Лаборатория – старт! С чего начать формирование лаборатории?

Контроль качества дорожно-строительных материалов является неотъемлемой, и одной из самых важных частей процесса дорожного строительства. К счастью, на сегодняшний день это утверждение не подвергается сомнениям в профессиональной среде. Новые, повышенные требования к эксплуатационным характеристикам асфальтобетонов требуют новых методов контроля качества дорожно-строительных материалов. Мы с вами имеем честь наблюдать одни из самых масштабных изменений в методике подбора и испытания асфальтобетонов, когда-либо случавшихся в истории нашей страны.

С выходом в свет новых ГОСТ на компоненты асфальтобетона в 2014 году в свете введения в действия Технического Регламента Таможенного Союза 014/2011 «Безопасность автомобильных дорог» а также Предварительных национальных стандартов, предъявляющих новые технические требования к асфальтобетону и ЩМА в 2016 году (по состоянию на 2020 год переработаны в ГОСТ Р в связи с окончанием срока их действия) дорожно-строительные лаборатории получили широкий набор новых методов испытаний а также методик проектирования состава асфальтобетона и ЩМА. Несмотря на то, что государство предоставило строителям переходный период на освоение новых стандартов, многие оказались не совсем готовы к таким серьезным изменениям в уже привычных процессах испытаний и проектирования состава асфальтобетонов. С одной стороны, переоснащение лаборатории под новые стандарты требует достаточно серьезных финансовых затрат, с другой стороны на новом оборудовании еще нужно уметь работать, накопить опыт испытаний.

Тем не менее, государство дало всем понять, что новые стандарты – это всерьез и надолго, «отсидеться» ни у кого не получится, поэтому осваивать новые стандарты и проводить переоснащение лабораторий все равно рано или поздно придется. На сегодняшний день во многих регионах уже существуют центры, предлагающие комплексное обучение подбору состава и методикам испытаний. Попробуем разобраться, с чего же начать формирование лаборатории «с нуля»?

Прежде всего необходимо определится с областью аккредитации испытательной лаборатории, иными словами понять, какие конкретно задачи ставятся перед формируемой лабораторией. Лаборатория при АБЗ, предназначенная для контроля качества выпускаемой продукции будет заметно отличаться по наполнению от лаборатории заказчика строительства, лаборатория строительного контроля будет иметь заметные отличия от вышеупомянутых и т.д.

Помещение лаборатории

Помещение лаборатории по возможности должно находится на первом этаже здания (или представлять собой отдельное здание) и иметь широкие дверные проемы (для вноса и установки крупногабаритного оборудования). Определившись с необходимыми испытаниями, рассчитайте приблизительную площадь, требуемую под установку оборудования. Предусмотрите места для хранения образцов, разделите пространство по зонам (грязная зона пробоподготовки, чистая зона испытаний и т.д.) Рекомендуется также провести зонирование по материалам (вяжущие – минеральные заполнители – асфальтобетон и т.д.). Не забывайте о местах для отдыха и быта сотрудников лаборатории, их комфорт – залог качественной работы. Один из простых и надежных вариантов - обратиться к опытным поставщикам лабораторного оборудования, которые помогут продумать помещения лаборатории с нуля или спланировать существующее пространство.

Инженерные сети: практически все представленное на рынке лабораторное оборудование работает от сети переменного тока 220 или 380 В, предусмотрите соответствующие розетки и защитные автоматы. Заземление в лаборатории обязательно! Ряд приборов требует подключения проточной водопроводной воды и впоследствии ее слива в канализацию, обеспечьте наличие достаточного давления и расхода воды (в среднем не менее 5-6 Бар при расходе 4,5-5,0 л/мин) а также путей ее слива в канализацию.

Кондиционирование и вентиляция: испытания в лаборатории зачастую связаны с выделением продуктов горения, испарения различных веществ, образованию пыли, обеспечьте качественную вентиляцию в помещении. Во время проведения испытаний при низких температурах климатическое оборудование может подвергаться дополнительной нагрузке при повышенных температурах в помещениях в летний период, используйте кондиционеры.

Оборудование и стандарты

Сегодня мы имеем 2 основных направления в асфальтобетонах:

1. На смену ГОСТ 9128-2013 и ГОСТ 31015-2002 приходят переработанные из ПНСТ 183/184-2019 документы ГОСТ Р 58406.1-2020 и ГОСТ Р 58406.2-2020.
2. Взамен утративших силу в связи с истечением срока их действия ПНСТ 114/127-2016 были приняты ГОСТ Р 58401.1-2019 и ГОСТ Р 58401.2-2019.

Не углубляясь в различия методик подбора состава асфальтобетонной смеси в вышеуказанных стандартах, как не относящихся к основной теме данной статьи, постараемся разобрать, какое лабораторное оборудование необходимо иметь в лаборатории для обеспечения требуемых стандартами испытаний.

ИСПЫТАНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА И ЩМА, А ТАКЖЕ ИХ КОМПОНЕНТОВ СОГЛАСНО  ГОСТ Р 58406.1 ЩМА ТУ и ГОСТ Р 58406.2 АБ ТУ.

Требования к асфальтобетону/ЩМА и их компонентам обусловлены применением следующих стандартов:

Минеральный порошок: ГОСТ 32761-2014

Песок: ГОСТ 32730-2014 и ГОСТ 32824-2014 (только для АБ)

Щебень: ГОСТ 32703-2014 и ГОСТ 32826-2014 (только для АБ)

Вяжущее: ГОСТ 33133-2014 или ГОСТ Р 58400.1-2019/58400.2-2019

ЩМА/ЩМАС и асфальтобетон/асфальтобетонная смесь:

ГОСТ Р 58401.8-2019

ГОСТ Р 58401.9-2019

ГОСТ Р 58401.10-2019

ГОСТ Р 58401.15-2019 или ГОСТ Р 58401.19-2019

ГОСТ Р 58401.16-2019

ГОСТ Р 58401.18-2019

ГОСТ Р 58406.3-2020

ГОСТ Р 58406.5-2020

ГОСТ Р 58406.6-2020

ГОСТ Р 58406.7-2020

ГОСТ Р 58406.8-2020

ГОСТ Р 58406.9-2020

ГОСТ Р 58401.13-2019,

ГОСТ Р 58401.16-2019

Для того чтобы составить приблизительный перечень требуемого лабораторного оборудования по вышеуказанным стандартам уточним, что мы не будем включать в него общелабораторное оборудование и вспомогательный инструмент, как например: лабораторная посуда и стекло, сушильные шкафы, лопатки, совки, штыковки, средства индивидуальной защиты персонала, весы, сушильные шкафы, средства измерения и другое стандартное, хорошо знакомое любому, имеющему отношение к лабораторному контролю человеку оснащение, постаравшись сделать акцент на новом оборудовании, сравнительно недавно появившемся в отечественной практике испытаний.

Для проведения испытаний согласно всем вышеуказанным стандартам лаборатории потребуется:

Минеральный порошок: комплект сит с квадратной ячейкой, пресс до 100 кН, муфельная печь, прибор Вика.

Песок: комплект сит с квадратной ячейкой, пресс до 200 кН.

Щебень: комплект сит с квадратной ячейкой, реагенты для ускоренного метода определения морозостойкости, установка микро-Деваль, щелевидное сито, пресс до 200 кН, Лос-Анджелес тестер

Вяжущее:

Согласно ГОСТ 33133-2014 – печь старения битумов RTFOT, пенетрометр, прибор КиШ, Аппарат Фрааса, прибор вспышки в открытом тигле, ротационный вискозиметр, дуктилометр с измерением усилия растяжения.

Согласно ГОСТ Р 58400.1/ГОСТ Р 58400.2 - ротационный вискозиметр, печь старения битумов RTFOT, прибор вспышки в открытом тигле, печь длительного старения битумов PAV, реометр DSR, реометр BBR, прибор для определения температуры растрескивания битумов ABCD.

ЩМА/ЩМАС/асфальтобетон/асфальтобетонная смесь: стол для гидростатического взвешивания повышенной вместимости, квартователь смеси, асфальтоанализатор или муфельная печь, вакуумный пикнометр, уплотнитель Маршалла или гираторный уплотнитель, комплект оборудования для проведения испытаний на устойчивость к колееобразованию, Пралль тестер, электромеханический пресс 50 кН, разрывная машина 20 кН.

ИСПЫТАНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА И ЩМА, А ТАКЖЕ ИХ КОМПОНЕНТОВ СОГЛАСНО СИСТЕМЕ ОБЪЕМНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ  ГОСТ Р 58401.1-2019 АБ ТУ/ГОСТ Р 58401.2-2019 ЩМА ТУ

Испытания асфальтобетона/ЩМА и их компонентов производятся по следующим стандартам:

Минеральный порошок:  ГОСТ 32761-2014 + ГОСТ 58402.7-2019 (для ЩМА)

Песок: ГОСТ 32730-2014 и ГОСТ 32824-2014 (только для АБ) + ГОСТ 33052-2014, + ГОСТ Р 58402.4-2019, + ГОСТ Р 58402.2-2019 (для ЩМА)

Щебень: ГОСТ 32703-2014 и ГОСТ 32826-2014 + ГОСТ 33052-2014, + ГОСТ Р 58402.2-2019, + ГОСТ Р 58402.6-2019

Вяжущее: ГОСТ Р 58400.1-2019/58400.2-2019

ЩМА/ЩМАС и асфальтобетон/асфальтобетонная смесь:

ГОСТ Р 58401.7-2019

ГОСТ Р 58401.8-2019

ГОСТ Р 58401.11-2019

ГОСТ Р 58401.15-2019 или ГОСТ Р 58401.19-2019

ГОСТ Р 58401.18-2019

ГОСТ Р 58401.21-2019

ГОСТР Р 58406.3-2019

ГОСТ Р 58401.23-2019 (для ЩМА)

ГОСТ Р 58402.5-2019 (для ЩМА)

ГОСТ Р 58401.10-2019 (для ЩМА)

ГОСТ Р 58401.13-2019

ГОСТ Р 58401.16-2019

Минеральный порошок: комплект сит с квадратной ячейкой, пресс до 100 кН, муфельная печь, прибор Вика, аппарат Ригдена (для ЩМА)

Песок: комплект сит с квадратной ячейкой, набор для определения эквивалента песка, устройство для определения количества пустот, реагенты (для ЩМА)

Щебень: комплект сит с квадратной ячейкой, реагенты для ускоренного метода определения морозостойкости, установка микро-Деваль, щелевидное сито, пресс до 200 кН, Лос-Анджелес тестер, набор для определения эквивалента песка (для АБ), стол для гидростатического взвешивания с сетчатой корзиной (для ЩМА).

Вяжущее: ротационный вискозиметр, печь старения битумов RTFOT, прибор вспышки в открытом тигле, печь длительного старения битумов PAV, реометр DSR, реометр BBR, прибор для определения температуры растрескивания битумов ABCD.

ЩМА/ЩМАС/асфальтобетон/асфальтобетонная смесь: асфальтоанализатор или муфельная печь , пресс 100 кН с климатической камерой, динамическая испытательная установка с климатической камерой и соответствующим оснащением, комплект оборудования для проведения испытаний на устойчивость к колееобразованию, корзина для испытания на стекание вяжущего (для ЩМА), уплотнитель Маршалла или гираторный уплотнитель, вакуумный пикнометр.

Таким образом, изучив новые технические требования к АБ и ЩМА а также технические требования к этим материалам по методике объемно-функционального проектирования отметим, что ГОСТ Р 58406.1-2020 и ГОСТ Р 58406.2-2020 допускают применение как вяжущих по ГОСТ 33133-2014 так и вяжущих по системе PG (Performance Grade – градация вяжущих с учетом температурного диапазона и уровня эксплуатационных транспортных нагрузок) согласно ГОСТ Р 58400.1-2019/58400.2-2019, тогда как методика объемно-функционального проектирования допускает использование только вяжущих по системе PG, львиная доля которых относится к так или иначе модифицированным битумам. Будет ли на практике кто-либо применять более дорогое вяжущее по PG при проектировании по ГОСТ Р 58406.1-2020 и ГОСТ Р 58406.2-2020 покажет время. Серьезные споры в последние несколько лет велись вокруг необходимости продвинутых испытаний вяжущих (реометрия при положительных и отрицательных температурах на реометре DSR/BBR, определение температуры растрескивания по методу ABCD), безусловно, в первую очередь эти испытания должны выполнять производители вяжущих и битумные терминалы, а система контроля построена таким образом, чтобы исключить возможность несоответствия характеристик вяжущих заявленным паспортным данным. К слову, ведущие производители вяжущих в нашей стране были одними из первых, освоивших новое испытательное оборудование по PG а в России уже организовано несколько научно-исследовательских центров при производственных мощностях нефтяных компаний, а также активно оснащаются лаборатории производителей модифицированных вяжущих.

На сегодняшний день ряд показателей АБ, получаемых на дорогостоящем испытательном оборудовании являются дополнительными и служат для набора статистики, но не исключено, что в дальнейшем они также будут внедряться в обязательные показатели, например в Германии ряд испытаний на динамических испытательных установках уже несколько лет введен в обязательные показатели, в то же время заказчик строительства вправе предъявлять по своему усмотрению и дополнительные обоснованные требования к характеристикам асфальтобетонов.

В заключение хотелось бы сказать, что так или иначе настолько масштабные изменения в стандартах на дорожно-строительные материалы требуют определенного переходного периода, но, в конечном итоге, должны положительно сказаться на качестве применяемых дорожно-строительных материалов. Очевидно, что асфальтобетон развивается и вслед за ним должны развиваться и методы контроля его характеристик, показателей ГОСТ 9128-2013 и ГОСТ 31015-2002  было недостаточно для оценки всех характеристик асфальтобетонов и ЩМА и сейчас арсенал лабораторий пополнился новыми методами, позволяющими расширить критерии оценки и порой, взглянуть на применяемые материалы под новым углом.

Боев Артем

Генеральный директор

ООО «Инфратест»