2015-09-06
1042
Битумы ─ твёрдые или жидкие материалы, состоящие из углеводородов (С,Н) и их производных, содержащих O, S, N. Битумы относятся к гетерогенным дисперсным системам (табл. 3).
Таблица 3
Химический и фазовый состав битумов
| Фазовый состав | Химический состав | Функциональная роль в битумах | ||
| соединения | массовая доля, % | молекулярная масса, а.е.м. | ||
| Дисперсионная среда (раствор смол в маслах) | масла | 35-60 | 300-600 | придают подвижность и текучесть |
| смолы | 20-40 | 600-1000 | придают эластичность и водо- устойчивость | |
| Дисперсная фаза (углистые кристаллич. частицы) | асфальтены | 5-30 | 1000-5000 | повышают температуроустойчивость, вязкость и твёрдость |
| карбены, карбоиды | 1-3 | 1000-5000 | увеличивают вязкость и хрупкость | |
| ПАВ | полинафтеновые кислоты | ~1 | повышают адгезию битума к минеральным составляющим |
Битумы представляют собой сложную дисперсную систему. Её основу составляют частицы, по своему строению сходные с многокомпонентной мицеллой. Ядро частицы состоит из высокомолекулярных асфальтенов, карбенов и карбоидов и имеет кристаллическое строение. Вокруг ядра располагаются адсорбированные низкомолекулярные асфальтены, а вокруг последних ─ смолы. Дисперсионную среду образуют раствор смол в маслах (рис. 4).
|
|
|
Рис. 4 ─ Схема фазового состава битума
Для получения битума сырьё (мазут, гудрон, крекинг-остатки) окисляют кислородом воздуха продувкой при температурах 260-280 0С. В результате происходящих процессов окисления и конденсации часть углеводородов масел переходит в смолы, а последние превращаются в асфальтены.
Для использования битумов в технике большое значение имеют их реологические свойства: вязкость, эластичность, тиксотропия, которые определяются структурой битума и его химической природой. Реология устанавливает зависимость изменения формы под влиянием деформации. В технике битумы характеризуются температурой размягчения, пентерацией (глубиной проникновения иглы), дуктильностью (растяжимостью) ─ табл. 4.
Таблица 4
Технические свойства битумов
| Битумы | Температура размягчения, 0С | Пентерация (глубина проникновения иглы), мм | Дуктильность (растяжимость), мм | Температура вспышки, 0С |
| Жидкие | ─ | 10-30 | 65-120 | |
| Полутвёрдые | 25-50 | 4,1-20 | 40-60 | 180-200 |
| Твёрдые | 60-90 | 0,5-4,0 | 1-3 |
Основные свойства нефтяных битумов, определяющие пригодность к использованию: малое изменение пластичности с изменением температуры, высокая вязкость, цементирующая способность и эластичность, стабильность и долговечность.
|
|
|
Дёгти
Дёгти состоят преимущественно из ароматических углеводородов и их производных. В строительстве в основном применяется каменноугольный дёготь и используется чаще всего для пропитки. Смесь битума и дёгтя ─ битумно-дёгтевое вяжущее используется в дорожном строительстве (ремонт дорожного покрытия) и для пропитки рулонных материалов.
