Битумные вяжущие вещества
Особенности битумных вяжущих строительных материалов, сферы их применения и свойства. Характеристики битумов, их состав и строение. Битумные и дегтевые вяжущие вещества, полимеры и органические виды клея. Вязкость битумов, температура их размягчения.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.12.2011 |
| Размер файла | 651,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Содержание
- Введение
- Глава 1. Битумные вяжущие материалы
- 1.1 Общие понятия битумных вяжущих материалов
- 1.2 Битумные вяжущие вещества
- 1.3 Характеристики битумов
- 1.4 Состав и строение битумов
- Глава 2. Битумные вяжущие вещества
- 2.1 Виды битумных вяжущих
- 2.2 Состав и структура битума
- 2.3 Свойства битумных вяжущих
- 2.4 Вязкость битумов
- 2.5 Температура размягчения
- 2.6 Применение битумных вяжущих
- Заключение
- Список использованной литературы
Введение
Битумами называют сложные смеси углеводородов и их неметаллических производных, встречающиеся в природном виде или получаемые в результате переработки нефти, сланцев.
По совокупности свойств битумы представляют собой смолистые вещества вязкожидкой или твердой консистенции, полностью или частично растворяющиеся в сероуглероде, плавящиеся при нагревании, обладающие пластичными вяжущими свойствами.
В битумах содержатся маслянистые, смолистые вещества, асфальтены, карбены и карбоиды, сера, парафин и др. Маслянистые вещества - это минеральные продукты с плотностью, меньшей единицы. Наличие маслянистых веществ придает битумам подвижность, так как в них растворены смолы. В битумах содержится 45-60% маслянистых веществ.
Смолистые вещества - это твердые или полутвердые продукты, полностью растворяющиеся в бензине, хлороформе, бензоле, маслах. Плотность смолистых веществ близка к единице. В битумах содержится 16-30% смолистых веществ.
Асфальтены - это твердые неплавкие хрупкие кристаллические вещества. Содержание асфальтенов в битумах достигает 50%. Они увеличивают вязкость битумов, а при температуре выше 300° С разлагаются, образуя кокс. Асфальтены не растворимы в петролейном эфире, но растворяются в хлороформе, четыреххло-ристом углероде, сероуглероде.
Карбены и карбоиды - это твердые углеродистые вещества. Карбены растворимы в сероуглероде, но не растворимы в четырех-хлористом углероде. Карбоиды в органических растворителях не растворяются.
Битумы со значительным количеством парафина называются парафинистыми. Однако влияние парафина ослабляется при наличии в битуме масел и смол. Примерный химический состав битумов: 80-87% углерода, 12-14% водорода, до 5% кислорода, до 1% серы, до 0,5% азота.
По исходному сырью битумы подразделяют на природные, нефтяные и сланцевые.
Битумы природные представляют собой твердые вещества или вязкие жидкости. Они встречаются также в породах, в которых битум соединяется с минеральными частицами - глиной, песком, супесью. Такие породы называются асфальтовыми.
Битумы природные получают из битуминозных песчаников, известняков, доломитов либо прямой добычей из отложений в чистом виде. Особую ценность представляют собой асфальтовые известняки и доломиты, из которых изготовляют асфальтовые порошки и мастики, и асфальтовые мелкозернистые пески. Из асфальтовых пород битум получают, обрабатывая измельченную массу горячей водой или воздействуя на породу органическими растворителями с последующим отделением растворителя от битума. Этот способ называют экстрагированием.
Природные битумы почти не содержат парафина и, в отличие от нефтяных, имеют в своем составе больше минеральных веществ. Природные битумы являются наиболее устойчивыми к атмосферным и химическим воздействиям.
битумный вяжущий вещество строительный
Глава 1. Битумные вяжущие материалы
1.1 Общие понятия битумных вяжущих материалов
Битумные вяжущие представляют собой сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных (соединений углеводородов с серой, кислородом, азотом). Различают природные и искусственные нефтяные битумы. Природные битумы извлекают из асфальтовых горных пород органическими растворителями или вываривают их в горячей воде. Искусственные битумы представляют собой остатки, получаемые при переработке нефти. При нормальной температуре битумы встречаются как в твердом, так и в вязкожидком состоянии. При нагревании они размягчаются (разжижаются), а при охлаждении вновь возвращаются в первоначальное состояние. Обладая аморфным строением, битумы в отличие от кристаллических тел не имеют определенной температуры плавления. Существует некоторый температурный интервал размягчения, т.е. постепенный переход от твердого состояния в вязкожидкое.
Битумы гидрофобны (не смачиваются водой), водостойки, имеют плотное строение, их пористость практически равна нулю, поэтому они водонепроницаемы и морозостойки. Эти свойства позволяют широко использовать битумы для устройства кровель и гидроизоляции. Битумы стойки к водным растворам многих кислот, щелочей, солей и большинству агрессивных газов, но растворяются частично или полностью в различных органических растворителях (хлороформе, этиловом спирте, бензине, бензоле, ксилоле, скипидаре, ацетоне и др.). Поэтому их можно применять для приготовления некоторых мастик, лаков и красок. Расплавленные битумы при остывании сохраняют некоторую пластичность и лишь при сравнительно низкой температуре становятся хрупкими.
Для улучшения свойств битумных вяжущих их сплавляют с резиной; получаемые при этом материалы называют резинобитумными; добавляют полимеры, после этого их называют битумно-полимерными. По назначению битумы подразделяют на строительные, кровельные и дорожные.
1.2 Битумные вяжущие вещества
Битумными называют строительные материалы, в состав которых входят битумы. Битумные вещества представляют собой сложные смеси углеводородов и их производных. При нормальной температуре это твердые массы или густые жидкости темного, почти черного цвета. Они не растворяются в воде, а многие из них и в кислотах, но растворяются в сероуглероде, хлороформе, бензоле и других органических растворителях. В зависимости от исходного сырья битумные вяжущие вещества делятся на нефтяные и природные.
Нефтяные битумы получают из сырой нефти на нефтеперегонных заводах. По способу производства нефтяные битумы делят на остаточные, окисленные, крекинговые и компаундированные.
Остаточные битумы, или гудрон, получают в атмосферно-вакуумных установках непрерывного действия после отгонки из высокосмолистой нефти бензина, керосина и других топливных и масляных фракций. При нормальной температуре они представляют собой твердые вещества с небольшой вязкостью.
Окисленные битумы изготовляют путем продувки кислородом воздуха через гудроны, крекинг-остатки и другие нефтяные остатки. При такой продувке под действием кислорода воздуха нефтяные остатки окисляются и уплотняются, увеличивая вязкость.
Крекинговые битумы представляют собой остатки после разложения (крекинга) нефти и нефтяных масел при высокой температуре с целью получения большого выхода бензина.
Полученные крекинговые остатки дополнительно подвергаются окислению, в результате чего образуются окисленные крекинговые битумы. Такие крекинг-битумы обладают повышенной хрупкостью.
Компаудированные битумы получают компаундированием (смешением остатков, получающихся при переработке нефти).
В строительстве используют только остаточные и окисленные нефтяные битумы. В зависимости от назначения они классифицируются на строительные, кровельные и дорожные.
Каждую группу битумов делят еще на марки. В основу их классификации положена пенетрация - глубина проникания в битум иглы стандартного прибора - пенетрометра (см. схему слева) под действием груза массой 100 г в течение 5 с при температуре 25°С. Глубину проникания иглы определяют в градусах пенетрометра, при этом 1° = 0,1 мм. Для строительных и дорожных битумов пенетрация соответственно составляет (0,5.4) и (4.30) мм. Кроме пенетрации к важнейшим свойствам битума относят температуру размягчения и степень растяжимости. Растяжимость битумов определяют на дуктилометре, разрывающем образцы восьмерки из битума (см. схему ниже):
Дуктилометр
а - общий вид прибора; б - форма для приготовления образцов; 1 - маховик; 2 - водонепроницаемый ящик; 3 - шкала; 4, 5 - соответственно подвижные и неподвижные салазки; 6 - отверстие для крепления формы; 7 - битум; 8 - разборные части формы.
Образец битума во время испытания при температуре 25°С начинает вытягиваться в нить. Момент разрыва нити фиксируется прибором, а на линейке отмеряют длину до момента разрыва. Эта длина (в см) и служит мерой растяжимости битума.
Температурой размягчения битумов называют температуру, при которой испытуемый битум деформируется (размягчается) под воздействием массы металлического шарика. Ее определяют на приборе "Кольцо и шар" (см. схему слева ниже). Температура размягчения у разных марок битума 50.95°С и выше и имеет большое значение при устройстве кровельных покрытий. Все три показателя свойств битума связаны между собой некоторой зависимостью. Твердые битумы с малой глубиной проникания иглы имеют высокую температуру размягчения и малую растяжимость, т.е. являются хрупкими, а битумы с низкой температурой размягчения, имеющие большую пенетрацию, могут сильно растягиваться.
Для определения огнестойкости битумов устанавливают их температуру вспышки и воспламенения. Температуру вспышки определяют на приборе Бренкена (см. схему справа ниже):
|
прибор "Кольцо и шар" 1 - кольцо; 2 - шар; 3 - термометр; 4 - вода |
прибор Бренкена для определения температуры вспышки и воспламенения битума 1 - штатив; 2 - зажим; 3 - термометр; 4 - металлический тигель; 5 - песчаная баня; б - горелка; 7 - кольцо штатива |
Появление синего пламени над поверхностью битума принимают за момент его вспышки, а температуру, отмеченную в этот момент, за температуру вспышки.
В таблице ниже приведены показатели физико-механических свойств строительных и кровельных битумов:
Физико-механические свойства строительных и кровельных битумов
Примечание: В хлороформе или бензоле растворяется не менее 99 % битумов. Сероводородных соединений в них допускается не более 0,3 %.
Строительные битумы применяют для устройства гидроизоляции; кровельные битумы - для изготовления рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов; дорожные битумы - для поверхностной обработки покрытий и устройства дорог с асфальтобетонным покрытием.
Природные битумы. Их подразделяют на три вида: пластовые, поверхностные и жильные. Пластовые - это горные породы осадочного происхождения (известняки, доломиты, песчаники), пропитанные битумом. Природные битумы получают из битуминозных песков и песчаников нагреванием, а из битуминозного известняка - экстрагированием. Применение природных битумов в строительстве ограничивается из-за высокой стоимости. Используют их в основном в химической и лакокрасочной промышленности.
1.3 Характеристики битумов
Физические характеристики органических и неорганических вяжущих веществ и материалов, изготовляемых на их базе, различны; Для органических веществ в различие от минеральных характерны гидрофобность, атмосферостойкость, растворимость в органических растворителях, завышенная деформативность, способность размягчаться при нагревании вплоть до полного расплавления. Эти характеристики обусловили применение органических вяжущих для производства кровельных, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов, а также их обширное распространение в гидротехническом и дорожном строительстве.
Плотность битумов в зависимости от группового состава колеблется в пределах от 0,8 до 1,3 г/см3. Теплопроводность характерна для аморфных веществ и составляет 0,5-0,6 Вт/ (м°С); теплоемкость - 1,8-1,97 кДж/кг°С. Коэффициент большого теплового расширения при 25°С находится в пределах от 510-4 до 810-4°С1, причем более вязкие битумы имеют больший коэффициент расширения; при пониженных температурах - около 2104°С-1. Устойчивость при нагревании характеризуется:
1) потерей массы при нагревании пробы битума при 160°С в течение 5 ч (не более 1%) и 2) температурой вспышки (230-240°С - в зависимости от марки).
Водостойкость характеризуется содержанием водорастворимых соединений (в битуме не более 0,2-0,3% по массе). Электроизоляционные характеристики употребляют при устройстве изоляции электрокабелей.
Физико-химические характеристики. Поверхностное натяжение битумов при температуре 20-25°С составляет 25-35 эрг/см2. От содержания поверхностно-активных полярных компонентов в органическом вяжущем зависит смачивающая способность вяжущего и его сцепление с каменными материалами (порошкообразными наполнителями, маленьким и крупным заполнителем). Прочные хемосорбционные связи битум образует с наполнителем из известняка, доломита с огромным количеством адсорбционных центров в виде катионов Са3+ и Ме+2.
Старение - процесс медленного конфигурации состава и параметров битума, сопровождающийся повышением хрупкости и понижением гидрофобности. Ускоряется под действием солнечного света и кислорода воздуха вследствие возрастания количества жестких хрупких составляющих за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел.
Реологические характеристики битума зависят от группового состава и строения. Жидкие битумы, имеющие структуру типа золь, ведут себя как воды, течение которых подчиняется закону Ньютона. Твердые битумы, имеющие структуру типа гель, относятся к вязко-упругим материалам, так как при приложении к ним перегрузки одновременно возникает упругая (обратимая) и пластическая (необратимая) составляющие деформации. Для описания процесса деформирования вязко-упругих тел употребляют реологическую модель Максвелла и др. (См. Разд.1).
Химические характеристики. Более принципиальным свойством является химическая стойкость битумов и битумных материалов к действию агрессивных веществ, вызывающих коррозию цементных бетонов, металлов и остальных строительных материалов. По данным Н.А. Мощанского, битумные материалы отлично сопротивляются действию щелочей (с концентрацией до 45%), фосфорной кислоты (до 85%), а также серной (с концентрацией до 50%), соляной (до 25%) и уксусной (до 10%) кислот. Менее стойки битумы в атмосфере, содержащей окислы азота, а также при действии концентрированных растворов кислот (в особенности окисляющих). Битум растворяется в органических растворителях. Благодаря собственной химической стойкости и экономичности битумные материалы обширно используют для химической защиты железобетонных конструкций, стальных труб и др.
Физико-механические характеристики. Марку битума определяют твердостью, температурой размягчения и растяжимостью.
Твердость находят по глубине проникания в битум иглы (в десятых долях миллиметра).
Температуру размягчения определяют на приборе “кольцо и шар”, помещаемом в сосуд с водой; она соответствует той температуре нагреваемой воды, при которой металлический шарик под действием своей массы проходит через кольцо, заполненное испытуемым битумом.
Растяжимость характеризуется абсолютным удлинением (см) эталона битума (“восьмерки”) при температуре 25°С, определяемым на приборе - дуктилометре.
Марку битума выбирают в зависимости от назначения. По назначению различают битумы строительные, кровельные и дорожные.
Строительные битумы используют для производства асфальтовых бетонов и растворов, приклеивающих и изоляционных мастик, покрытия и восстановления рулонных кровель.
Кровельные битумы употребляют для производства кровельных рулонных и гидроизоляционных материалов. Легкоплавким битумом марки БНК 45/180 пропитывают базу (кровельный картон); а тугоплавкие битумы служат для покровного слоя.
|
Марка битума |
Температура размягчения не ниже |
Глубина проникания иглы при 25°, 10-1 мм |
Растяжимость при 25° не менее, см |
|
|
Строительные битумы |
||||
|
БН 50/50 |
50 |
41-60 |
40 |
|
|
БН 70/30 |
70 |
21-40 |
3 |
|
|
БН 90/10 |
90 |
5-20 |
1 |
|
|
Кровельные битумы |
||||
|
БНК 45/180 |
40-45 |
140-220 |
Не нормируется |
|
|
БНК 90/40 |
85-95 |
35-45 |
Не нормируется |
|
|
БНК 90/30 |
85-95 |
25-35 |
Не нормируется |
1.4 Состав и строение битумов
Битумы относятся к более распространенным органическим вяжущим веществам.
Элементарный состав битумов колеблется в пределах: углерода 70 - 80%, водорода 10 - 15%, серы 2 - 9%, кислорода 1 - 5%, азота 0 - 2%. Эти элементы находятся в битуме в виде углеводородов и их соединений с серой, кислородом и азотом. Химический состав битумов очень сложен. Так, в них могут находиться предельные углеводороды от С9Н20 до С30Н62. Все многообразные соединения, образующие битум, можно свести в три группы: жесткая часть, смолы и масла.
Жесткая часть битума - это высокомолекулярные углеводороды и их производные с молекулярной массой 1000-5000, плотностью более 1, объединенные общим заглавием асфальтены”. В асфальтенах содержатся карбены, растворимые лишь в СCl4, и карбоиды, не растворимые в маслах и летучих растворителях. В состав битумов могут входить также твердые углеводороды - парафины.
Смолы представляют собой аморфные вещества мрачно-коричневого цвета с молекулярной массой 500-1000, плотностью около 1.
Масляные фракции битумов состоят из разных углеводородов с молекулярной массой 100-500, плотностью менее 1.
По своему строению битум представляет коллоидную систему, в которой диспергированы асфальтены, а дисперсионной средой являются смолы и масла. Асфальтены битума, диспергированные в виде частиц размером 18-20 мкм, являются ядрами, каждое из них окружено оболочкой убывающей плотности - от тяжелых смол к маслам.
характеристики битума, как дисперсной системы, определяются соотношением входящих в него составных частей: масел, смол и асфальтенов. Повышение содержания асфальтенов и смол влечет за собой возрастание твердости, температуры размягчения и хрупкости битума. Напротив, масла, частично растворяющие смолы, делают битум мягким и легкоплавким. Понижение молекулярной массы масел и смол также увеличивает пластичность битума.
Парафин, содержащийся в нефтяных битумах, ухудшает их свойства, увеличивает хрупкость при пониженных температурах. Поэтому стремятся к тому, чтоб содержание парафина в битуме не превышало 5%.
Состав определил практические методы перевода жестких битумов в рабочее состояние:
1) нагревание до 140-170°С, размягчающее смолы и увеличивающее их растворимость в маслах;
2) растворение битума в органическом растворителе (зеленоватое нефтяное масло, лакойль и др.) Для придания рабочей консистенции без нагрева (холодные мастики и т.п.);
3) Эмульгирование и получение битумных эмульсий и паст.
Глава 2. Битумные вяжущие вещества
2.1 Виды битумных вяжущих
Битумные и дегтевые вяжущие вещества наряду с полимерами и органическими клеями образуют группу органических вяжущих веществ. На основе этих вяжущих производят большое количество материалов и изделий для строительства: асфальтовые бетоны и растворы, рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы, мастики, пасты, эмульсии и некоторые лаки.
Битумные материалы могут быть как природные, встречающиеся в виде отдельных скоплений или чаще пропитывающие горные породы, так и искусственные, получаемые при переработке нефти. Дегтевые - искусственные материалы, получаемые в заводских условиях при сухой перегонке твердых видов топлива.
Различают следующие группы битумных и дегтевых вяжущих веществ:
· битумные, состоящие из нефтяных битумов или из сплавов нефтяных и природных битумов;
· дегтевые - каменноугольные или сланцевые или сплавы дегтевых масел с пеками;
· смешанного вида - гудрокамовые (продукты совместного окисления каменноугольных масел и нефтяного гудрона);
· дегте - и битумополимерные, содержащие нефтяные битумы пли каменноугольные дегтевые вещества и полимеры.
Битумные и дегтевые вяжущие имеют темно-коричневый или черный цвет, поэтому их часто называют "черными вяжущими".
Наиболее широкое применение в строительстве и производстве строительных материалов получили битумные вяжущие и особенно нефтяные битумы. Дегтевые материалы применяют ограниченно, так как большинство их служит сырьем для получения разных ценных химических продуктов. К тому же дегтевые вяжущие и материалы на их основе в условиях эксплуатации под влиянием влаги, кислорода воздуха, солнечной радиации сравнительно быстро "стареют", становясь хрупкими и малопрочными, обладают неприятным запахом и выделяют вредные для здоровья вещества.
По консистенции (при температуре 18°С) битумы могут быть твердыми, обладающими упругими, а иногда хрупкими свойствами, полутвердыми (вязкопластичными) и жидкими (легкотекучими). Твердые и полутвердые битумы транспортируют и железнодорожных цистернах, оборудованных подогревательными устройствами; жидкие битумы - в нефтяных и мазутных цистернах. Хранить битумы следует в специальных хранилищах.
Природные битумы
Природные битумы отличаются высокой атмосферостойкостью и хорошим прилипанием к поверхности каменных материалов, но из-за дефицитности и высокой стоимости в строительстве применяют ограниченно. Их используют главным образом в химической и лакокрасочной промышленности.
Нефтяные битумы
Нефтяные битумы получают из нефти путем обработки остатков, образующихся при ее фракционной перегонке на нефтеперерабатывающих заводах. В зависимости от способа производства различают остаточные, окисленные и крекинговые нефтяные битумы.
Остаточные битумы
Остаточные битумы получают путем глубокого отбора масел из гудронов. При нормальной температуре это твердые или полутвердые продукты относительно малой вязкости. Для повышения вязкости остаточные битумы или гудрон подвергают окислению, продувая через них воздух. При продувке под воздействием кислорода воздуха нефтяные остатки окисляются и уплотняются за счет образования высокомолекулярных компонентов, их вязкость повышается, в результате чего получаются окисленные битумы.
Окисленные битумы
Окисленные битумы более погодостойки, чем остаточные, и по долговечности не уступают природным битумам. Смешивая битум, полученный как остаточный продукт после обработки гудрона жидким пропаном, с масляными дистиллятами, получают смешанные (компаундированные) битумы.
Крекинговые битумы
Крекинговые битумы получают окислением (продувка воздухом) крекинг-остатков, образующихся при переработке мазута, с целью увеличения выхода бензина, крекинг-процессом, т.е. расщеплением углеводородов при высоких температурах и больших давлениях.
2.2 Состав и структура битума
Битумы состоят из смеси высокомолекулярных углеводородов, главным образом метанового и нафтенового рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных. Элементарный химический состав всех битумов достаточно близок. В них 70.87% углерода, до 15% водорода, до 10% кислорода, до 1,5% серы (в природных битумах до 10%), небольшое количество азота. Элементарный химический состав битумов позволяет судить только о материальном балансе элементов, из которых построены компоненты битумов, и не дает представления о десятках химических соединений, содержащихся в битумах, и об их влиянии на структуру и свойства битумов.
Масла - жидкая при обычной температуре группа углеводородов, плотностью менее единицы и молекулярной массой 100…500. Повышенное содержание масел в битуме придает им подвижность и текучесть.
Смолы - вязкопластичные вещества, твердые или полутвердые при обыкновенной температуре, плотностью около единицы и молекулярной массой 500.1000. Состав углеводородов в смолах более сложный, чем в маслах. Смолы придают битумам вяжущие свойства и пластичность.
Асфальтены - твердые неплавкие высокополициклические соединения с плотностью более единицы и молекулярной массой 1000…5000 и более. Некоторые асфальтены растворимы в маслянистых и смолистых фракциях, другие - карбены и карбоиды, содержащие свободный углерод, нерастворимы. Асфальтены придают битуму твердость и теплоустойчивость. При длительном нагревании битума в присутствии воздуха масла и смолы переходят в асфальтены. Чрезмерно большое количество асфальтенов в битуме может образоваться также под действием солнечной радиации, что вызывает постепенное разрушение - "старение" битума.
Асфальтогеновые кислоты принадлежат к группе полинафтеновых кислот; их консистенция может быть твердой или высоковязкой. Являясь поверхностно-активной частью битума, они способствуют повышению прочности сцепления битума с каменными и другими материалами.
2.3 Свойства битумных вяжущих
Важнейшими свойствами битумов для их применения в строительстве являются:
· способность при нагревании (до 80…170°С) или добавлении растворителей (разжижителей) переходить в вязкожидкое состояние и объединяться с каменными или другими строительными материалами;
· способность при понижении температуры (до 20…25°С и ниже) или испарении растворителей вновь загустевать и образовывать единый материал, сцепляться с введенными в них или пропитанными и обмазанными ими другими материалами (асфальтовые бетоны и растворы, кровельные и гидроизоляционные материалы);
· способность придавать гидрофобные (водоотталкивающие) свойства другим материалам, обработанным битумом.
Основными свойствами, определяющими качество твердых и полутвердых битумов и деление их на марки, являются вязкость, температура размягчения и хрупкости, пластичность; для жидких битумов - вязкость и фракционный состав (содержание летучих масел).
2.4 Вязкость битумов
Вязкость битумов является характеристикой его структурно-механических свойств и зависит от группового состава и температуры. При повышении температуры вязкость снижается, при понижении - резко возрастает; при отрицательных температурах битум становится хрупким. По ГОСТу на методы испытаний твердых и вязких битумов вязкость, точнее текучесть (величину, обратную вязкости), определяют условным показателем - глубиной проникания иглы в битум при определенных нагрузке, температуре и времени погружения на пенетрометре. Чем выше вязкость битума, тем меньше глубина погружения иглы. Вязкость жидких битумов определяют на стандартном вискозиметре по времени (в секундах) истечения порции битума при определенной температуре битума и диаметре отверстия прибора.
2.5 Температура размягчения
Температурой размягчения битума условно считают температуру, при которой битум переходит из твердого состояния в пластичное, приобретая подвижность. Она соответствует температуре, при которой образец битума под грузом в виде шарика при нагревании размягчится настолько, что коснется нижней полочки этажерки стандартного прибора "кольцо и шар". Это свойство битума характеризует верхний температурный предел его применения. Нижний температурный предел применения битума характеризуется температурой хрупкости, при которой появляется первая трещина в тонком слое битума, нанесенном на стальную пластинку стандартного прибора при ее изгибе и распрямлении. Температурный интервал между температурой хрупкости и температурой размягчения называют температурным рабочим интервалом, который учитывают при выборе битума для применения в определенных температурных условиях.
Свойства битумов тесно связаны между собой. Твердые битумы (с малой глубиной проникания иглы) имеют высокую температуру размягчения, но малую растяжимость, т.е. являются относительно хрупкими (особенно при отрицательных температурах). Битумы с низкой температурой размягчения, т.е. мягкие, обладают высокой пластичностью.
Для учета огнеопасности при нагревании битума определяют температуру вспышки паров, выделяемых из битума при нагревании от поднесенного пламени.
Битумы обладают и другими важными свойствами: водостойкостью и водонепроницаемостью; стойкостью к действию водных растворов многих кислот, щелочей, солей и к большинству агрессивных газов; способностью частично или полностью растворяться в различных органических растворителях (хлороформе, спирте, бензине, бензоле, сероуглероде, дихлорэтане и др.).
2.6 Применение битумных вяжущих
Твердые и полутвердые нефтяные битумы применяют для дорожных покрытий, изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов, некоторых герметизирующих материалов, а жидкие битумы используют в основном при строительстве дорог (для обработки гравийных и щебеночных смесей, изготовления асфальтовых материалов).
Заключение
Битумами называют сложные смеси углеводородов и их неметаллических производных, встречающиеся в природном виде или получаемые в результате переработки нефти, сланцев.
По совокупности свойств битумы представляют собой смолистые вещества вязкожидкой или твердой консистенции, полностью или частично растворяющиеся в сероуглероде, плавящиеся при нагревании, обладающие пластичными вяжущими свойствами.
В битумах содержатся маслянистые, смолистые вещества, асфальтены, карбены и карбоиды, сера, парафин и др. Маслянистые вещества - это минеральные продукты с плотностью, меньшей единицы. Наличие маслянистых веществ придает битумам подвижность, так как в них растворены смолы. В битумах содержится 45-60% маслянистых веществ.
Смолистые вещества - это твердые или полутвердые продукты, полностью растворяющиеся в бензине, хлороформе, бензоле, маслах. Плотность смолистых веществ близка к единице. В битумах содержится 16-30% смолистых веществ.
Асфальтены - это твердые неплавкие хрупкие кристаллические вещества. Содержание асфальтенов в битумах достигает 50%. Они увеличивают вязкость битумов, а при температуре выше 300° С разлагаются, образуя кокс. Асфальтены не растворимы в петролейном эфире, но растворяются в хлороформе, четыреххло-ристом углероде, сероуглероде.
Карбены и карбоиды - это твердые углеродистые вещества. Карбены растворимы в сероуглероде, но не растворимы в четырех-хлористом углероде. Карбоиды в органических растворителях не растворяются.
Битумы со значительным количеством парафина называются парафинистыми. Однако влияние парафина ослабляется при наличии в битуме масел и смол. Примерный химический состав битумов: 80-87% углерода, 12-14% водорода, до 5% кислорода, до 1% серы, до 0,5% азота.
По исходному сырью битумы подразделяют на природные, нефтяные и сланцевые.
Битумы природные представляют собой твердые вещества или вязкие жидкости. Они встречаются также в породах, в которых битум соединяется с минеральными частицами - глиной, песком, супесью. Такие породы называются асфальтовыми.
Битумы природные получают из битуминозных песчаников, известняков, доломитов либо прямой добычей из отложений в чистом виде. Особую ценность представляют собой асфальтовые известняки и доломиты, из которых изготовляют асфальтовые порошки и мастики, и асфальтовые мелкозернистые пески. Из асфальтовых пород битум получают, обрабатывая измельченную массу горячей водой или воздействуя на породу органическими растворителями с последующим отделением растворителя от битума. Этот способ называют экстрагированием.
Природные битумы почти не содержат парафина и, в отличие от нефтяных, имеют в своем составе больше минеральных веществ. Природные битумы являются наиболее устойчивыми к атмосферным и химическим воздействиям.
Список использованной литературы
1. Баженов Ю.М. Технология бетона: Учебное пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1978. - 455с., ил.
2. Шестоперов С.В. Технология бетона: Учебное пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1977. - 431с., ил.
3. Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона: Учебное пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1986. - 296с., ил.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Вяжущие материалы - минеральные и органические вещества, применяемые для изготовления бетонов и строительных растворов. Характеристика их разновидностей – гидравлических вяжущих и специальных; химический и минералогический состав, свойства, применение.
реферат [71,2 K], добавлен 30.03.2010Битумы, дегти и материалы на их основе. Термопластичные и термореактивные полимеры. Технология производства асфальтобетона. Схема коллоидно-дисперсного строения битума. Классификация органических вяжущих веществ. Основные недостатки битумов и дегтей.
лекция [76,6 K], добавлен 16.04.2010Общие сведения о строительных материалах, их основные свойства и классификация. Классификация и основные виды природных каменных материалов. Минеральные вяжущие вещества. Стекло и стеклянные изделия. Технологическая схема производства керамической плитки.
реферат [20,3 K], добавлен 07.09.2011Физические свойства строительных материалов. Понятие горная порода и минерал. Основные породообразующие минералы. Классификация горных пород по происхождению. Твердение и свойства гипсовых вяжущих. Магнезиальные вяжущие материалы и жидкое стекло.
шпаргалка [3,7 M], добавлен 06.02.2011Использование неорганических вяжущих материалов в современной инженерии; их свойства, отличия друг от друга, преимущества и недостатки, применение и правила хранения. Группы воздушных и гидравлических веществ в зависимости от среды их эксплуатации.
реферат [777,8 K], добавлен 28.11.2013Характеристика свойств строительных материалов. Минеральный состав магматических горных пород. Гипсовые вяжущие вещества, их свойства. Гниение и антисептирование древесины. Рулонные кровельные материалы. Технология получения цемента по "мокрому" способу.
контрольная работа [87,0 K], добавлен 25.07.2010Морозостойкость и определяющие ее факторы. Цели добавок в глину при изготовлении керамического кирпича (красного). Магнезиальные вяжущие вещества и их отличие от других. Виды портландцементов. Состав, свойства и применение кислотоупорного цемента.
контрольная работа [48,5 K], добавлен 30.04.2008История магнезиальных цементов, искусство их изготовления и применения. Физико-механические свойства вяжущего вещества. Применение магнолита как строительного материала. Промышленная добыча бишофита. Теоретические основы обжига магнезита и доломита.
реферат [352,8 K], добавлен 03.06.2015Характеристика гипсовых вяжущих материалов. Процесс схватывания и твердения гипса. Дробление гипсового камня. Обжиг сыпучего материала. Определение режима работы предприятия и материального баланса. Контроль производства и качества готовой продукции.
курсовая работа [98,0 K], добавлен 05.05.2015Назначение и классификация ячеистых бетонов. Виды сырьевых материалов, требования, предъявляемые к ним; вяжущие вещества, кремнеземистый компонент, порообразователи, корректирующие добавки. Технология крупноразмерных изделий. Контроль качества продукции.
курсовая работа [253,7 K], добавлен 18.11.2009
