8 Классификация битумов по происхождению и способу производства. Свойства и марки битумов. Материалы и изделия, изготавливаемые на основе битумов.

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.

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. Природный битум — органическое вещество черного или темно-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.

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 экстратные.

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.

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

По назначению нефтяные битумы делятся на строительные, кровельные и дорожные.

Битумы нефтяные строительные предназначены для приготовления клеящих и изоляционных мастик, различных лаков, для покрытия и ремонта кровель. Они бывают трёх марок БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10.

Битумы нефтяные кровельные предназначены для изготовления кровельных и гидроизоляционных мат-ов. Бывают трёх марок БНК- 45/180, БНК-90/40, БНК-90/30.

Битумы нефтяные дорожные используются для дорожного стр-ва в производстве асфальтобетонов и асфальторастворов. Марки БНД-200/300, БНД-130/200, БНД-90/130, БНД-60/90, БНД-40/60.

Свойства битумов.

Вязкость — свойство материала оказывать сопротивление перемеще­нию частиц под воздействием внешних сил. Вязкость битума зависит от тем­пературы. Для характеристики вязкости битумов (вязких и твердых) пользуются условным показате­лем твердости — глубиной проникания иглы.

Пластичность определяют по растяжимости образцов- восьмерок на дуктилометре при t=25. она условно характер-ся предельной деформацией при растяжении и равна длине деформации в см в момент разрыва. Растяжимость колеблется от 0 до 65 см.

Температура размягчения является важной оценкой свойств битумов и характеризует верхний температурный предел его применения. Определяют её на приборе "кольцо и шар". Она колеблется в пределах 20-95 градусов.

Плотность битума находится в пределах 800-1300 кг/метр в кубе., теплопроводность составляет 0,5-0,6 Вт/м.

9. Асфальтовые растворы и бетоны. Подбор состава, приготовление, укладка и уплотнение. Виды асфальтовых растворов и бетонов по технологическим признакам. Достоинства и недостатки, применение в строительстве горячих, теплых и холодных асфальтовых растворов и бетонов. Твердение, свойства и применение в строительстве.

Для приготовления асфальтовых растворов и бетонов применя­ет асфальтовое вяжущее, представляющее смесь нефтяного битума с тонкомолотыми минеральными порошками (известняка, доломита, мела, асбеста, шлака). Минеральный наполнитель не только уменьшает расход битума, но и повышает температуру размягчения бетона. Прочность асфальтового вяжущего обусловлена соотношением компонентов Б/Н и пористостью после уплотнения и отвердевания. При оптимальном соотношении Б/Н весь битум адсорбирован в ви­де тонких непрерывных пленок на поверхности частиц тонкомолото­го наполнителя, поэтому асфальтовое вяжущее имеет наибольшую прочность.

Мелким заполнителем в растворе и бетоне служат чистые при­родные и искусственные пески с содержанием пылевато-глинистых частиц не более 3% по массе. Щебень изготовляют из прочных и морозостойких изверженных, осадочных и метаморфических горных пород, а также из ме­таллургических шлаков. Из осадочных предпочитают карбонатные породы (известняки, доломиты), хорошо сцепляющиеся с битумом.

Асфальтовые бетоны подразделяют по назначению на

- гидротех­нические,

-дорожные

-аэродромные,

-для устройства полов в про­мышленных цехах и складских помещениях, плоской кровли, стя­жек.

Гидротехнические асфальтовые бетоны используют для уст­ройства экранов и в уплотняющих конструкциях швов сооружений, в качестве гидроизоляционных слоев при строительстве каналов, шлюзов, ирригационных сооружений. Специальные виды плотного бетона, изготовленные на химически стойких заполнителях приме­няют для создания кислото- и щелочестойких покрытий. Имеются декоративные асфальтовые бетоны (цветные и офактуренные), из которых выполняются разделительные полосы на дорогах, перехо­ды, полы вестибюлей гражданских зданий.

Основные свойства асфальтового бетона зависят от применен­ного асфальтового вяжущего, состава и пористости.

Пористость асфальтового бетона обычно колеблется от 5 до 7%. Плотные бетоны (с пористостью не более 5%) практически водоне­проницаемы. Пористость ухудшает долговечность асфальтового бе­тона в связи с возрастанием водопоглощения, снижением морозо­стойкости и увеличением химической коррозии. Наиболее агрессив­ными слоями по отношению к битуму, которые могут содержаться в воде, являются сульфаты натрия и магния.

Биохимическая стойкость характеризует сопротивление «орга­ническому выветриванию» под влиянием бактерий, вызывающих разложение сложных органических веществ, составляющих битум.

Для повышения биостойкости в состав битумного вяжущего вводят антисептики.

Состав асфальтового раствора должен быть такой, чтобы пусто­ты в песке были полностью заполнены асфальтовым вяжущим с из­бытком (10—15%) для обволакивания песчинок.

Асфальтовый бетон можно представить как смесь асфальтового раствора и крупного заполнителя — щебня. Количество асфальто­вого раствора берут с расчетом заполнения пустот в щебне и не­большого избытка (10—15%) для получения плотного бетона. В отличие от цементного бетона на показатели прочности ас­фальтового бетона сильно влияет температура. Например, если предел прочности при сжатии асфальтобетона при 20°С—2,2— 2,4 МПа, то при 50°С — только 0,8—1,2 МПа. Зато асфальтовые бе­тоны и растворы лучше, чем цементные, противостоят коррозии.

Асфальтовые бетоны укладывают в горячем или холодном со­стоянии. Наиболее распространены горячие асфальтобетонные сме­си, имеющие при укладке температуру 140—170°С. Для их приго­товления предварительно высушенные и подогретые до 180—200°С минеральные составляющие бетона (тонкомолотый наполнитель, песок и щебень) загружают в смеситель, в котором их перемешива­ют с расплавленным битумом (температурой 150—170°С). Готовые горячие смеси привозят на специальных машинах и после укладки уплотняют катками. После остывания, через 1—2 ч, асфальтобетон отвердевает, приобретая плотность и прочность.

Асфальтовые бетоны, укладываемые в холодном состоянии, при­готовляют на жидких битумах и битумной эмульсии. Жидкий битум подогревают до 110—120°С и смешивают с высушенными и подо­гретыми до той же температуры заполнителями. Асфальтобетонную смесь охлаждают до 60°С, развозят на места и укладывают при температуре окружающей среды не ниже 5°С. Бетон готовят и на битумной эмульсии, смешивая вяжущие и заполнители без подогре­ва. В дегтебетон в качестве вяжущего вещества входит деготь (или пек). Водостойкость, износ и долговечность дегтебетона ниже, чем асфальтового бетона.