Строительство

Строительство. Ремонт. Стройматериалы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Нефтяные битумы представляют собой довольно твердые,  вязкопластичные или жидкие продукты переработки нефти. По химическому составу битумы — это сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных азота, кислорода и серы, полностью растворимые в сероуглероде. Битумы подразделяют на основные группы углеводородов (близкие по свойствам) — масла, асфальтены, смолы, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды.

Масла — это смесь углеводородов (в основном нафтенового ряда) светло-желтой окраски с плотностью менее 1 и молекулярной массой 300 - 500; повышенное содержание масел в битумах придает им подвижность, текучесть. Количество масел в битумах колеблется в пределах 45 - 60%.

Асфальтены и их модификации (карбены и карбоиды) – это твердые, неплавкие вещества с плотностью несколько больше 1 и молекулярной массой 1000 - 5000 и более. Данная группа углеводородов является составной частью битумов. Карбены и карбоиды встречаются в битумах сравнительно редко в малом количестве (1 - 2%) и способствуют повышению хрупкости битума.

Смолы — это вязкопластичные вещества темно-коричневого цвета с плотностью около 1 и молекулярной массой до 1000. Смолы имеют более сложный состав углеводородов, чем масла. Они состоят из кислородных гетероциклических соединений нейтрального характера и придают битумам большую тягучесть и эластичность.

Асфальтовые кислоты и их ангидриды — вещества коричневого цвета смолистой консистенции с плотностью более 1. Они относятся к группе полинафтеновых кислот и могут быть не только вязкими, но и твердыми.

Асфальтогеновые кислоты являются поверхностно-активной частью битума и способствуют повышению сцепления его с поверхностью минеральных заполнителей. Содержание их в нефтяных битумах составляет около 1 %.

Важнейшими свойствами битумов являются вязкость, пластичность, температуры размягчения и хрупкости; кроме того, следует отметить высокую адгезию, обусловливающую способность битумов сцеплять в монолит минеральные зерна заполнителей; они способны также придавать гидрофобные свойства материалам, обработанным битумом.

Основной характеристикой структурно-механических свойств битумов является вязкость, зависящая главным образом от температуры и группового состава. Вязкость — это сопротивление внутренних слоев битума перемещению относительно друг друга. Вязкость непостоянна для многих битумов и уменьшается с увеличением напряжения сдвига или градиента скорости деформации. При повышении температуры вязкость снижается, при ее понижении вязкость быстро возрастает, а при отрицательных температурах битум становится хрупким.

Пластичность также является важным свойством битумов. Она повышается с увеличением содержания масел, длительности действия нагрузки и повышения температуры.

Для характеристики тепловых свойств битумов кроме температуры размягчения определяют температуру хрупкости. Температуру хрупкости битума определяют на специальном приборе Фрааса. Для данной цели испытуемый битум наносят тонким слоем па латунную пластинку, которая вместе с битумом может охлаждаться и изгибаться с помощью приспособления, имеющегося на приборе. За температуру хрупкости принимают ту температуру, при которой на топком изгибаемом слое битума образуется первая трещина.

Существенной особенностью битумов является их высокая адгезия — так называемое прилипание к поверхности различных минеральных и органическиx материалов. Для определения адгезии существует много методов и приборов. Одним из них является визуальный метод, по которому степень прилипания битумов к поверхности минеральных материалов оценивают по пятибалльной шкале. Сильное прилипание битума 5 баллов в том случае, когда пленка битума на поверхности гравия или щебня полностью сохранилась после кипячения в дистиллированной воде. Очень плохое прилипание, оцениваемое в один балл, когда пленка битума после кипячения полностью смещается с минеральных зерен и всплывает на поверхность воды.