Строительные материалы и изделия

Битумы

• Битумы представляют собой вещества, состоящие главным образом из смеси высокомолекулярных углеводородов, метаново­го, нафтенового и ароматического рядов и их кислородных и сернистых производных.

В зависимости от исходного сырья различают битумы природ­ные и искусственные нефтяные. По консистенции (при температу­ре 18°С) битумы делят на твердые, полутвердые и жидкие; по преимущественному назначению — иа дорожные, строительные и кровельные.

• Природный битум — органическое вещество черного ИЛИ тем но-коричневого цвета, при нагревании постепенно размягчается и переходит в жидкое состояние, а при охлаждении затвердевает Природный битум нерастворим в воде, но легко растворяется в сероуглероде, хлороформе, бензоле И трудно В бензине. Структу­ра природных битумов, их физико-химические и физико-механи­ческие свойства близки к нефтяным битумам.

Природный битум в чистом виде бывает редко. Чаще встреча­ются пропитанные битумом горные породы (известняки, ДОЛОМИ­ТЫ, песчаники, грунт). Природный битум образовался из нефти в результате медленного удаления из нее легких и средних фрак­ций, а также под влиянием процессов полимеризации и окисле­ния. В верхние слои земной коры нефть попала в резуль­тате миграции, при этом под влиянием тепловых воздействий и давления на протяжении тысячелетий происходило заполнение пустот и пор горных пород и их пропитывание нефтью.

Природные битумы можно извлекать из битумных пород вываркой в котлах или растворением в органических растворите­лях (экстрагирование). Извлечение битума из асфальтовых пород целесообразно лишь в том случае, когда содержание его в породе составляет не менее 10—15%. Более экономичным является извлечение природного битума вываркой в воде, для чего асфаль - ’ товую породу измельчают до крупности 6...8 мм и загружают в котел с водой, подкисленной соляной кислотой. Воду в котле подогревают до кипения, при этом битум отделяется от породы и всплывает в виде пены. Этот битум переводят в отстойники для отделения от воды и минеральных примесей. Если битум имеет недостаточную вязкость, то его продувают перегретым па­ром или воздухом.

Битумные известняковые и доломитовые породы без извлече­ния битума используют в виде тонкого порошка (асфальтовый порошок) для получения асфальтовой мастики и асфальтовых бетонов.

• Нефтяные битумы являются продуктом переработки нефти и ее смолистых остатков. В зависимости от вязкости нефтяные битумы делят на твердые, полутвердые и жидкие, а в зависимо­сти от способа переработки — на остаточные гудроны, окис­ленные, крекинговые и экстрактные.

Остаточные гудроны получают при атмосферно-вакуумной перегонке высокосмолистой нефти после отбора бензина, кероси­на и масляных фракций. Они представляют собой черные твер­дые или почти твердые при нормальной температуре вещества темного или темно-коричневого цвета.

Окисленные битумы получают путем продувки воздуха через нефтяные остатки. В процессе производства окисленных битумов кислород воздуха реагирует с водородом, содержащимся в остат­ках, образуя водяные пары. Потеря водорода сопровождается уплотнением нефтяных остатков ввиду их полимеризации и сгу­щения.

Крегинговые битумы получают при крекинге (разложении при высокой температуре) нефти и нефтяных масел с целью получения большого выхода бензина. Продувка воздуха через эти остатки дает окисленные крекинговые битумы.

Рис. 14.1. Пенетрометр:

/ — штатив; 2 — диск с ци­ферблатом и стрелкой; 3 — за­жимное устройство; 4 — зер­кальце; 5 — игла; 6 — испы­туемый бнтум; 7 — сосуд с во­дой; 8 — столик пенетрометра

Нефтяные битумы в нагретом со­стоянии разливают в тару и после ос­тывания направляют по назначению,

Ф Свойства битумов. Физико-механи­ческие свойства битумных материалов должны характеризовать материал с точки зрения его молекулярного строе­ния, а также по совокупности свойств, присущих вяжущему.

Битумы твердые и полутвердые де­лят на марки. В основу этого деле­ния положены вязкость, пластичность и поведение битума при изменении тем­пературы.

Вязкость — свойство материала оказывать сопротивление перемещению частиц под воздействием внешних сил.

Вязкость битума зависит от температу­ры. При пониженных температурах вязкость битума велика и он приобре­тает свойства твердого тела; с увеличением температуры вязкость уменьшается и битум переходит в жидкое состояние. Для характе­ристики вязкости битумов (вязких и твердых) пользуются услов­ным показателем твердости — глубиной проникания иглы (пе - иетрацией). Вязкость жидких битумов определяют на стандарт­ном вискозиметре по времени (с) истечения порции битума при определенной температуре битума и диаметре отверстия прибора. При действии на иглу груза массой 100 г в течение 5 с при темпера­турах 25 и 0°С глубину проникания определяют на специальном приборе — пенетрометре (рис. 14.1). Она выражается в градусах (1° = 0,1 мм) и обозначается П25 (индекс показывает температуру материала во время испытания).

Пластичность вязких битумов характеризует растяжимость, которую определяют с помощью дуктилометра (рис. 14.2). Испытаниям подвергают образцы битума в виде восьмерок стандартной формы и размеров. Показателем растяжимости битума служит величина деформации шейки образца в момент разрыва, выраженная в сантиметрах. Это испытание проводят при скорости растяжения 5 см/мин и температурах 25 и 0°С. Так же как и вязкость, пластичность битумов зависит от темпе­ратуры, группового состава и характера структуры. Пластиче­ские свойства наблюдаются у битумов, содержащих значительное

Рис. 14.2. Дуктилометр и форма для изготовления образцов:

/ — ящик; 2—маховичок; 3—подвижные салазки; 4 — шкала; 5 — неподвижные лазки; 6,7,9 — разборные части формы; 8—битумный образец-восьмерка

количество смол, оптимальное количество асфальтенов и масел и небольшое количество карбенов и карбоидов. Вязкие битумы, содержащие твердые парафины, при низких температурах имеют небольшую тягучесть.

Рис. 14.3. Прибор для определения темпера­туры размягчения

Температура размягчения является важной оценкой свойств битумов и характеризует верхний температурный предел его применения. Определяют ее на приборе «кольцо и шар» (рис. 14.3). Латунное кольцо диаметром 16 мм и высотой 6,4 мм заполняют битумом, на поверхность последнего укладывают шарик диаметром 9,5 мм и массой 3,5 г. Температуру размягче­ния определяют по темпе­ратуре воды в приборе, когда битум размягчится и шарик опустится на ниж­нюю полочку этажерки.

Температура хрупко­сти характеризует нижний температурный предел применения битума. При этой температуре появ­ляется первая трещина в тонком слое битума, нане­сенном на стальную пла­стинку стандартного при­бора при ее изгибе и рас­прямлении. Температур­ный интервал между тем­пературой хрупкости и температурой размягче­ния называют темпера-

турным рабочим интервалом. Для учета огнеопасности при на­гревании битума определяют температуру вспышки паров, выде­ляемых из битума при нагревании от прикосновения пламени.

Наряду с основными свойствами битумов, определяющими их марку, битумы характеризуются также другими показателями, например устойчивостью битумов в водной среде, которая обу - обусловливается содержанием масел, смол и асфальтенов; когезией, прочностью межмолекулярных связей] прилипанием би­тума к каменным материалам (адгезия), которая зависит от физико-химических свойств битумов); погодоустойчивостью битумов, т. е. способностью противостоять воздействию атмос­ферным факторам в элементах сооружений.

Для строительных целей необходимо применять битумы, свой­ства которых соответствуют условиям их работы в строительных конструкциях. Физико-технические свойства нефтяных битумов приведены в табл. 14.1.

Таблица 14.1. Основные свойства нефтяных битумов

Марка

битума

Температура размягчения, °С, не менее

Глубина про­никания иг­лы при тем­пературе 25°С, мм

Растяжи­мость при температуре +25°С, см

Температура вспышки, °С, не ниже

Хрупкость, °С, ие выше

£

БН-50/50

БН-70/30 БН-90/10

БНК-45/180

БНК-90/40

БНК-90/30

Битумь

БНД-200/300

БНД-130/200 БНД-90/130 БНД-60/90 БНД-40/60

итумй нефтя 50

70

90

битумы нефт)

40.. .50

85.. .95

85.. .95

нефтяные с

Не нор­мируется 25 40 45 45

ные строитея

41.. .60

21.. .10 5.. .20

шые кровель

140.. .220

35.. .45

25.. .35

орожные улу

201.. .300

131.. .200

91.. .130

61.. .90

40.. .60

ьные (ГОСТ 40

3

1

чые (ГОСТ

Не нор­мируется То же

»

пшенные (Г(

Не нор­мируется 65 60 50 40

6617—76)

220

230

240

1548—74*)

240

240

240

)СТ 22245— 200

220

220

220

220

Не нор­мируется То же

»

»

»

»

Д*)

— 20

— 18

— 17

— 15

— 10

Жидкие битумы делят на три класса: класс БГ — быстро - густеющие, СГ — среднегустеющие и МГ — медленногустеющие. Битумы классов БГ и СГ получают в результате разбавления вязких битумов легкими разжижителями (керосином и т. п.). Битум класса МГ получают в остатке после перегонки нефти

или разжижением вязких битумов масляными продуктами нефтя. ного или каменноугольного происхождения. Каждый класс в зависимости от вязкости делят на марки.

Строительные материалы и изделия

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) используются для получе­ния защитных и декоративных покрытий на изделиях. ЛКМ после нанесения на поверхность отвердевают, образуя непроницаемую пленку, которая прочно сцепляется с основанием. Толщина плен­ки может составлять …

Геосинтетические материалы

Геосинтетические материалы — это материалы на основе по­лимерных волокон, проволоки, пленки, тканей, сеток, сотовых каркасов и т. д. Их применяют в гидротехническом строительстве; при строи­тельстве дорог и аэродромов; сооружении хвостохранилищ, …

Полимербетоны и бетонополимеры

Полимербетон отличается от других видов бетона тем, что свя­зующим веществом в нем являются термореактивные смолы (по­лиэфирные, фенольные, фурановые, карбамидные, реже — по­лиуретановые и эпоксидные). Термопластичные полимеры также могут быть использованы, …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.