометријски састав Запреминска маса зрна агрегата Запреминска маса у збијеном и растреситом стању Облик зрна Удео грудви глине Хабање по методи Los Angeles Садржај трошних зрна Прионљивост за битумен Постојаност према мразу Постојаност на топлоти Полирност Гранулометријски састав Садржај ситних честица (<0.09 mm), SRPS B.B8.036 Методом мокрог сејања Плетене мреже (μm), 90, 125, 250, 500, 710, 0, 2000 Бушене плоче квадратних отвора (mm) 4, 8, 11.2, 16, 22.4, 31.5, 45,, 125 Одређивање запреминске масе и упијања воде крупне фракције (> 4 mm), SRPS B.B8.031 Запреминска маса агрегата маса зрна агрегата са отвореним и затвореним порама у јединици запремине Упијање воде количина воде која продре у отворене поре агрегата при атмосферском притиску Критеријум: < 1.6 % (m/m) Одређивање запреминске масе у растреситом и збијеном стању, SRPS B.B8.030 Запреминска маса у растреситом и збијеном стању маса јединице запремине агрегата са шупљинама између зрна Увек мања од запреминске масе зрна агрегата 6
Удео грудви глине, SRPS B.B8.038 Макс. 0.5 % за фракције <4mm Макс. 0.25 % за фракције >4mm Одређивање облика зрна методом кљунастог мерила, SRPS B.B8.048 Зрна неповољног облика однос највеће и најмање димензије већи од 3:1 Фракције изнад 4 mm < 20 % (m/m) Одређивање слабих зрна, SRPS B.B8.037 Слабо зрно свако зрно које се може преломити у комадиће прстима руке или се може парати шиљком од месинга Фракције изнад 4 mm Садржај слабих зрна, % (m/m)< 3 % Испитивање обавијености и скидања угљоводоничних везива са каменог агрегата, SRPS U.М8.096 Процена степена обавијености укупне површине зрна агрегата битуменом после деловања воде под стандардним условима Фракција агрегата 4/8 mm Два очитавања пре и после мешања > /90 (%/%) Отпорност на дробљење и хабање по методи Los Angeles Камени агрегат> 2 mm Меша се у бубњу машине са челичним куглама (6-12) стандардних карактеристика Након мешања утврђује се количина агрегата < 1.6 mm Отпорност на дробљење и хабање по методи Los Angeles Око 10-20% за тврде, еруптивне стене И до 60% за меке кречњаке и пешчаре 7
Испитивање постојаности према мразу помоћу Na 2 SO 4, SRPS B.B8.044 Губитак масе после 5 циклуса потапања у раствор Na 2 SO 4 На зрнима > 2 mm Услов квалитета: Силикатни агрегат < 3 %(m/m) Карбонатни агрегат < 5 % (m/m) Испитивање полирности дробљеног каменог агрегата (SRPS B.B8.120/1988) и постојаност према топлоти Камени агрегат, EN норме Агрегати за битуменске мешавине и површинску обраду коловоза, аеродрома и других сааобраћајних површина Основне гарнитуре сита Основни скуп (mm) 1 2 4 8 16 31.5 (32) Основни скуп и скуп 1 (mm) 1 2 4 5.6 (5) 8 11.2 (11) 16 22.4 (22) 31.5 (32) 45 Основни скуп и скуп 2 (mm) 1 2 4 6.3 (6) 8 10 12.5 (12) 14 16 20 31.5 (32) 40 Геометријски захтеви Називне величине агрегата d/d Гранулометријски састав (SRPS EN 933-1) Сито Пролаз (%) 2D 1.4 D 98- D 85 или 90 99 d 0 10,15,20,35 d/2 0 2 или 5 Геометријски захтеви наставак Садржај ситних честица (SRPS EN 933-1) Квалитет ситних честица метилен плаво (SRPS EN 933-9) Облик зрна (SRPS EN 933-3 и SRPS EN 933-4) Проценат дробљених површина зрна крупног агрегата (SRPS EN 933-5) Угластост ситног агрегата (SRPS EN 933-6) Физички захтеви Отпорност према дробљењу (SRPS EN 1097-2) Los Angeles Отпорност према удару Отпорност према полирању (SRPS EN 1097-8) PSV Polished Stone Value Отпорност према површинској абразији (SRPS EN 1097-8) Отпорност према хабању Micro DEVAL (SRPS EN 1097-9) Отпорност према абразији пнеуматицима (SRPS EN 1097-9) 8
Физички захтеви - наставак Стварна запреминска маса и упијање воде (SRPS EN 1097-6) Насута запреминска маса (SRPS EN 1097-3) Постојаност Упијање воде (SRPS EN 1097-6 и SRPS EN 1097-7) Отпорност према смрзавању и одмрзавању (SRPS EN 1367-1) Отпорност према топлотном шоку (SRPS EN 1367-5) Прионљивост за битумен (SRPS EN 12697-11) Sonenbrantпроцес код базалта (SRPS EN 1367-3 или SRPS EN 1097-2 ) Хемијски захтеви Нечистоће (SRPS EN 1744-1) Састојци који утичу на стабилност запремине шљаке из високе пећи и челичне шљаке Разградња дикалцијум-силиката у шљаци из високе пећи Разградња гвожђа у шљаци из високе пећи Стабилност запремине агрегата челичне шљаке Критеријуми квалитета према Техничким условима из 2012. године Особине каменог агрегата Геометријскасвојства Јединица мере SRPS EN Гранулометријскисастав % m/m 933-1 Гранулометријски састав за фракције мање од 8 mm Удео ситних честица ( 0.0 mm) Квалитетфиних честица (метилен плаво) (D 0.125mm) Обликкрупних зрна (d > 2 mm) Класакаменог агрегата и захтеване вредности Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Фракције 0/2, 0/4,2/4, 4/8, 8/11, 8/16, 11/16, 16/22, 16/32, 22/32 Дозвољене фракције и мешавине зрна % m/m 933-1 G TC20 G TCNR % m/m 933-1 Крупан 1 агрегат: f 1 2 Ситан или мешавина: f 10 3 g/kg 933-9 MB F10, највише 5 % m/m 933-3 933-4 FI 20илиSI 20 Крупан агрегат: f 2 Ситан или мешавина: f NR Удео дробљених зрна у % m/m 933-5 C мешавини крупних зрна /0 C 90/0 C 50/30 C NR Напомене: 1 агрегат: крупан: D>2mm, ситан: D 0.125mm, мешавина: D 45 mmи d=0mm 2 фракција 2/4 f 4, фракција4/8 f 2 Критеријуми квалитета према Техничким условима из 2012. године Особине каменог агрегата Физичкасвојства Отпорност крупних зрна на дробљење Отпорност крупних зрна при полирању Јединиц а мере - SRPS EN 1097-2 погл.5 Класакаменог агрегата и захтеване вредности Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 LA 20 LA 25 LA 30 LA 40-1097-8 PSV 50 PSV 50 1 PSV 30 PSV NR Отпорност на хабање - 1097-1 M DENR -навести вредност M DENR Упијање воде, крупна зрна Oтпорност крупних фракција на циклусе смрзавања/отапања Обавијеност крупних зрна битуменом Испитивање Sonenbrand базалта % m/m 1097-6 став 6 WA 24 1 % m/m 1367-2 MS 18;највише 5 MS NR навести вредност % m/m 12697-11, поступак А најмање 80 % m/m 1367-3 SB и SB LA навести вредност Напомене: 1 Важи за крупнозрне фракције. Песак 0/2 mm може бити произведен од камена који задовољаваpsv 30 3 в.проф.др за песак еруптивног Горан Младеновић порекла захтевана категорија је f 5 Камени агрегат Примена Силикатни агрегати(еруптивног порекла) Могу се применити за све асфалтне мешавине и све категорије путева Скупи примена у хабајућим слојевима Карбонатни агрегати За хабајуће слојеве средње, лако и врло лако саобраћајно оптерећење За носеће слојеве Шљунак За носеће слојеве средње (уз 30% камене ситнежи), лако и врло лако саобраћајно оптерећење 9