Минеральный порошок – это остаток, образующийся в процессе дробления известняковых горных пород, или отходы промпроизводства, которые затем подвергаются тонкому помолу. Наиболее распространены каменная и доломитовая мука. Добавление поверхностно-активных веществ или материалов, их содержащих, повышает эксплуатационные характеристики порошка. Основная сфера применения минпорошка – производство асфальтобетона. Он является заполнителем, который повышает вяжущую способность битума.
Технические характеристики минерального порошка
Производство продукции способом тонкого помола твердого сырья регламентируется ГОСТом Р 52129-2003. Согласно нормативу, минеральный порошок представляет собой сухое сыпучее вещество без примесей, не санкционированных ГОСТом. При соблюдении правил транспортировки и хранения срок годности материала практически неограничен. Активированный продукт более требователен к условиям перевозки и хранения.
В зависимости от того, из чего делают минеральный порошок, этот материал подразделяется на марки:
- МП-1 – может быть активированным и неактивированным. Изготавливается дроблением осадочных горных и битуминозных пород.
- МП-2. Производится помолом некарбонатных горных пород и отходов промпроизводства.
Материал МП-1 принято делить по сортам. Продукт первого сорта получают дроблением карбонатных пород с получением точной фракции 300 мкм. В материале второго сорта могут встречаться включения размером до 800 мкм. Первый сорт гораздо дороже, но по химическому составу порошок первого и второго сортов идентичны.
При проверке свойств минерального порошка лабораторным путем определяют истинную и среднюю плотность, пористость.
- Истинная плотность (ρ) характеризует плотность сыпучего вещества после уплотнения без учета имеющихся в нем пор.
- Средняя плотность (ρm) – характеристика, определяемая после уплотнения сыпучего вещества под нагрузкой 40 МПа.
- Пористость (Vпор) – величина, определяемая по формуле Vпор = (1 - ρm/ρ)*100.
Технология приготовления активированного минерального порошка
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) повышают гидрофобные характеристики минпорошка. Выбор подходящей ПАВ-добавки определяется требованиями, которые предъявляются к конечному продукту. Виды активаторов, которые могут входить в состав минеральных порошков:
- Анионные поверхностно-активные вещества – жировой гудрон, синтетические жирные кислоты, петролатум окисленный.
- Катионные ПАВ – диамины, амины, их производные.
В процессе активации между свежемолотым минеральным порошком и ПАВ образуются прочные связи. Одна из технологий добавления ПАВ – его впрыскивание в измельчительную камеру. При этом каждая микрочастица минпорошка покрывается микропленкой. В результате этого минпорошок, для которого характерно высокое водопоглощение, приобретает гидрофобные свойства, а его взаимодействие с битумом существенно улучшается. Преимущества активированного минпорошка:
- хорошее смачивание битумом;
- низкая водопроницаемость;
- пониженная пористость;
- отсутствие слеживаемости при перевозке и хранении.
Закрытая структура пор асфальтобетона с карбонатными минпорошками обеспечивает их низкое водопоглощение, а следовательно, высокую морозостойкость. Преимущества асфальтобетонных смесей с активированными минпорошками, по сравнению с асфальтобетоном с неактивированными сыпучими веществами:
- снижение расхода битума на 10%;
- уменьшение числа проходов асфальтных катков, необходимого для нужной степени уплотнения;
- более низкая температура, при которой может укладываться и уплотняться асфальтобетон.
Области применения минерального порошка
Дорожное строительство
Минпорошки, изготавливаемые из карбонатных пород, – основная часть асфальтобетона, которая обеспечивает конечному продукту прочность, устойчивость к трещинообразованию, сильному давлению, упругость, увеличенный рабочий период. Благодаря гидрофобности, вещество хорошо распределяется в битуме.
Покрытия с карбонатным минпорошком отличаются высокой устойчивостью к коррозии. Эту характеристику также можно повысить увеличением процентного содержания битума. Но такая мера повышает себестоимость асфальтобетона и ухудшает остальные свойства.
Минеральный материал МП-1 широко применяется при сооружении автодорог районного значения и автомобильных трасс на территории России и соседних государств.
Производство сухих строительных смесей
Карбонатные минпорошки могут использоваться в качестве наполнителей в сухих смесях, которые по технологии наносятся тонким слоем.
Производство бетонных смесей
Карбонатный минпорошок, добавляемый в бетон, положительно влияет на его свойства: увеличивает прочность затвердевшего продукта, деформационную стойкость, устойчивость к высоким температурам, снижает водопоглощение.