Битумы состоят из смеси высокомолекулярных углеводородов, главным образом метанового (СnН2n+2) и нафтенового (СnН2n) рядов и их неметаллических производных (кислородных, сернистых и азотистых).
Элементарный состав битумов: 70-80% - углерод (С), 10-15% - водород (Н), 2-9% - сера (S), 1-5% - кислород (О), 0-2% -азот (N). Эти элементы находятся в битуме в виде углеводородов от С9Н20 до С30Н62.
Углеводороды битума образуют группы веществ с более или менее сходными свойствами:
консистенция | плотность | молекулярная масса | влияние на свойства битума | |
· масла | жидкая фракция | < 1 | 100-500 | придают подвиж-ность, текучесть, термопластичность |
· смолы | твердая или полутвердая | 1 | 500-1000 | придают вяжущие свойства, пластич-ность, адгезионные свойства |
· асфальтены | твердые | > 1 | 1000-5000 | придают твердость и тугоплавкость |
асфальтогеновые кислоты (до 3%) | твердые или высоковязкие | поверхностно-активная часть битума, способствует повышению прочности сцепления битума с другими материалами (повышают адгезионные свойства | ||
парафины (должно быть. 5%) | ухудшают свойства, повышают хрупкость при пониженных температурах |
Групповые углеводороды образуют сложную дисперсную коллоидную систему, состоящую из дисперсионной среды - раствора смол или их части в маслах и дисперсной фазы - асфальтенов с адсорбированной на них частью смол (комплексные частицы этой системы называются мицеллы).
|
|
Такой состав определяет практические способы перевода твердых битумов в рабочее состояние:
- нагревание до 140-1700С, размягчающее смолы и увеличивающее их растворимость в маслах;
- растворение битума в органическом растворителе (для придания рабочей консистенции без нагрева (холодные мастики и т.п.);
- эмульгирование и получение битумных эмульсий и паст.