Состав и структура битума

Битумы являются органическими веществами и поэтому главные элементы, входящие в битум это углерод его содержится 70 ─ 80 %, водород ─ 10 ─ 15 %, кислород ─ 5 ─ 10 %, сера ─ 1 ─ 5 % и азот ≈1%.

По элементарному составу битумов нельзя судить об их свойствах, так как при одном и том же составе, но при различных технологиях и при различном сырье получаются битумы с очень различными свойствами и только по содержанию гетероатомов можно косвенно судить об адгезионной способности битума к поверхности минеральных и органических материалов (адгезия ─ прилипание).

Поэтому разработан групповой состав битумов, который основан на неодинаковой растворимости компонентов битума в различных растворителях.

Согласно групповому составу битумы включают в себя следующие группы:

1. Масла (40─60 %) ─ светло-желтые жидкие вещества, самые легкие из составляющих битума. Их удельный вес меньше единицы. Масла служат растворителями для твердых частей битумов, и от их содержания зависит вязкость битумов.

2. Смолы (15─40 %) представляют собой вязкопластические вещества, удельный вес близок к единице, температура плавления ниже 100 ºС, смолы снижают вязкость битума.

3. Асфальтены (10─30 %) ─ твердые и хрупкие кристаллические веществ. При нагревании они вспучиваются и разлагаются; удельный вес их больше единицы. Асфальтены повышают вязкость битума. Получать их можно из маслянистых и смолистых продуктов длительным нагреванием с продувкой воздухом. Под действием солнечного света в битумах образуется все больше хрупких веществ: материал «стареет».

4. Карбены и карбоиды (1 ─ 2%) твердые углеродистые вещества, образующиеся при высоких температурах, которые повышают адгезионную способность битумов.

Асфальтены, карбены и карбоиды содержатся в битумах
в тонкодисперсном состоянии; от их содержания зависит твердость битумов.

5. Асфальтогенные кислоты и их ангидриты (до 1 %) ─ жидкие вещества, повышающие адгезию битумов.

6. Парафины (0,6 ─ 8%) представляют собой твердые вещества, которые понижают качество нефтяного битума; материал становится хрупким. Если парафинов содержится до 4 %, то они не влияют на структуру битума, если более 4 %, то они переводят битум из коагуляционной структуры в кристаллизационную. В битумах для ответственных строительных работ содержание парафина ограничивается одним процентом.