Calitatea materiilor prime pentru producția de bitum este cel mai important factor pentru obținerea bitumului rutier de înaltă calitate
Calitatea bitumelor rutiere și, în consecință, durabilitatea operațională a acoperirilor din beton asfaltic rutier depind în mare măsură de calitatea materiilor prime pentru producția de bitum. Pot fi utilizate diferite tipuri de materii prime organice (a se vedea tabelul).
Principalele tipuri de materii prime pentru producția de lianți bituminoși
În construcția drumurilor, predominanța este utilizarea bitumului de ulei obținut prin prelucrarea fracțiilor reziduale de țiței grele.
Tendința actuală în rafinare și, în special, mai avansată a materiei prime uleiul de procesare pune o problemă luând în considerare particularitățile compoziției chimice și a structurii materiei prime petroliere utilizate pentru producerea asfalturi rutiere și, în consecință, compoziția, structura și proprietățile fizico-mecanice ale bitumuri rutiere obținute.
Bitumul este un amestec complex de hidrocarburi cu masă moleculară mare de origine petrolieră, inclusiv naftenice (CnH2n), aromatic (CnH2n-6) și metan (H2N + 2 Cn) seria, precum și derivații acestora care conțin oxigen, sulf, azot și compuși complecși pescuit din metal. Partea principală a moleculelor de bitum include 25-150 atomi de C.
Compoziția bitumurilor este caracterizată prin compoziția chimică elementară și de grup.
Compoziția elementară a bitumului (% în greutate): carbon - 80-85; apă - 8-12,5; oxigen - 0,2-4; sulf - 0,5-10; azot - 0,2-0,4. Retenția anumitor metale în concentrate de ulei de asfalt (tip Arlan) este (% din masă): V - 0,22; Ni; -0.115; Fe - 0,110; Ca - 0,054, etc. Greutatea moleculară medie a bitumelor nu depășește 700-800 cu.
Dată fiind varietatea largă a compușilor chimici individuali care alcătuiesc bitumul, datele privind compoziția lor chimică în grup sunt, de obicei, utilizate pentru determinarea compoziției lor chimice.
Compoziția chimică compusă din bitum prevede subdivizarea tuturor diferiților compuși chimici individuali care intră în bitum în trei grupe principale: asfaltene, rășini și uleiuri (malteni).
Uleiul destinat producției de bitum este împărțit în trei grupe:
Pentru producția de bitum rutier, cele mai bune materii prime sunt uleiul greu de rășină parafinică.
Cerințele de materii prime pentru fabricarea bitumurilor rutiere vascoase au fost formulate în RSFSR Minavtodorom aprobat în 1988 caietul de sarcini godu TU 38 101583. Pe lângă TU GIPRODORNII sa propus introducerea cerințelor pentru astfel de parametri importanți ca omogenitatea materiei prime petroliere și absența spumei componente în acesta.
Impactul negativ asupra calității materiilor prime petroliere este asigurat de prezența în compoziția sa a deasfaltării asfaltice, a reziduurilor de crăpare.
Obiectivul principal al formării caracteristicilor calitative ale materiilor prime este îndreptat spre formarea bitumului nanostructurat din acesta. După cum se cunoaște, reacțiile de oxidare ale reziduurilor petroliere grele au loc pentru a forma un nanoaggregates micelii asfaltene în curs de dezvoltare în structura de cluster nanoagregatnye. Din modul în care procesul merge interacțiune nanoclusterii între ele, mărimea și viteza de clustere asfalten ochiurilor carcasă care formează proces și asfalten ciorchini nanoaggregates proprietăți dependente de lianți bituminoși care rezultă.
Factorii decisivi în alegerea tehnologiei sunt temperatura, timpul și rata reacției de oxidare.
Profesorul F. G. Unger [2] a subliniat faptul că „mărimea și structura fiecărei particule coloidale depinde de echilibrul energiei cinetice a moleculelor și potențialul lor pereche interacțiune. Termenii procesului tehnologic de formare, existența și distrugerea structurilor supramoleculare (combinații asociative micelii complexe unități structurale macromolecule) ulei dispersat Sisteme de compuși rășinos-asfalten predetermina structura și proprietățile fizico-chimice proprietățile bitumului.
Sistemele bituminoase sunt sisteme termodinamic mobile în care au efectuat în mod continuu tranziții hemolitice (molecule diamagnetice în paramagnetic și invers) și această moleculă paramagnetic și procesele hemolitice determina reorganizarea structurilor supramoleculare ulei sisteme disperse, adică. E. Comportamentul Determinată al sistemului în ansamblu și condițiile de formare a structurii la schimbarea condițiilor externe ale procesului tehnologic.
Analiza a numeroase date de cercetare de diferite metode instrumentale și compararea lor indică faptul că moleculele grele carbonifere sau atomii de carbon separat împreună în structuri mari, cum ar fi asociati, polimeri sau zăbrele datorită excitației de spin și de spin polarizare prin efectul solventului și temperatura. "
Acest lucru a permis să concluzioneze că eventuala existență a unei dinamici stării de echilibru coloidal obiecte complexe, cum ar fi bitum și formularea cerințelor pentru influența parametrilor tehnologici asupra dispersiilor în ulei pentru a obține lianți bituminoși cu proprietățile dorite.
Principalele modalități de producere a bitumului rutier vâscos sunt următoarele:
- Concentrarea fracțiunilor reziduale de ulei prin distilarea lor în vid în prezența vaporilor de apă (obținerea bitumului rezidual).
- Oxidarea aerului a reziduurilor de petrol (mazut, gudron etc.), care permite obținerea bitumurilor oxidate.
- Amestecarea reziduurilor lichide de petrol cu bitum vâscos rezidual sau oxidat, bitum natural solid (asfaltiți, gilsonite).
Pentru a obține lianți de bitum de calitate cerută, pot fi introduse în compoziție diferite tipuri de aditivi, permițând obținerea lianților bituminoși, modificați, complexi și compuși.
Numeroase soluții pentru introducerea în bitum a diferitelor
componente modificatoare, inclusiv aditivi de aderență,
polimeri, așchii de cauciuc, bitum natural, sulf, precum și componente de structurare și stabilizare.
Lianții bituminoși modificați sunt obținuți prin introducerea în bitum a aditivilor speciali (modificatori) care îmbunătățesc anumite proprietăți ale bitumului. Acestea includ bitumurile (sau alte lianți organici) care conțin până la 10% (în greutate) aditivi ai modificatorului.
Ca bitumurilor modificate sunt cunoscute pe larg polimerbitumnogo soi, lianți cauciuc, bitumurile modificate cu aditivi de agenți activi de suprafață, bitum natural și produse chimice, cocs și industria chimică a lemnului.
Lianții compoziți sunt cei care conțin mai mult de trei componente, incluzând diferiți aditivi modificatori, plastifianți, aditivi de structurare și stabilizare (de exemplu, pulberi fine și materiale de umplutură fibroase).
Cel mai bine cunoscut componenta de lianți organici complecși dintre materiale bituminoase naturale este asfalt lac trinidatsky si natural tip bitum asfaltite refractar sau gilsonit.
Scopul selectarea materiei prime de calitate pentru producția de asfalturi rutiere și tehnologie eficientă de fabricație a acestora este de a asigura conformitatea acestora cu GOST 22245-90 care acționează pe vâscos drum de bitum de petrol, precum și cerințele de asigurare a aderenței stabile la materiale de piatră utilizată și cantitatea de intervalul plasticitate corespunzătoare zonei de condițiile climatice aplicare.
A. V. Rudensky, dr. Tech. Științe, profesor
Revista "Dorozhniki" este o periodică de informare a sucursalei care acoperă activitatea întreprinderilor rutiere.
Pe site-urile de informații www.dorogniki.com publicații și grupuri de revistă care publică informații despre construcția de drumuri, tehnologiile informaționale utilizate în prezent și materiale, inovații în construcția de drumuri, repararea drumurilor, patching, amenajare a teritoriului și multe alte lucruri legate de construcția de drumuri, reparații drumuri, patch-uri, amenajari peisagistice, cu tehnologii de design, cu bim, cu inovatii, cu siguranta rutiera.
Trimiteți-le prietenilor: