Свойствата и характеристиките на битум
Битум, използван като строителен материал в древността. 3000 г. пр Вавилон и Асирия, разположена между реките Тигър и Ефрат, или битум е бил използван като циментов материал и вода изключване.
Органични свързващи вещества се разделят на две основни групи: битуминозни и бави.
Чрез битуминозни материали са както следва:
Физически битум - вискозната течност или tverdoobraznye вещество, състоящо се от смес от въглехидрати и техните неметални производни. Физически асфалти, получени в резултат на естествения процес на масло окислителна полимеризация. Природни битум, намиращи се в райони на нефтени находища, формиране на обектива, а понякога и асфалт езеро. Въпреки това, природни битуми в чист вид са редки, те са по-склонни да проникнат седиментни скали.
Асфалтени скали - порьозни скали (варовици, доломити, пясъчници, глини, пясъци), накиснати в битум. От тези видове възстановени битум или смлени и използвани под формата на асфалт прах.
Масло (изкуствени) битуми, получени чрез преработка на нефтени суровина, в зависимост от технологията на производство може да бъде: остатъчен получени от катран от допълнително дълбоко избор тях масла; окислена получен чрез окисление на катрана в специални апарати (въздух продухване); крекинг, в резултат на обработката на остатъци от крекинг на нефт.
Тар - остатъкът след дестилация на гориво от нефтени фракции;
това е основната суровина за производството на битум се използва като свързващо вещество в пътното строителство.
За да се бавят материали включват различни видове на катран и смола.
Най-широко използвани органични свързващи вещества, получени в хидравлични, път, промишленото и гражданското строителство под формата на покриви, хидроизолационни материали, асфалтобетон asfaltorastvora уплътнителни материали. Органични свързващи вещества са добре в съответствие с каучук и полимери, което може значително да подобри качеството на битуминозни материали в съответствие с изискванията на съвременното строителство.
Имаше ново производство промишленост хидроизолационни материали (изолация, Brizol и др.) Рециклирани гумени материали. Осъществяване покривни и хидроизолационни материали се извършва в напълно механизирани непрекъснати производствени линии.
Съставът и структурата на битум
Битум са сред най-често срещаните органичното свързващо вещество.
Елементарен диапазони битум състав: въглеродни 70-80% водород 10 - 15% сяра 2-9% кислород 15%, азот с 0 - 2%. Тези елементи са във формата на въглеводороди в битума и техните съединения, сяра, кислород и азот. Химичният състав на битум е много сложно. По този начин, те могат да бъдат наситени въглеводороди от S9N20 на S30N62. Всички различни съединения, които битум, могат да бъдат намалени в три групи: твърди части, смоли и масла.
Твърдата част на битум - високи въглеводороди молекулно тегло и техните производни, които имат молекулно тегло 1000-5000, плътност по-голяма от 1, обединените общо име асфалтените ". На асфалтените съдържащи карбени само разтворими в CCl4 и не karboidy разтворими в масла и летливи разтворители. Съставът на битума може да включва твърди въглеводороди - парафини.
Смолите са аморфно вещество на тъмно кафяв цвят, с молекулна маса от 500-1000, с плътност от около 1.
Битум нефтени фракции, състоящи се от различни въглеводороди с молекулно тегло 100-500, с плътност от по-малко от 1.
В структурата на битум е колоидна система, в която диспергирани асфалтените и дисперсионна среда са смолите и масла. Битум асфалтени диспергирани във формата на размер на 18-20 микрона частици, са ядра, като всеки от тях е заобиколена от обвивка на тяхната плътност - от тежки катранени масла до.
Свойства на битум като дисперсна система, определена от съотношението на съставните компоненти: масла, смоли и асфалтени. Повишено съдържание на асфалтени и смоли води до увеличение на твърдостта, температура на размекване и крехкостта на битума. Обратно, масла, частично разтваряне на смолата, битум правят меки и разтопими. Намаляването на молекулното тегло на масла и смоли също увеличава пластичността на битума.
Състав идентифицират практически начини за прехвърляне на твърди битуми в работно състояние: 1) се загрява до 140-170 ° С, омекотяване смола и повишаване на тяхната разтворимост в масла; 2) разтваряне на битума в органичен разтворител (зелен нефтено масло lakoyl т.н.) за придаване на обработваемост без топлина (студени китове и т.н.) .... 3) емулгиращи и получаване битумни емулсии и пасти.
Свойствата на битум
Физични свойства на органични и неорганични свързващи вещества и материали на тяхна основа, произведени, са различни; За органични вещества разлика типичен минерална хидрофобност, устойчивост на атмосферни влияния, разтворимост в органични разтворители, повишена деформируемост, способността да се омекоти при нагряване до пълно стопяване. Тези свойства са довели до използването на органични свързващи вещества за производството на покриви, хидроизолация и антикорозионни материали, както и тяхното широко използване в хидротехническото строителство и пътно строителство.
Плътността на битум, в зависимост от група състав варира от 0,8 до 1,3 г / см3. топлопроводимост характеристика на аморфни вещества е 0,5-0,6 W / (m • ° С); специфична топлина - 1,8-1,97 кДж / кг • ° С Коефициент на обемен термично разширение при 25 ° С в границите от 5 • 10-4 до 8 • 10-4 ° С1, по-вискозни битума имат по-голям коефициент на разширение; при по-ниски температури - около 2 • 104 ° С-1. Стабилността при нагряване се характеризира с: 1) загуба на тегло на пробата чрез нагряване битум при 160 ° С в продължение на 5 часа (максимум 1%), и 2) точка на възпламеняване (230-240 ° С - в зависимост от степента).
Физико-химични свойства. Повърхностно напрежение на битум при температура от 20-25 ° С е 25-35 ерговете / cm2. Съдържанието на повърхностно активни компоненти в органичен полярен циментов свързващ зависи омокрящи способност и адхезия на каменни материали (прахообразни пълнители, фин и груб агрегат). Силна хемисорбция образува връзка битум с пълнител на варовик, доломит с голям брой на адсорбция центрове под формата на катиони Са3 + и ме + 2.
Aging - процес на бавни промени в състава и свойствата на битума, придружени от увеличаване на чупливостта и намалява хидрофобност. Ускорено под въздействието на слънчевата светлина и кислорода във въздуха, поради нарастващото количество твърди крехки компоненти чрез намаляване на съдържанието на катран и масла.
Реологичните свойства на битум зависят от състава и структурата на групата. Течни битумни, имащи структура Сол тип и се държат като течности, за които се подчинява закон на Нютон. Твърди битуми, имащи структура гел тип, се отнасят до вискозно-еластичен материал, за да възникне прилага натоварване едновременно еластичната (обратим) и пластмаса (необратимо) съставляваща деформация. За описване на процеса на деформация на вискозно-еластични тела се използват реологичният модел Максуел и сътр.
Химически свойства. Най-важната особеност е, химическата устойчивост на битум и битумни материали до агресивни корозивни агенти на цимент бетон, метал и други строителни материали. Според Н. A. Moschanskogo, битуминозни материали са добре се противопоставят на действието на алкален (с концентрация до 45%), фосфорна киселина (85%) и сярна (с концентрация до 50%), солна киселина (25%) и оцетен ( до 10%) киселина. По-малко зъбни битум в атмосфера, съдържаща азотни оксиди, както и от действието на концентрирани разтвори на киселини (специално окисляване). Битум е разтворим в органични разтворители. Поради тяхната химическа стабилност и икономия на битуминозни материали широко използвани за химическа защита на стоманобетонни конструкции, стоманени тръби и др.
Физико-механични свойства. Маркиране битум определят твърдост, омекотяване температура и разтегливост.
Твърдостта е дълбочината на проникване на иглата в битума (в десети от милиметъра).
омекотяване температура се определя на апарат "пръстен-топче" се поставя в съд, съдържащ вода; това съответства на температурата на топла вода, в която метална топка под действието на собственото си тегло преминава през пръстена, субектите пълни с битум.
Удължение характеризиращ абсолютен удължение (см) проба от битум ( "осем") при температура от 25 ° С, определена на устройството - duktilometre.
Марк битум е избран в зависимост от целта. Със среща разграничи битум за строителство, покриви и път.
Строителни битуми, използвани за производство на асфалтобетон и хоросан, и поставяне на изолационни мастика, покритие и възстановяване ролка покриви.
Покривни битуми, използвани за производство на ролка на покривни и хидроизолационни материали. Подлепващи битум клас BNK 45/180 импрегнирани основа (покривни филц); и огнеупорни битуми се използват за покриващ слой.