РАЗДЕЛ № 8. ИСКУССТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНГЛОМЕРАТЫ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛЫ НА ИХ ОСНОВЕ

Лекция №11.

Тема № 12. Битумные и дегтевые

вяжущие вещества. Асфальтобетон .

Время: 2 ч.

Вопросы:

1.Общие сведения и классификация битумных и дегтевых вяжущих.

2.Важнейшие свойства, технические требования к качеству и методы оценки свойств битумных и дегтевых вяжущих.

3.Асфальтобетон: классификация, основные свойства и технические требования к качеству. Понятие о подборе состава асфальтобетона.

Литература: [1] с. 636…645.

Битумные и дёгтевые вяжущие - органические вяжущие вещества представляющие сложные смеси предельных углеводородов и их неметаллических производных (соединений углеводородов с кислородом, азотом, серой), растворимых в сероуглероде, четыреххлористом углероде, бензоле и других органических растворителях.

Битумы

По происхождению разделяют на природные и искусственные (нефтяные).

Природные битумы - примеси в асфальтовых горных породах (известняках, песчаниках). Вследствие дефицитности в строительстве используется мало.

Нефтяные битумы - продукты переработки нефти (выход составляет в среднем 15 % по массе).

Применение битума - производство кровельных и гидроизоляционных материалов, приготовление асфальтобетона, окрасочных антикоррозионных покрытий.

Состав битума: масла (45...60 %), смолы (13...24 %), асфальтены (8...30 %) и полинафтеновые кислоты (3...10 %).

Масла - жидкие углеводороды плотностью менее 1 г/см3, придающие битуму подвижность и текучесть.

Смолы - вязкопластичные вещества плотностью около 1 г/см3, придающие битуму вяжущие свойства и пластичность.

Асфальтены - твердая часть битума с плотностью более 1 г/см3, состоят из карбенов и карбоидов, придающих битуму твердость и теплоустойчивость.

Полинафтеновые кислоты - поверхностно-активной часть битума, способствуют повышению прочности сцепления с другими материалами.

По строению битум - коллоидная система состоящая из:

•дисперсионной среды (смолы и масла);

•диспергированной фазы (асфальтены).

По способу получения НБ подразделяют на:

•остаточные;

•окисленные;

•крекинг-битумы.

Остаточный битум (гудрон) - остаток после отгона из нефти летучих и частично масляных фракций.

Окисленный битум - гудрон с увеличенной вязкостью и долговечностью после окисления его продувкой воздухом.

Крекинг-битум - остатки нефти после более глубокой переработки путём крекинга, окисление воздухом при температуре 200...220°С в специальных установках до получения необходимой вязкости (метод академика В.Г. Шухова) .

По важнейшим свойствам НБ разделяются на три вида: дорожные, строительные и кровельные.

По консистенции выпускают битумы: вязкие (дорожный, строительный, кровельный) и жидкие (для дорожного строительства).

Жидкие НБ - получают смешиванием в разогретом состоянии вязкого битума и разжижителя.

Жидкие НБ подразделяют на быстрогустеющие (БГ), густеющие со средней скоростью (СГ) и медленно густеющие (МГ).

Для битумов БГ и СГ разжижителем служит керосин или лигроин, для МГ - нефть, мазут или масло.

Деготь - вязкая жидкость черного или бурого цвета, получаемая деструктивной (без доступа воздуха) перегонкой каменного угля, древесины, торфа или других органических материалов.

Состоит из углеводородов ароматического ряда - производных бензола и их соединений с кислородом, азотом и серой.

В строительстве применяют каменноугольные дегти - побочные продукты коксования или газификации каменного угля.

Дегти в сравнении с битумом:

•имеют значительно меньшую атмосферостойкость (содержат непредельные углеводороды, подвергающиеся окислительной полимеризации под воздействием кислорода, воды и солнечного света);

•более высокую биостойкость (содержат фенол, обладающий высокой токсичностью).

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА БИТУМОВ

Вязкость битумов - характеристика их структурно- механических свойств, зависит от вещественного состава и изменения температуры.

Повышение температуры уменьшает вязкость битума. Понижение температуры увеличивает вязкость битума. При отрицательных температурах он делается твердым и хрупким.

Вязкость вязких битумов измеряют глубиной проникания иглы (пенетрацией), измеряемой при температуре 25°С за 5 с нагрузкой 100 г в градусах пенетрации (1о = 0,1 мм).

Вязкость жидких битумов определяют при температуре 60°С с помощью стандартного вискозиметра (временя истечения порции битума в секундах).

Интервал пластичности характеризует применимость битума в определенном интервале температур и сохранение эксплуатационных свойств без нарушения сплошности покрытия (отсутствие трещин, оползание слоя битума и т.д.).

Верхний температурный предел эксплуатации битума характеризуется температурой размягчения. Определение ее производится на приборе «кольцо и шар».

Деформативность характеризует пластические свойства. Показатель - растяжимость битума, измеряется в см. Прибор для определения растяжимости битума – дуктилометр.

Плотность битума составляет 950...1050 кг/м3.

Адгезия битума - хорошая к различным материалам (естественным и искусственным каменным материалам, металлу, древесине и т.д.).