Пути повышения качества дорожно-строительных материалов

Для оценки качества строительных материалов большое значение имеет знание их механических, физических, химических и технологических свойств. Сравнение (сопоставление) фактических значений этих свойств с требуемыми, которые указаны в государственных или отраслевых стандартах, объективно дает представление о качестве строительных материалов.

Стандарты на отдельные виды материалов и изделий периодически обновляются по мере развития соответствующих наук и технологий производства. Поэтому одной из приоритетных общих задач повышения качества материалов является применение новых прогрессивных стандартов. На втором месте стоит задача обеспечения получения структур материалов высокого качества.

Как известно, все строительные материалы характеризуются микро- и макроструктурой, которые в совокупности представляют единую монолитную структуру композиционного строительного материала. Как установлено, структура материала может быть оптимальной и неоптимальной (по И.А. Рыбьеву).

Структуру называют оптимальной, если:

• ? частицы в ней распределены по объему равномерно;
• ? отсутствуют (или имеются в незначительном количестве) дефекты структуры;
• ? все частицы покрыты непрерывной пленкой вяжущего необходимой толщины.

В случае, когда в материале нет вяжущей прослойки, условием оптимальности структуры является максимальная поверхность контактирования и взаимосвязи частиц твердой фазы.

Неоптимальными называют структуры, в которых отсутствует хотя бы одно из перечисленных обязательных условий.

Материалы с оптимальной структурой отличаются улучшенными показателями качества по сравнению с материалами с неоптимальной структурой.

И.А. Рыбьевым предложен универсальный метод проектирования оптимальных составов и структур искусственных строительных материалов. В основе этого метода лежат общие научные принципы создания оптимальных структур:

• ? достижение наиболее плотной упаковки полидисперс- ных частиц в объеме;
• ? обеспечение непрерывности вяжущего вещества на дисперсных твердых частицах или наиболее развитых поверхностей контакта между частицами твердой фазы;
• ? достижение минимального значения отношения массы жидкой среды к массе твердой фазы (обеспечение пленки вяжущего требуемой толщины);
• ? приближение проектного состава смеси к реальной технологии ее изготовления;
• ? придание смеси реологического состояния, соответствующего реальным технологическим параметрам и режимам;
• ? соблюдение стадийности проектирования состава смеси и возможность внесения оперативных поправок в производственных условиях.

Основными задачами в общей программе повышения качества дорожно-строительных материалов являются:

• 1. Разработка промышленных активационных методов и устройств для повышения качества песков, минеральных порошков, цементов, битумов, битумных эмульсий с использованием модифицированных материалов, позволяющих резко повысить сроки службы дорожных сооружений и снизить стоимость этих объектов (особенно при широком применении местного сырья и техногенных отходов производства).
• 2. Организация широкого производства щебня кубовидной формы узких фракций для устройства защитных слоев, тонкослойных асфальтобетонных и бетонных покрытий, бетонных конструкций мостовых сооружений.
• 3. Совершенствование работы производственных предприятий дорожной отрасли (АБЗ, ЦБЗ, полигоны, базы), основанное на полной автоматизации технологических процессов, позволяющей производить динамическое регулирование всех параметров и на этой основе оптимизировать производство выпускаемых смесей по любой целевой функции, например минимизации энергопотребления. Для выполнения такой работы должна быть разработана система энергетического аудита на указанных выше производственных предприятиях.
• 4. Разработка технологий получения и применения эффективных эмульсионных композиций для защиты от коррозии бетонных дорожных и мостовых конструкций.

Максимальная экономическая эффективность конгломератов оптимальной структуры устанавливается на основе расчетных данных, в частности путем сравнения приведенных затрат при оптимальной и неоптимальной структурах.

Экономическая эффективность конгломерата, изготовленного в заводских условиях, оценивается величиной приведенных затрат на единицу продукции, выраженной в рублях:

где П — приведенные затраты, руб.; С — себестоимость годовой продукции на заводе; Е — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (принимается равным не менее ставки рефинансирования Нацбанка); К — удельные капиталовложения в заводское производство конгломерата, равные сумме капиталовложений, отнесенной к объему выпускаемой продукции в год, руб.; Э — среднегодовые эксплуатационноремонтные расходы по поддержанию конгломератного материала и конструкции из него в нормальном состоянии, руб.

Понятно, что чем меньше приведенные затраты, тем выше экономическая эффективность производства конгломерата и конструкций из него.

Вопросы и задания для самопроверки

• 1. Дайте определение термина «структура объекта».
• 2. Что понимают под терминами «макроструктура», «микроструктура» и «ультрамикроструктура» материала?
• 3. Как прочность материалов зависит от неоднородности их структуры?
• 4. Дайте определение термина «свойство материала».
• 5. На какие группы подразделяются свойства материалов?
• 6. Дайте определение термина «оптимальная структура материала».
• 7. Чем объясняется большое различие между теоретической и реальной прочностью материалов?
• 8. Назовите основные механические свойства строительных материалов.
• 9. Перечислите основные физические свойства строительных материалов.
• 10. Назовите основные оценочные критерии свойств материалов, связанные с математической обработкой результатов испытаний.
• 11. Назовите основные задачи по повышению качества дорожностроительных материалов.