Виды и особенности битумов и дегтей

— сложные смеси углеводородов и их неметаллических производных (соединений углеводородов с серой, кислородом, азотом). В зависимости от исходного сырья разделяют на природные и искусственные нефтяные битумы.

Нефтяные битумы - продукт переработки нефти и ее смолистых остатков. От способа получения: остаточные, окисленные и крекинговые нефтяные. Нефтяные имеют черный или темно-бурый цвет. В зав-сти от вязкости: твердые, полутвердые, жидкие. Твердые и полутвердые нефт.б-мы: строительные, кровельные, дорожные.

Остаточные битумы (гудрон) образуются после отгонки от нефти бензина, керосина и части масел. При нормальной t они пред-ляют собой твердые в-ва. Окисленные битумы получают, продувая воздух через нефтяные остатки, которые при этом окисляются и уплотняются под действием кислорода.

Крекинговые-продукт разложения нефти и нефт.масел при высокой t°C (крекинге).

Твердые и полутвердые нефт.битумы применяют д/дорожных покрытий, изг-ия гидроизоляционных и кровельных рулонных матер. — битумных мастик, лаков и др., а жидкие — только д/устройства дорожных покрытий. При использовании нефтяных битумов в стр-тве необходимо выбирать марку битума или смеси двух битумов в зависимости от применения и климат. условий данной местности.

Нефтяные (искусственные) битумы, получаемые переработкой нефтяного сырья, в зависимости от технологии пр-ва могут быть: остаточные, получ-ые из гудрона путем глубокого отбора из него масел; окисленные, получаемые окислением гудрона в специальных аппаратах (продувка воздухом); крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти.

Гудрон — остаток после отгонки из мазута масляных фракций; является основным сырьем д/получения нефтяных битумов, используется в виде связующего в-ва дорожном строительстве. К дегтевым мат-м относят различные виды дегтя и пеки. Битумы имеют аморфное строение и в отличие от кристаллических тел не имеют определённой t плавления. Битумы стойки к водным растворам многих кислот, щелочей, солей, но совсем не стойки к орган. растворителям (этиловый спирт, бензин, ацетон, скипидар, бензол и др.). Битумы являются гидрофобным мат-ом, т.е. не смачиваются водой, имеют плотное строение, их пористость практически равна нулю, они водонепроницаемы и морозостойки. Эти свойства позволяют использовать битумы в стр-ве при устройстве кровель и гидроизоляции.

Технический битум по составу похож на естественный битум. Битум строительный БН 90/10 применяется в качестве гидроизоляции бетонных сооружений и фундаментов, как грунтовка основы под мягкую кровлю, при изготовлении битумных мастик и праймеров и изготовлении других строительных материалов. По назначению битумы разделяются на строительные, кровельные и дорожные. Групповой состав битума предопределяет его технические свойства, которые характеризуются условными показателями качества.

Среди этих показателей важнейшие: пенетрация (глубина проникания иглы в битум; t размягчения и хрупкости; дуктильность (растяжимость) - способность битума растягиваться в нить. Маркировка битума расшифровывается следующим образом: БНК (битум нефтяной кровельный), первая цифра – температура размягчения, вторая – пенетрация, т.е. глубина проникновения в битума специальной иглы при температуре 25 С и нагрузке 100гр.

Строительные битумы - горючие вещества с t вспышки битума 220-240С и с t самовоспламенения - 368С, получаемые окислением продуктов прямой перегонки нефти и их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства. Используются (БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10) д/производства строительных гидроизоляционных работ. Битум нефт.стр-ный БН 90/10 вырабатывается окислением продуктов прямой перегонки нефти и селективного разделения нефтепродуктов.

Кровельные битумы - это горючие вещества с t вспышки не менее 240 градусов С и с t самовоспламенения - 300 С, получаемые окислением продуктов прямой перегонки нефти и их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства. Применяются д/производства кровельных материалов

Дегтями называют продукт сухой (без доступа воздуха) перегонки твердых топлив - каменного угля, древесины, торфа, горючих сланцев и других органических веществ. В зависимости от исходного сырья может быть получен каменноугольный, древесный, торфяной или сланцевый деготь. Для строительных целей наибольшее применение получили каменноугольные дегти.

Сырой каменноугольный деготь, получаемый в процессе коксования и газификации угля, представляет собой вязкую жидкость черного цвета с характерным запахом фенола, крезола и нафталина.

Для строительных целей и в промышленности строительных материалов применяются дегти отогнанные, получающиеся после отбора из сырых дегтей летучих веществ, или составленные, изготовляемые смешением горячего пека с антраценовым маслом или другими жидкими дегтевыми материалами.

Составленные и отогнанные дегти характеризуются вязкостью (по стандартному вискозиметру) и фракционным составом. По сравнению с битумами дегти отличаются меньшей теплостойкостью и худшей погодоустойчивостью. Однако адгезия (прилипание) дегтей выше, чем у битумов, вследствие большего содержания полярных групп в молекулах масел дегтя.

Дорожные каменноугольные дегти и другие дегтевые материалы (пек, антраценовое масло) применяются для изготовления дегтебетонов, а также для производства дегтевых кровельных и гидроизоляционных материалов.

Сланцевые дегти получают при нагревании горючих сланцев без доступа воздуха. В настоящее время эти дегти в виде вязких и жидких. По химическому составу и свойствам сланцевые дегти приближаются к битумным материалам и поэтому им присвоен не совсем точный термин «сланцевые битумы». Сланцевые битумы в большей степени по сравнению с нефтяными изменяют свои свойства при нагревании. Погодоустойчнвость таких битумов также меньше, чем у нефтяных. Сланцевые битумы используются обычно при тех же видах работ, как и нефтяные битумы.

81 асфальтовые растворы и бетоны

АБ - искус.строит.м-ал, получ. в рез-те отвердевания уплотненной АБной массы, состоящей из щебня, песка, минер.порошка и битума. АБ б/крупного заполнителя (щебня) - песчаный асфальт или асфальтовый рас-р. Перед смешением составные части высушивают и нагревают до t 100-160°С. В зависимости от нагрузок и климат. условий к АБ предъявляют соответствующие требования по плотности, прочности, сдвигоустойчивости, водостойкости. Клас-ция АБны и рас-ры являются разновид-ностями искусст.строит.конгломератов и относят к группе безобжиговых мат-ов на основе органич.вяжущих в-тв. В стр-ве занимают одно из ведущих мест, т.к. явл-тся важнейшими мат-ми д/дорожных и аэродромных покрытий, плоских кровель, гидро-технич.сооружений, штучных изд-ий. Основные классификационные признаки АБ: разновидность крупного заполнителя, вязкость битумов, раз-ры зерен щебня или гравия, структурные параметры, производ-ное назначение. В завис. от вида крупн. заполнителя АБ: щебеночные (из щебня, песка, минерального порошка и битума); гравийные (гравий, песок или гравийно-песчаный материал, минеральный порошок и битум); песчаные — АБы, в которых отсутствует крупный заполнитель. АБ может быть крупно, средне, мелкозернистым и песчаным (крупность зёрен 40-25-15-5мм соотв-но). По вязкости битума и по t укладки АБной массы: горячие, укладываемые при t не ниже 120°С; теплые (на основе вязких, но более мягких битумов или жидких битумов, укладывают в дорожн.покрытия при t не ниже 70°С); холодные на жидких битумах или битумных эмульсиях и укладываемые при t окруж. воздуха, но не ниже 5°С. Холодные АБы только мелкозернистые или песчаные. Горячие и теплые АБны в зависимости от использования их в дорожн. конст-кции: плотные — д/верхних слоев дорог с остаточной пористостью от 2 до 7%; пористые — д/нижнего слоя и оснований дорог, с остаточной пористостью от 7 до 12% по массе, высокопористые — 12...18%. Плотные дорожные АБы {горячие и холодные) в завис-ти от содержа-ния крупного или мелкого заполнителя (пять типов): А, Б, В, Г, Д. Тип А содержит 50... 65% щебня или гравия; тип Б 35...50%; тип В 20...35%. Плотные горячие и теплые АБы (три марки): I, II, III в завис-ти от качествен. показателей. По производственному назначению АБ делят на: Дорожные — д/дорог, магистралей, проездов, тротуаров. Аэродромные — д/взлетно-посадочных полос и площадок аэродромов. Гидротехнические — д/гидротехнических сооружений. Промышленного назначения — д/полов и плоских кровель промзданий, гаражей. Декоративные— д/разделительных полос, переходов и декор.оформления городских площадей. По технологическим признакам АБной массы в процессе ее укладки и уплотнения: жесткие, пластичные и литые. Д/уплотнения жестких и пластичных масс применяют тяжелые и средние катки. Литую АБную массу уплотняют спец.валками, легким катком или не уплотняют.

Свойства асфальтобетона АБные покрытия обладают рядом положительных свойств: прочность, устойчивость к воздействию климат.факторов и воды, гигиеничность, т.к. они не пылят и легко очищаются от наносной пыли и грязи, имеют ровную поверхность, медленно изнашиваются. АБ поглощает звук от движущегося транспорта. Технология устройства АБных покрытий допускает механизированное стр-во. Недостатки: старение органич.вяжущих, изменение свойств от t (от пластического состояния до хрупкого), невысокую долговечность покрытия, зависимость выполнения работ от климатических условий. К основным свойствам АБ относят: предел прочности при сжатии и растяжении, водостойкости, хим.стойкость, удобообрабатываемость. Прочность при сжатии определяют на гидравлических прессах при t 50, 20 и 0°С. С повышением t прочность АБ понижается. С увеличение вязкости битума в пределах рекомендуемых марок дорожных битумов прочность АБ увеличивается. Кроме испытания на сжатие, цилиндрические образцы испытывают на сжатие по образующей – «бразильский метод», создавая давление на боковую поверхность образца - испытание отражает предельное сопротивление материала растягивающим напряжениям. Прочность АБ при растяжении в 6-8 раз меньше, чем при сжатии. Предел прочности АБ во многом зависит от сцепления и внутреннего трения минер.зерен между собой. Внутреннее трение зависит от величины поверхностного соприкосновения зерен в единице объема, а сцепление – от силы прилипания вяжущего к поверхности минер. частиц и толщины битумной пленки. Применение щебня, искусственного песка (вместо гравия и природного песка) повышает величину трения, а следовательно, и прочность АБ. На прочность АБ оказывает влияние степень уплотнения смеси непосредственно в покрытиях.

Водостойкость. При взаимодействие АБ с водой изменяются его структурно-механические свойства – прочность, пластичность и др. АБы, приготовленные с использованием основных горных пород и шлаков, имеют большую водоустойчивость, чем с использованием кислых пород. На качество АБ значительное влияние оказывает влажность свежеприготовленной смеси: чем она выше, тем качество хуже. Применение сухих и чистых мат-ов повышает водостойкость АБ. Минер.мат-лы, обработанные активатором (известь, поверхностно-активные добавки, малые дозы дегтя) также способствуют повышению водостойкости.

Химическая стойкость – способность сохранять постоянный групповой состав вяжущего материала. Хим.стойкость отражает способность АБ и его вяжущей части сопротивляться процессам старения. Процессы старения, изменение группового состава битума возникает под влиянием окисления, света, нагревания, испарения легких фракций и др. Старение вяжущего мат-ла снижает эксплуатационные качества АБного покрытия, делая его более хрупким и менее стойким к ударным нагрузкам и пониженным t. Старение АБ и его вяжущего компонента проверяется методами тепловой обработки или длительного прогрева, испытанием образцов на погодоустойчивость в натурных и искусственных условиях. Присутствие минер.солей в воде (сульфат магния, натрия) даже в малых кол-вах, например до 1%, может сравнительно быстро разрушить структуру АБ.

Удобоукладываемость - во многом зависят от качества приготовленной и уплотненной смеси. Смесь, предназначенная к укладке в горячем состоянии, должна иметь хорошую удобоукладываемость. Существенное влияние на подвижность смеси оказывает вязкость битума. Чем больше вязкость битума, тем менее подвижна будет смесь и тем больше потребуется механ.усилий д/ее оптимального уплотнения. Подвижность и рыхлость АБной смеси зависят от ее структуры, кол-ва битума и качества минер.порошка.

Поиск по сайту: