БН М 4 Ecobit ГОСТ 6617-76 битум строительный

Поэтому стремятся к тому, чтобы содержание парафина в битуме не превышало 5%. К основным показателям, характеризующим свойства битумов, можно отнести пенетрацию, дуктильность, температуру хрупкости, ад- гезию, поверхностное натяжение на границе раздела фаз, когезию, теп- ловые, оптические и диэлектрические свойства.

    Битумы находят широкое применеие в строительстве дорог (70% всего вырабатываемого битума), гидротехнических сооружений, при гидроизоляции тоннелей, мостов, трубоnроводов, промышленныхи гражданских сооружений, в nромышленности кровельных материалqв, в ракетной технике, при защите организмов отрадиоактивных излучений и в ряде других отраслей народного хозяйства.Согласно Программе партии, nринятой на XXII съезде КПСС,к 1980 г. по всей стране будет создана разветвпенная сеть благоустроенныхдорог.

       Только по РСФСР за 1962 r. введено в эксnлуатациюпочти 5000 км. дорог ресnубликанского, областного и месного значения н более 4000 пог . .и мостов.К концу семилетия производство битума возрастает более чемв два раза. В основном ввод мощностей и увеличение выработкибитума намечается в РСФСР.В СССР битум вырабатывается, как правило, на нефтеперерабатывающих заводах. Ограниченное чисnо пунктов проиэводства битумов nредоnределяет большой объем его выработки в каждом пункте. Таким образом, создается огромный поток битума из этих районов. Вывозят его в основном железнодорожным транспортом.Как известно, транспортирование битума связано с необходимостью применять сnециальный nодвижной состав (бункеры). Затруднения с перевозкой битума явпяютси одной из основных причин оrраниченния его производтва в настоящее время.

    Для дальнейшего·развития строительства (после 1964-1965 гг.) предполагается децентрализация производства битумов и создание сnециализированных, битумных заводов в таком количестве, чтобы значительная часть битума nоставлялась nотребителям автотранспортомв радиусе 20=-300 к.м. Приближеине производства битума к местам его потребления значительно упростит nробпему затаривания,так как при перевозке на небольшве расстояния автобитумовозами потребитель сможет попучить битум в расппавленном виде, можно будет откаться от хранения битума в битумохранилищах.избежать затрат· на обезвоживание битума, вызванных хранением его длительное время, а также избежать ухудшении качества битума при его транспортировании, хранении и noдro·товке к использованию (при обезвоживании).Вопросы взаимосвязи между химическим составом сырья и качествомтоварной продукции, вопрос о влиянии основных технологических параметров на качество битумов пока еще не нашли себе исчерnывающего объяснения, продолжая интересовать широкий круг теоретиков и практиков зтоrо дела.Великий русский химик Д. И. Менделеев 80 лет тому назад обрати.пвнимание на то, что наиболее трудной задачей является квалифицированное использование компонентов, содержащихся  в высококипящих частях нефти. Еще до недавнего времени инженеры и научные работники не учитывали всей сложности таких многокомпонентных систем, как битум, обусловленной химической природой сырых нефтей, их nоследующей технологической историей. т. е. процессом переработки. Это делало невозможным правильную оценку и выбор физико-механических свойств. а следовательно.и эксплуатационно-технических показателей битумов.Между тем, зная химический состав сырья, химические рроцессы происходящие при его переработке, регулируя допжным образом состав сырья и условия процесса переработки, можно создать научные основы производства·и получать битумы. с любыми заданными свойствами.

ОСНОВНЫЕ CTPOИTEЛbHO-TEXHOЛOГИECKИE СВОЙСТВА БИTУMOB

       При использовании битумов в дорожном строительсве в качестве вяжущего материала строителя в первую очередь интересуют свойства битумов, оказывающие решаюшее влияние на кaчество и долговечность дорожных покрытнй:

2) пленка битума при эксплуатации nокрытия не должна отслаиваться водой  под действием механических усипий, пленка должна быть устойчивой. не стареть и не становиться хруnкой.Эт-и свойства · битума могут быть охарактеризованы спедующими физическими и химическим и показателями:

r) химической активностью ( склонность к старению) и текучестью (·молекулярный вес).·

Рассмотрим эти свойства nодробно. Консистенция битумов характеризуется вязкостью, причем строителя интересуют показатели вязкости при температуре процecca nеремешивания с каменным материалом: вязкость при перемешивании битума с каменным материалом должна быть наименьшей,что для вязких дорожных битумов· может быть достигнуто при температуре 120- 180 С. Строителя интересуют также по·казатели вязкости при укатке покрытия на дороге, т. е. дли вязких дорожвых битумов в интервале температур 120-140'С. В условиях эксплуатации дорожного покрытия нас интересуют показатели текучести.и, следовательно, теплоустойчивости при максимальных летних температурах воздуха +30, что соответствует температуре на поверхности покрытия 60-70 С..Очень важно знать вязкость в условиях  , когда чаще всего наблюдается растрескивание nокрытий nри nереходах температуры воздуха через О"С, т. е. при температурах от +4 до 24°С, а так·же при наиболее низких зимних температурах и главным образоlм деформативность битума при резких переnадах темnератур, т. е.8-10 в час в зимнее время. В существующих технических нормахна вязкие дорожные битумы предусмотрено определение консистенции при 25°С и при 0 С. Однако консистенция при температуре 25°С не показательна для характеристики работы битума, таккак эти температурные условия наиболее благоnриятны для эксnпуатации дорожного покрытия. Полярность  основное химическое свойство битумов, влияющеена прилипание его к каменному материалу. Термин способность» характеризует распределение электрических зарядов в молекулах компонентов битумов.От электрохимической природы комnонентов за висят адrеэия,т. е. прочность припнпания битумов к поверхности каменного материала, коrезия, т. е. сила внутреннего сцепления между молеку·лам11 битума, а также скорость смачивания и другие физическиехарактеристики. На границе с другой полярной поверхностью (каменногоматериала) молекулы компонентов битума ориентируюrся более или менее точно. Иногда этот процесс занимает несколько недель вследствие того, что битумы обладают очень высокой вяэкостью,которая уменьшает скорость ориентации молекул.После перемешивания битумо-минеральной смеси и ее уп.1отне·ния в течение пекоторога времени идет проuесс ориентаrtии. Явлениеориентации - одна из причин того, что свежеnриготовпенные смеси после уппотнения и меют меньшую механическую прочность nленка битума в них более подвержена отслаинванию водой, ••емсмеси, хранившиеся некоторое время.Несомненно, что ряд битумов, используемых в настоящее яре·ня в дорожном строительстве, не может' удовлетворять потребите·лей по показателю полярности. Действительно, практика ?:•роите.пьства· .покаэапа, что большинство . биту.мов , поставляемых в· на·...... 7 sстоящее время нефтеперерабатывающей nромышленностыо, нeJto·статочно прочно н устойчиво nрилнnает к поверхности каменныхr.rатерналов, причем сцепление значительно ухудшается при вt>эдеАствииводы. Притяжение полярных молекул воды к поверхностrrмине ральных материалов сильнее, чем притяжение неполя рноrобитума, в результате чеrо происходит нарушение Cltenлeнttяn.rtенки битума с поверхностью каменного материал а.Адгезия, т. е. орочиость сцепления битума с каменным материаJJОМ,определяется характером проuессов, происхомших на грани·це раздела битум-минеральный материал, и зав????сит как от природыбитума, так и от природы минерал ьного матери ала. Проч ноесцепление битума с минеральным материалом достигается при образованиина поверхности хемоадсорбцнонных соединений типаuыл, анион которых находится в составе битума, а катио11 - вкристаллической реШетке минерального материала. Поэтому дляполучения связи с минеральным материалом· необходимо наличиео битуме поверхностно-активных соединений, nрисутствие которыхобеспечивает прочное сцепление минерального материала с битуМОАJза счет хемоадсорбционных соединенн А. В nоследние rодыболыuое внимание уделяется разра ботке составов поверхностноцктивн ых веществ, у.1 учшаюших сцепление битума с сухоА исосо·бенно с в.rtажно.А поверхностью каменных материалов, а также ,н????у·чению мех аниз м а влияния их на свойства битума и битума - мине ральныхсмесей. Известны два вида поверхностно-активных добавок:анионоактивные и катионоаJ<тивные. Типичными анионоактивнымиве ществам и являются со един ен ия типа пронаводных карбановыхкислот (м ыла } , например: асидол-технические нафтеноновыекис.'lоты; м ы л онаф т- N а-с ол и на фтено вых кислот, отходы,получаемые при очист ке ж иро в н расти тельных масел; ферро·на фт- про дукт взаимодействия соле й железа с ор rан ичесхими кис;rотами.К числу катионоактив ны х вешеств, применяемых в ка чест ве nоверхиостно-а к ти в ны х добавок, относятся а м ины , т. е. соединения,содержащие rpynnы NH2, а также соли амм он ия. Лримером к атионоактнв????оit добавки являются производные аминов - высших yr-.леводародов парафиновоrо ряда.Механизм действия анионо- и катионоактивных доба вок тож.nествени определяется следуюшнм11 основными фактора м и:J) ориентированной а дс о рбцией поверхностно-актив ных соед И нениИд обавки : неполярной (гидрофобной) часть ю в с торону битума,а пол ярнон - в сторону минера.пьвоrо материала;- ·2) химическим взаи модейсrвием по л я рной ч асти доб а вки с поверхностно-активными атом ам и или ион а ми минеральных ч????·стиuс об р азо в аннем воданераст в ор им ы х сое д и неннА ;3) вЛия ни ем среды, в которой происходит взаи м одейст вие ????еждуповерхностно-активными молекулами лоба вки с битумом 11' минеральнымиматериалами. Таким обр.азо.м, мex&RIIЗM- де.йствюr???? 00•8верхноетно-активных веществ заключается в том, что поверхностьминеральных материалов лучше смачивается битумом за счеториентированной адсорбции поверхностно-активных веществ. В резу.'lьтате ускоряется и улучшается проuесс равномерного рас·пределекия битума по nоверхности минеральных материалов. ·Сое·пление битума с сухой и влажной поверхностью минера.'lьных ма·терналов различных пород улучшается, что повышает физико-ме·хакические свой с;iва битумо-минеральных смесей и в первую очередьих ,водоусtойчивость. Показатели таких свойств, как глубинапроинкакия иглы, тем пература размягчения и др., изменяются взависимости от типа поверхностно-активных веществ.Адгезионные свойства различных битумов характеризуютсядвумя показателями: сцеплением и адrезионной устойчивостью.основанными на о пределении· степени отслоения битума от поверх·кости каменного материала под де йств ие м воды. При этом показа·тель сцепления о цен ивается величиной покрытой битумом поверх·кости минерального материала, сохранившеiiся 'nосле воздействиякиnящей ·вод.ы. Сцепляемость битума с каменным материалом мож:но о пределять также по величине адсорбции красителя из раствораповерхностью каменного ifатериала, не лакрытого пленкой би·ту м а.Характеристику сцепляемости битума с поверхностью каменногоматериала дает также определение снижения механической прочностиобразцов из битумо-минеральных смесей после воздействияводы (водонасыщения).Адгезионная устойчивость о пределяется как отношение nрочностина сдвиг двух пластинок минерального материала, склеенныхтонким слоем битума после выдерживания их в воде, к перво·начальной прочностн склейки. Так, на пример, адгеэиоюrая устойчивостьбитума составила J0-5 дин/с.м.2, через 30 суток хранения вводе она снизилась до 4-5 дин/сАz2. Тот же битуr.t с поверхностн.о·активной добавкой имел адrезионную устойчивость 14,3-5, а через30 суток воздействия воды - 12,8-5 дин/с.м.2.Коrезию битумов, характеризующих силу внутреннего сцеплениямежду молекулами битума и его клеящую способность, можноQпределить по усилию сдвига .между двумя пластинками, склеен·ными тонким слоем бЯтума. Коrезия в большой сте пени эавис.итот тем пературы. При 20°С коrезия битумов (вязких) со став ляет1,5.;..4 ????/с.м.2

В сост а в дорож11ых нефтяных битумов входит от 70 до 85% yr.'lepoдa, кол ичеств о водорода не превышает 15%. СодерЖ ание серыв природных битумах может достигать IOo/o, нефтяные битумы мо????тут не содержать серы :совсем. Со.д.ержание серЫ' в нефтяных би·тyJ.rax обычно не превышает 1,5%. а кислорода --редко достигает2%, азот содержится в долях процента. В битумах присутствуютвесьма малые количества (следы) некоторых металлов - V, Ni,Со, Fe, U в виде сложных соединений, наЗываемых п орфирннов ы микомплексами, строе н ие которых представлено на рис. ????

Основные группы уrл еводорщr.ов , входящи???? в состав б????ч????мов,следующие: парафинавые (насыщенные аuиклнческне), ????афтено·вые (насыщенные ЦИ!(Л!fЧескне), ароматические, (ненасы \Ценн????ецнкJiнческне), гетероцнклн•Jескне н гибридного строения, т. е. угле·в.одороды, состоящие одновременно из ароматических н гетероци клическихколец и боковых парафиновых цепей. В крекинг-биту·мах·м.оrут присутствовать ол????финовые углеводороды, т . •е . соеди·JtенИ я с развеР.нутой цепью атомов углерода , имеющи х двойны еиенасыщенные связи между атомами углерода (ненасыщенныеащ•клическне).

Для к аждого вида углеводородов характерны определенные фи·зик о - хнми ческн е свойства н з акономе рности их изменения. Такиепоказателн физико-химических битумов, как вязкость, старение,сnособность пр илипать к пове р хност и ка менного материала идругие, п ре дстав л яют собой средние значения числовых показате-'лей, соответствующих свойств групп химических соединений , входящихв состаа битумов. Так, например, вязкость углеводородовувеличивается с ростом их молекулярного веса, но в зависимостиот строения углеводородов степень повышения будет различной.Высокомолекулярные углеводороды не подчиняются законам измеllениявязкости, сп раведли вым для обычных низко- и среднемо,лекулярных углеводородов. Объясняется зто возни кновением дополнительныхпрочных связей между молекулами при пониженинтемпературы, что ведет к ассоциации молекул (образуется рой) ик возрастанию объема, занимаемого группой ассоциированных молекул.Объем такой группы больше суммы объемов отдельных .щ.·:JeкyJJ, входящих в нее, на величину межмолекулярного nространства.При этом чем ниЖе температура, тем больше ассоциация.Ассоциация н увеличение удельного объема молекул высокомолекулярныхуглеводородов с пониженнем температуры увеличиваетвязкость тем сильнее, чс.t-1 ниже температура, но никаких закономерностейв этом отношении до сих пор не найдено. С пониженнемтемпературы веледетвне ассоциации макромолекул вязкостьбитума снлыtо возрастает, однако под действнем деформирующейсилы, например при перемешиванин, вя зкость битума можетизменяться, т. е. при одной и той же температуре в зависимостиот ве.'JИчины деформирующей силы б11тум будет обладать раэ•lнчными величинам и вязкости. Изменение вязкости такого битумапроисходит при воздействии деформирующей силы вследс1·иие11арушения установившейся до этого системы расnределения мо????е·кул в битуме, т,????- структуры. В соответствии с этим и вязк()сть