2. Compoziția și structura bitumului ................................................... .. 4
Literatură ......................................................................... 12
1. Informații generale
Primul dintre materialele obligatorii din construcții a fost utilizarea bitumului, ceea ce înseamnă din cuvântul latin bitumen - gudron de munte. Cu 3000 de ani înainte de Babilon și Asiria, situată între râurile Tigris și Eufrat, bitumul natural a fost folosit ca material de cimentare și impermeabilizare. Pentru istoria sa de secole, producția de bitum sa transformat într-o industrie de înaltă tehnologie.
Materialele bituminoase includ următoarele:
1. Bitum natural - lichide vâscoase sau substanțe solide, constând dintr-un amestec de hidrocarburi și derivații lor nemetalici. Bitum natural format ca urmare a procesului natural de polimerizare oxidativă a uleiului. Bitumurile naturale se găsesc în locurile de depozite de petrol, formând lentile și, uneori, lacuri asfaltice. Cu toate acestea, bitumul natural în forma sa pură este rar, mai adesea acestea sunt conținute în rocile sedimentare. Bitumul natural este extras din roci prin solvenți organici sau digerat în apă fierbinte.
2. Roci asfaltice - roci poroase (calcar, dolomi, gresii, argile, nisipuri), impregnate cu bitum. Din aceste pietre, bitumul este extras sau măcinat și folosit ca pulbere de asfalt.
3. Bitumul de petrol (artificial) obținut prin transformarea țițeiului, în funcție de tehnologia de producție, poate fi: reziduu, obținut din gudron prin selecția suplimentară a uleiurilor din acesta; oxidată, obținută prin oxidarea gudronului în aparate speciale (purjare cu aer); cracare, obținută prin prelucrarea reziduurilor formate în timpul crăpării uleiului.
Gudron - reziduul de distilare din fracțiunile de motorină; este principala materie primă pentru obținerea bitumului petrolier (utilizat ca liant în construcția de drumuri).
2. Compoziția și structura bitumului
Bitumul se referă la cele mai frecvente astringente organice. Compoziția elementară a bitumului variază în intervalul,%: carbon 70-80, hidrogen 10-15, sulf 2-9, oxigen 1-5, azot 0-2. Aceste elemente sunt în bitum sub formă de hidrocarburi și compușii lor cu sulf, oxigen și azot. Compoziția chimică a bitumului este foarte complexă. Deci, în ele se pot limita hidrocarburile de la C9H20 la C30H62. Toți diferiții compuși care formează bitum pot fi împărțiți în trei grupe: o parte solidă, rășini și fracțiuni de ulei.
Hard Partea de bitum - un hidrocarburi cu greutate moleculară ridicată și derivații acestora având o greutate moleculară de 1000-5000, o densitate mai mare de 1, denumirea comună combinată „asfaltene“. Acestea conțin carbenă, solubilă numai în CCI4. și carboizi, insolubili în uleiuri și solvenți volatili. Compoziția bitumului poate include, de asemenea, hidrocarburi solide - parafine. Rășinile sunt substanță amorfă de culoare maro închis, cu o greutate moleculară de 500-1000 și o densitate de aproximativ 1. fracțiune bitum de petrol compus din diferite hidrocarburi cu o greutate moleculară de 100-500 și o densitate mai mică de 1.
În structura sa, bitumul este un sistem coloidal în care sunt dispersate asfaltenele, iar mediul dispersant este rășinile și uleiurile. Asfaltenele de bitum dispersate sub formă de particule de dimensiuni de 18-20 μm sunt nuclei, fiecare dintre acestea fiind înconjurat de o acoperire cu densitate descrescătoare de la gropi grele la uleiuri. Proprietățile bitumului ca sistem dispersat sunt determinate de raportul dintre părțile componente: uleiuri, rășini și asfaltene. O creștere a conținutului de asfaltene și rășini implică o creștere a durității, a temperaturii de înmuiere și a fragilității bitumului. Dimpotrivă, uleiurile, rășinile parțial dizolvate, fac ca bitumul să fie moale și fuzibil. Reducerea greutății moleculare a uleiurilor și a rășinilor crește, de asemenea, ductilitatea bitumului.
Compoziție identifica modalități practice de a transfera bitumurilor solide în stare de lucru: 1) încălzire la 140-170єS, înmuiere rășină și creșterea solubilității acestora în uleiuri; 2) dizolvarea bitumului într-un solvent organic (ulei verde, lac etc.) pentru a conferi o consistență de lucru fără încălzire (masticuri reci etc.); 3) emulsificarea și producerea de emulsii și paste de bitum.
3. Proprietățile bitumurilor
Proprietățile fizice ale lianților organici și anorganici și ale materialelor realizate pe baza lor sunt diferite. Substanțele organice sunt caracterizate de hidrofobicitate, rezistență la intemperii, solubilitate în solvenți organici, deformabilitate crescută, capacitatea de a se înmoaie când este încălzit până la topirea completă. Aceste proprietăți au condus la utilizarea de lianți organici pentru fabricarea acoperișurilor, hidroizolațiilor și materialelor anticorozive, precum și a distribuției lor largi în construcția hidrotehnică și construcția drumurilor.
Proprietăți fizico-chimice. Tensiunea de suprafață la bitum 20-25єS este 25-35erg / cm 2. Din conținutul componentelor active de suprafață într-un liant pe bază de ciment polar organic depinde capacitatea și adeziunea sa la materialele din piatră (materiale de umplutură sub formă de praf fin și grosier agregat) umezire. Chemisorpția Puternică formează un bitum de legătură cu un adaos de calcar, dolomit, cu un număr mare de centre de adsorbție sub formă de cationi de Ca 2+ si Mg 2+.
Îmbătrânirea este procesul de schimbare lentă a compoziției și a proprietăților bitumului, însoțite de fragilitate crescută și hidrofobicitate redusă. Accelerează sub influența luminii solare și a oxigenului datorită creșterii cantității de componente dure dure, datorită reducerii conținutului de substanțe și uleiuri rășinoase.
Proprietățile reologice ale bitumului depind de compoziția și structura grupului. Bitumurile lichide cu o structură de tip sol se comportă ca lichide, fluxul cărora respectă legea lui Newton. Asfalturi Hard cu structură de tip gel, sunt materiale vâscoelastice, deoarece sarcina aplicată ea în același timp, există un elastic (reversibil) și plastic (ireversibil) ce constituie deformarea. Pentru a descrie procesul de deformare a corpurilor viscoelastice, modelul reologic al lui Maxwell et al.
Proprietăți chimice. Cea mai importantă caracteristică este rezistența chimică a bitumului și a materialelor bituminoase la agenti corozivi agresivi din beton de ciment, metal și alte materiale de construcție. materiale bituminoase sunt bine rezista acțiunii alcaline (cu o concentrație de până la 50%), acid clorhidric (25%) și acetic (10%), acizi. Mai puțin bitum într-o atmosferă care conține oxizi de azot, precum și prin acțiunea soluțiilor concentrate de acizi (în special oxidanți). Bitumul este dizolvat în solvenți organici (alcool etilic, benzină, acetonă, terepentină, benzen etc.)
Datorită rezistenței sale chimice, materialele bituminoase sunt utilizate pe scară largă pentru protejarea structurilor din beton armat, a țevilor de oțel etc.
Proprietăți fizice și mecanice. Gradul de bitum este determinat de duritate, temperatură de înmuiere și extensibilitate. Duritatea se constată din adâncimea de penetrare în bitumul acului (în zecimi de milimetru). Temperatura de înmuiere se determină pe un dispozitiv cu denumirea convențională "Ring and ball", plasat într-un vas cu apă; aceasta corespunde temperaturii apei încălzite la care bilele metalice trec prin inelul umplut cu bitum sub acțiunea propriei sale mase. Elongația caracterizat proba absolută alungire (cm) de bitum (figura opt), la o temperatură 25єS definită pe dispozitiv - duktilometre.
Tabel. 1. Proprietățile fizice și mecanice ale bitumului petrolier
Temperatura de înmuiere, nu mai mică, СєС
Adâncimea de penetrare a acului la 25 ° C, 10 -1 mm
Bitul de marcare este ales în funcție de destinație. Prin denumire, bitumul se distinge pentru construcții, acoperișuri și asfalt rutier. Principalele cerințe privind construcția și bitumul de acoperiș sunt prezentate în tabelul. 1.
4. Aplicație
Bitumul de construcție este utilizat pentru producerea de betoane și mortare de asfalt, masticuri de lipire și izolare, pentru acoperirea și restaurarea acoperișurilor în rulou. BND - drumul petrolier bituminoase este utilizat în reparația și crearea de noi suprafețe rutiere, precum și în instalațiile de asfalt pentru producția de beton asfaltic. Rolul principal - legarea componentelor constitutive: piatra sfărâmată, pulberea minerală și nisipul într-un singur întreg, menținând în același timp plasticitatea și forța necesare, simultan. Ceea ce este deosebit de important atunci când se construiesc suprafețele de drum asfaltic. Bitumul rutier are anumite caracteristici care variază în funcție de temperatura ambiantă.
Pentru a minimiza plante asfaltări sezoniere daune, in diferite zone climatice folosesc diferite tipuri de bitum, diferite: tenacitate, ductilitate, punctul de înmuiere și fragilitate. Rafinăriile de petrol produc două subspecii principale de bitum rutier - vâscos și lichid. Pentru bitumul vâscos BND și BN. Acesta este cel mai utilizat tip în construcția de drumuri. Pentru posibilitatea de asfaltare în sezonul rece se produce așa-numitul bitum lichid. Ia-le după cum urmează: producătorii de bitum adauga diluanti speciale (ceva de genul solvenți), care, după ouat (turnare) - se evapore, întorcându-l la o mai vâscos (original - fluxuri nediluate) de stat. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că această tehnologie de asfaltare agravează în mod semnificativ ecologia. Și în sine însușire asfalt de iarnă, în ultimii ani a ajuns la zero, din cauza lipsei sale de tehnologie și eficiență scăzută.
Bitum de acoperire utilizat pentru fabricarea rulourilor de acoperiș și a materialelor de impermeabilizare. Prin bitum de topire ușoară, clasa BNK 45/180 impregnează substratul (cartonul de acoperire), iar bitumurile refractare servesc pentru stratul de acoperire.
5. Transportul bitumului
Transportul drumurilor bituminoase este posibil numai pe autocamioane special concepute pentru acest tip de autoturisme - bitumen. Bitum (bitum auto) - este un rezervor de semiremorci - termos. Pereții acestui rezervor sunt duși cu un strat termoizolant între ele. bitumul rutier vâscos are o stare agregată în stare lichidă numai într-o stare fierbinte (încălzirea deasupra punctului de înmuiere). Când se răcește, bitumul se transformă într-o substanță solidificată și solidă. Acesta este încărcat într-un suport bitum, cu o temperatură inițială de 180 ° C Încărcarea și descărcarea din camionul cu bitum se face prin gravitație, fără utilizarea pompelor suplimentare sau a pompelor de vid. Presupunând integritatea termoizilare bitumului semiremorcă strat rezervor, în timpul transportului, un bitum rutier poate sprijini necesar menținerii mobilității temperaturii până la două zile. La transportul bitumului pe distanțe mari, se folosesc elemente de încălzire speciale, care sunt instalate în semiremorci pentru rezervoarele bituminoase și vagoanele cisternă (cămăși de abur). Bitumul se încălzește imediat înainte de descărcare, antrenând aburul generatorului de abur prin aceste elemente de încălzire.
Gorchakov G.I. Bazhenov Yu.M. Materiale de construcție: Proc. pentru universități. - M. Stroyizdat, 1986. - 688p. il.
Nifontov A.I. Rudakov V.V. Kvasnitsky A.D. Constructor de referințe rapide. - K. Budivelnik, 1987.
Trimiteți-le prietenilor: