Свойства битумов

Физические свойства

- плотность от 0,8 до 1,3 г/см³;

- теплопроводность 0,5-0,6 Вт/(м час °С);

- теплоемкость 1,8-1,97 кДж/ (кг °С);

- коэффициент объемного

теплового расширения 5*10^-4 (жидкий) - 8*10^-4 °С^-1 (вязкий);

- устойчивость при нагревании

(Т = 160°С в течении 5 часов) < 1%;

- температура вспышки 230-240 °С;

Химические свойства

Битум химически стоек к действию агрессивных сред, вызывающих коррозию цементных бетонов, металлов и других строительных материалов. Битумы хорошо сопротивляются действию щелочей (концентрированных до 45 %), фосфорной кислоты (до 85 %), серной (до 50 %), а также соляной (до 25 %) и уксусной (до 10 %) кислот. Менее стойки битумы в атмосфере. Содержащей оксиды азота, а также при действии концентрированных растворов кислот.

Физико-химические свойства

Старение. Процесс старения органических вяжущих, прежде всего, обуславливается испарением масел, которое зависит от температуры их кипения, величины поверхности испарения и упругости паров, насыщающих пространство. Вторым важным фактором старения органических вяжущих является химическое изменение их компонентов и образование новых веществ. Эти изменения в основном связаны с процессами окисления. Сам процесс окисления может усиливаться под действием многих факторов: теплового, солнечного света, механических воздействий и солей металлов переменной валентности.

Реологические (наука о течении и деформации) свойства битумов зависят от его структурного состояния. Жидкие битумы (битумы золи) ведут себя как жидкости, течение которых подчиняется закону Ньютона:

Е _вязк = τ t / η,

где Е _вязк – деформация вязкого течения, τ – напряжение сдвига (Па), t – время (с), η – вязкость (Па с). Твердые битумы (битумы гели) ведут себя как вязко-упругие тела, так как при приложении к ним нагрузок воспринимают упругие и пластические деформации к ним применим закон Гука.

Физико-механические свойства

Твердость – находят по глубине проникания в битум иглы (в 0,1 мм) прибора пенетрометра.

Температура размягчения – определяется на приборе «КиШ», помещаемом в сосуд с водой. Она соответствует той температуре нагревания воды, при которой металлический шарик под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное испытуемым битумом.

Растяжимость- характеризуется абсолютным удлинением образца битума при температуре 25 °С. Определяется на приборе дуктилометре.

Вязкость – характеризуется временем истечения жидкого битума при температуре 60 °С через отверстие диаметром 5 мм. Определяется на стандартном дорожном вискозиметре.

Температура хрупкости – определяется на приборе Фрааса. За температуру хрупкости принимают минимальную температуру, при которой на битуме, нанесенном на металлическую пластинку, появляется трещина. Пластинка периодически деформируется с одновременным понижением температуры в испытательной камере.

Сцепление битума с мрамором определяется по количеству отделившегося битума при кипячении битумно-мраморной смеси в воде.

При объединении битума с каменным материалом важна не только полярность, но и явления, протекающие на поверхности каменного материала. К этим явлениям относится смачивание. При достаточном смачивании начинают процессы адсорбции. При этом на поверхности происходит ориентирование полярных групп битума.

I – ориентированный слой, II – условно-ориентированный, неориентированный. III Хорошее смачивание и сцепление обеспечивают материалы, имеющие высокий потенциал на поверхности, такие как карбонаты и известняки.

I

II

III

Среднее качество имеют полевые шпаты и габбро. Плохое смачивание и сцепление имеют кварц, вулканические туфы, гранит.

Марку битума определяют по физико-механическим свойствам и выбирают в зависимости от назначения. По назначению различают битумы строительные, кровельные, дорожные, изоляционные и специальные.

Органические вяжущие (продолжение)

1. Классификация битумов по назначению.

2. Битумные эмульсии

4. Добавки к битумам

5. Дегтевые вяжущие вещества