GlobeCore®

международная торговая марка

ООО "Завод УКРБУДМАШ"

Skype:

    36034, Украина, г. Полтава, ул. Садовского 8

тел./факс +38-0532-668645;  моб.+38-067-1663333

          Skype:

Итак: чтоже такое модифицированные битумы и битумная эмульсия и с чем ее едят...

продолжение книги Р. Б. Гун., Нефтяные битумы. М.. «Химия». 1973. Р. Б. Гун Нефтяные битумы. М.. «Химия». 1973

ПЛОТНОСТЬ

Плотность битума определяют по плотности его смеси с равным объемом растворителя известной плотности ареометром или пикнометром. Температурный коэффициент плотности а, характеризующий уменьшение плотности при нагревании на 1 °С, в среднем для всех битумов равен 0,0006 г/(см *град). Зная плотность битума, например при 20 °С, при помощи коэффициента можно вычислить его плотность при любой температуре t в интервале 15—300°С по формуле:

Практическое значение данных о плотности заключается в возможности пересчета количества битума из объемных единиц в весовые. Особенно это важно для составления материальных балансов по установке и заводу в целом с применением информационно-вычислительных и управляющих вычислительных машин.

Плотность является одной из важных характеристик битума и его компонентов, по ней судят о происхождении битума. Плотность, так же как и пенетрация, зависит от химического состава битума: увеличение содержания ароматических структур повышает его плотность, а увеличение содержания насыщенных соединений — уменьшает.

Окисленные битумы из остатков высокосмолистых нефтей имеют большую плотность, чем битумы той же температуры размягчения из высокопарафинистых нефтей.

Существует взаимосвязь между плотностью битума и содержанием в нем серы. При одинаковой консистенции с повышением содержания серы увеличивается плотность битума. Для некоторых фракций из мальтенов битумов типа золь — гель получена прямолинейная зависимость плотности от содержания серы.

Плотность остаточных битумов, полученных из одного и того же сырья, возрастает с увеличением отбора масел и понижением пенетрации, что видно из следующих данных для остаточных битумов из нагиленгиелской нефти [498]:

Плотность окисленных битумов незначительно возрастает по мере углубления окисления и уменьшения пенетрации. Плотность окисленных битумов в зависимости от пенетрации следующая [476]:

3 2 3

Плотность битумов из крекинг-остатков в среднем на 0,1 г/см (10" кг/м ) выше, чем окисленных битумов той же пенетрации.

ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА

Удельная теплоемкость практически одинакова для различных битумов. Она увеличивается с повышением температуры: изменение теплоемкости битумов различной консистенции на 1°С равно 0,00032 — 0,00078 кал/(г* *град) [484].

Наличие твердых парафинов в битуме способствует повышению теплоемкости и нарушению линейной зависимости теплоемкости от температуры. Теплоемкость смесей битумов с минеральными материалами (наполнителями) можно рассчитать по правилу аддитивности.

В среднем удельная теплоемкость битумов составляет при 0°С - 0,4 кал/(г-град), т. е.

3 3

1,67*10 дж/(кг* град), при 100 °С - 0,45 кал/(г-град), т. е. 1,88*10 дж/(кг*град), при 200°С - 0,5 кал/(г*град), т. е. 2,09* 103 дж/(кг*град), при 300°С — 0,55 кал/(г*град), т. е. 2,3 *103 дж/(кг*град).

Коэффициент теплопроводности для всех битумов практически одинаков и незначительно уменьшается с возрастанием температуры. Так, при 0°С он равен 0,13—0,145 ккал/(м-ч-град), т. е. 1,51—1,69 вт/(м*град), при 20°С - 0,125—0,135 ккал/(м-ч-град), т. е. 1,45— 1,57 вт/(м*град), при 40°С — 0,120—0,130 ккал/(м*ч* *град), т. е. 1,4—1,5 вт/(м*град).

Теплопроводность нефтяных битумов сравнительно мала, поэтому они находят применение в качестве теплоизоляционных материалов. Каменноугольные дегти и пеки обладают сравнительно высокой теплопроводностью [363].

Коэффициент объемного расширения при повышении температуры на 1°С в интервале 60—300 °С для дорожных битумов находится в пределах 0,000033—0,000042.

Температура вспышки битума, определяемая в открытом тигле по ГОСТ 4333—48, составляет обычно более 200°С. По этому показателю можно судить о наличии низкокипящих фракций в сырье и в готовом битуме, а также об их взрыво- и пожароопасности в процессе производства и применения битумов.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Битумы обладают высокими электроизоляционными свойствами, не уступая в этом хорошим изоляторам.

Пробивное напряжение битума зависит от способа его получения и составляет 10 — 60 кв/мм (1*10° — 6*10° в/м) при 20°С. Для мягкого битума оно меньше, для твердого — больше. Для одного и того же битума с возрастанием температуры пробивное напряжение уменьшается.

Удельная электропроводимость битумов незначительна и при 50 °С составляет менее

13 11 2 13 1 1

10" ом" см" (10"" сим/м), при 80°С она повышается до 30*10" ом" см" (0,3 сим/м). Удельная электропроводимость возрастает с повышением температуры и с понижением вязкости битумов. Повышение электропроводимости при 20°С растворов битумов, асфальтенов и мальтенов в бензоле сопровождается возрастанием коэффициента водостойкости битумно-минеральных смесей и адгезии к каменным материалам.

Так, коэффициент водостойкости битумно-минеральной смеси, приготовленной на битуме, раствор которого в бензоле имеет электропроводимость 68* Ю"10 ом"1 равен 0,92; через 5 суток — 0,86; через 10 суток — 0,79; для такого же раствора битума с электропроводимостью 148* Ю10 ом"1 этот коэффициент соответственно равен 1; 0,94 и 0,91. Измерением электропроводимости растворов битумов, асфальтенов и мальтенов в бензоле можно контролировать их адгезионные свойства.

Тангенс угла диэлектрических потерь при 20°С для битумов составляет 0,013—0,021; потери на гистерезис и потери мощности (в сумме) при 80°С в пределах 3—5. Диэлектрическая проницаемость битумов при 80°С составляет 2,9—3,2.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

К оптическим свойствам битумов и их фракций относятся коэффициент рефракции n20D и светопоглощение растворов битума. Значение n20D для каждой фракции битума приведено выше.

Для измерения коэффициента рефракции тяжелых материалов темного цвета разработан метод [518], основанный на аддитивности этого показателя для растворов битума в вазелиновом масле, если состав этих растворов выражен в объемных процентах. Было показано также, что существует эмпирическая взаимосвязь между коэффициентом рефракции и плотностью битума и его фракций.

Установлена также взаимосвязь между коэффициентом рефракции, содержанием серы и групп СН2 во фракциях битума: с увеличением содержания серы этот коэффициент увеличивается; с увеличением содержания групп СН2 — уменьшается.

Предложен [422] метод оценки удельной дисперсии* материалов темного цвета, который позволяет глубже изучить состав битума. Измерениям в фотоэлектрическим методом светопоглощения растворов битума [294] установлена взаимосвязь между цветом и содержанием в нем асфальтенов и смол.

* Удельная дисперсия — это разность между коэффиг{иентами рефращии вещества, определенными при двух разных длинах волн, деленная на его плотность.

Колориметрическими методами можно отличить остаточный битум от окисленного, а усовершенствование конструкции приборов и методики поможет ускорить определение состава битума.

ОТНОШЕНИЕ К РАСТВОРИТЕЛЯМ, ХИМИЧЕСКИМ РЕАКТИВАМ И ВОДЕ

Битумы растворяются в большинстве органических растворителей кроме низкомолекулярных спиртов. Растворители по отношению к асфальто-смолистым веществам можно разделить на три группы.

К первой группе относятся растворители с высокой растворяющей способностью (83—90%) и практически с нулевой избирательностью к асфальтенам (ароматические растворители, четыреххлористый углерод и сероуглерод).

Вторая группа характеризуется высокой растворяющей способностью, как и первая группа, но отличается от них выраженной избирательностью (хлороформ и трих лор этилен).

Третья большая группа растворителей характеризуется умеренной растворяющей способностью (27—40%) и резко выраженной отрицательной избирательностью. К ним относятся алифатические углеводороды С5—Cg, низшие алифатические спирты Ci—С5 и ацетон.

Избирательность растворителей влияет на состав извлекаемых асфальтенов, что важно при их разделении на узкие фракции. По растворимости в органических растворителях, помимо зольности и температуры вспышки, судят о чистоте битума. Зольность определяют одновременно с испытанием битума на растворимость. Допускаемое содержание золы в битуме — не более 0,1%.

Остаточные и окисленные битумы, полученные из хорошо обессоленных и обезвоженных нефтей, практически не содержат золы.

Растворимость битумов в таких органических растворителях, как хлороформ, бензол, сероуглерод и четыреххлористый углерод, характеризует наличие примесей — минеральных и других твердых веществ (например, карбенов и карбоидов). В этих растворителях товарные окисленные нефтяные битумы растворяются более чем на 99%.

Растворимость природных битумов в сероуглероде сравнительно невелика; например, тринидадский битум растворяется в нем всего лишь на 54 —56,5%, бермудский — на 90—95%, кубинский — на 90%.

В четыреххлористом углероде не растворяются карбены, наличие которых характерно для битумов, получаемых из продуктов крекинга.

Критерием устойчивости дорожных битумов к крекингу [410] служит количество нерастворимой в циклогексане части.

Воздействие реагентов на битум зависит от его химического состава, происхождения, способа получения и твердости. Чем тверже битум, тем выше его сопротивляемость к действию химических реагентов.

Мягкие битумы с высокие кислотным числом подвергаются действию разбавленных щелочей. При комнатной температуре битумы устойчивы к действию 20%-ных гидроокиси натрия или карбоната натрия. При обычной температуре битумы обладают высокой химической стойкостью.

При температуре более 150°С битум вступает в реакцию с кислородом, серой, хлором и другими веществами. Эти свойства используют для получения различных сортов битумов.

Под действием воздуха, света и радиоактивных излучений свойства битумов медленно изменяются, происходит их старение. Степень окисления зависит от величины поверхности, подверженной воздействию кислорода воздуха, и от скорости диффузии последнего к поверхности раздела фаз и в битум. В результате образуются растворимые в воде продукты окисления, дающие кислую реакцию. Исследования показали, что воздух и свет влияют только на поверхность битума, применяемого как защитный материал слоем толщиной несколько миллиметров.

Навигация по книге (страницы сайта)

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОДЕРЖАНИЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ...>>

| битумная  эмульсия | жидкая резина | эмульгатор | латекс | вспененный битум | праймер | подгрунтовка | модифицированный битум | битум | дорожная эмульсия | битумные эмульсии и пасты | мастики и растворы | эмульсия битумная дорожная | адгезионная добавка