Битумы нефтяные дорожные вязкие

Строительные материалы

Лекция №8

Органические вяжущие материалы.

Битумы нефтяные вязкие. Битумы нефтяные жидкие.

Органические вяжущие материалы состоят из сложной смеси высокомолекулярных органических соединений различного строения. По внешнему виду они представляют собой жидкие или вязкопластичные водонерастворимые вещества.

Смеси каменных материалов с органическими вяжущими удобны в работе, их легко изготавливать, транспортировать с завода к месту строительства, укладывать и уплотнять различными машинами. Из таких смесей можно делать слои дорожных одежд требуемой толщины.

Дорожные покрытия на основе органических вяжущих эластичны, частично поглощают шум от движущихся транспортных средств, не пылят. Такие покрытия можно делать шероховатыми, что способствует безопасности движения по дороге. Шероховатость по мере истираемости можно легко возобновить.

В нашей стране имеются различные полезные ископаемые органического происхождения. Их добывают и перерабатывают на специальных заводах и получают продукты, необходимые в различных отраслях народного хозяйства. Из остатков от переработки таких ископаемых изготавливают органические вяжущие материалы.

Исходным перерабатываемым сырьем являются нефть, битумосодержащие породы и горючие сланцы. На их основе получают битумы. Другим видом сырья являются каменный уголь, древесина и торф. На их основе получают дегти. Таким образом органические вяжущие материалы, применяемые в дорожном строительстве, делят на дегти и битумы.

Битумы, в зависимости от сырья, из которого их получают, бывают нефтяные, природные и сланцевые. Их делят на твердые, вязкие и жидкие.

 Твердые и вязкие битумы по консистенции подразделяют на марки, в жидкие по скорости загустевания и вязкости – на классы и марки

Битумы нефтяные вязкие.

 При изготовлении смесей битума с каменным материалом он должен обладать невысокой вязкостью, хорошо смачивать каменный материал, обволакивать и прочно прилипать к нему. При соблюдении этих требований частицы каменного материала будут равномерно покрыты пленкой битума, а смесь получится однородной.

Если вязкость битума будет выше допустимой, то такую смесь трудно уплотнить катками, а если меньше допустимой, то каток будет проваливаться и смесь будет трудно уплотнить.

Для надежной работы битум должен соответствовать следующим требованиям:

1. В летний период пленка битума в слое покрытия или основания дорожной одежды должна быть достаточно прочной и обладать невысокой деформативностью. Если это условие не будет выполнено, то в слое появятся деформации в виде волн.

2. Зимой пленка битума в слоях одежды должна обладать достаточной деформативностью, что особенно важно при резком перепаде температур. В противном случае могут появиться трещины.

3. В осенний и весенний периоды пленка должна обладать достаточной прочностью и деформативностью, Особенно это важно в весенний период, когда несущая способность переувлажненных грунтов под дорожной одеждой снижается, могут образовываться трещины.

4. Пленка битума должна быть водостойкой и не отслаиваться водой с поверхности частиц каменного материала, иначе дорожная одежда может разрушиться.

5. Битум должен обладать устойчивостью к старению, а его свойства не должны изменяться в слоях одежды.

Прочность пленки битума – одна из важнейших характеристик, определяющая его эксплуатационные свойства. На прочность влияют ее толщина, вид каменного материала, температура пленки, время воздействия на нее нагрузки от колес автомобиля и состав битума.

Недостаток или избыток битума в асфальтобетоне снижают прочность пленки.

Время воздействия колеса автомобиля на пленку битума в дорожной одежде зависит от скорости движения, Чем больше скорость, тем меньше время воздействия на пленку битума, тем прочнее пленка. При малых скоростях движения, например, на перекрестках и в зонах остановок транспортных средств время воздействия нагрузки на пленку больше, а прочность ее меньше. Таким образом, с точки зрения прочности пленки на перегонных участках можно использовать битум с меньшей прочностью, а в зонах перекрестков и остановок – с большей прочностью.

Битумы нефтяные дорожные вязкие

 

Нефтяные дорожные битумы делятся на вязкие и жидкие. Вязкие битумы различаются: БНД (битумы нефтяные дорожные) и БН (битумы нефтяные).

Вязкие нефтяные битумы состоят из смеси высокомолекулярных углеводородов нефтяного происхождения и их производных, содержащих кислоту, серу, азот и комплексные соединения металлов.

 

Вязкие нефтяные дорожные битумы вырабатывают пяти марок: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 130/200; битумы нефтяные (БН) — четырех марок: БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300 (табл. 1).

 

Буквы БНД означают «битум нефтяной дорожный», цифры-дроби 40/60, 60/90 и т.д. указывают на допустимые для марки пределы показателей глубины проникания стандартной иглы при 25°С, косвенно характеризующие вязкость битума. Битумы марок БНД отличаются хорошим сцеплением с каменными материалами и имеют достаточно высокую пластичность при отрицательных температурах, стойки к климатическим воздействиям. Технические условия на вязкие нефтяные битумы нормированы ГОСТ 22245—90.

 

Вязкие нефтяные дорожные битумы применяют для приготовления горячих, теплых и холодных асфальтобетонных смесей, для поверхностной обработки, пропитки, а также для разжижения с целью получения жидких битумов, применяемых для приготовления холодного асфальтобетона, поверхностной обработки и для смешения на дороге и т.п.

 

Вязкие битумы относятся к той или иной марке на основании трех основных показателей: глубины проникания иглы, температуры размягчения и растяжимости. Глубина проникания иглы и растяжимость нормируются при двух температурах: 25 °С и 0 °С. По физико-механическим показателям вязкие битумы должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 5.1.

 

Для определения свойств битума нужна сложная аппаратура, поэтому в строительных лабораториях делают условные испытания. показатели которых позволяют косвенно судить о свойствах битума.

 

Прочность битума при 25°С связана с вязкостью - глубиной проникания иглы в битум, которую определяют пенетрометром по ГОСТ 11501-78. Чем меньше глубина проникания, тем больше прочность.

 

О прочности битума при повышенных летних температурах можно судить по температуре размягчения битума, которую определяют по прибору «кольцо и шар» по ГОСТ 11506-73. Чем выше т-ра размягчения, тем больше прочность битума.

 

Хрупкость битума определяют на приборе Фрааса по ГОСТ 11507-74. Чем ниже т-ра хрупкости битума, тем более деформативен он в зимнее время.

 

Битумы состоят из асфальтенов и мальтенов.

Асфальтены представляют собой смесь высокомолекулярных соединений, молекулярная масса составляет 6000. Влияют на прочность, деформативность и прилипание битума к поверхности каменных материалов.

Асфальтены в битумах и свободный углерод в дегтях повышают температуру размягчения и твердость.

Мальтены состоят из смол и масел. Смолы облегчают набухание асфальтеновых комплексов.Смолы обусловливают вяжущие свойства битумов и дегтей, придают им пластичность, увеличивают клеящую способность.

 

Вязкие дорожные нефтяные битумы являются горючими веществами с минимальной температурой воспламенения 368 °С. Предельно допустимая концентрация паров углеводородов битумов в воздухе рабочей зоны составляет 300 мг/м3.

 

По степени воздействия на организм, битумы являются малоопасными веществами и относятся к 4-му классу опасности.

 

При работе с битумом помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и должны применяться средства индивидуальной защиты. При загорании небольших количеств битума его следует тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем, развившийся пожар следует тушить пенной струей.

 

Отходы производства битума (газы окисления) обезвреживаются сжиганием в печи дожига.

 

Гарантийный срок хранения битумов — один год со дня изготовления.

 

Важными показателями битумов марок БНД являются показатель сцепления и температура хрупкости. К сожалению, показатель сцепления, характеризующий адгезионные свойства битума к кислым и основным породам в существующем ГОСТе не нашел отражения, что безусловно является его недостатком.

 

Если имеющиеся битумы не удовлетворяют необходимым требованиям, следует подобрать состав битумных смесей из нефтяных битумов двух различных марок или смесей нефтяных битумов с природными. Чаще всего битумы улучшают добавлением модифицирующих добавок, типа ПАВ и т.п.

 

Улучшенные битумы и их смеси, свойства которых оптимизированы специальной химической обработкой и добавлением пластификаторов, применяют главным образом для устройства верхних слоев покрытий с целью обеспечения повышенной теплоустойчивости и динамической прочности.

 

БИТУМЫ НЕФТЯНЫЕ ДОРОЖНЫЕ ЖИДКИЕ

 

Они близки по составу к вязким, но отличаются большим количеством масел.

Используют в дорожном строительстве в качестве вяжущего материала. Они имеют невысокую вязкость при т-рах 20-60°С, что позволяет перемешивать их с каменными материалами в холодном состоянии на месте производства работ. Асфальтобетонные смеси можно приготавливать на заводах, перевозить на значительные расстояния и использовать в холодном виде для строительства дорожных покрытий.

 

В зависимости от скорости формирования структуры жидкие битумы подразделяются на два класса:

- густеющие со средней скоростью, получаемые разжижением вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами (СГ) и предназначенные для строительства капитальных и облегченных дорожных покрытий, а также для устройства их оснований во всех дорожно-климатических зонах страны;

- медленногустеющие, получаемые разжижением вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами (МГ), и получаемые из остаточных или частично окисленных нефтепродуктов или их смесей (МГО), предназначенные для получения холодного асфальтобетона, а также для строительства дорожных покрытий облегченного типа и оснований во II-V дорожно-климатических зонах и других целей.

 

В зависимости от класса и вязкости устанавливаются следующие марки жидких битумов:

 

СГ 40/70, СГ 70/130, СГ 130/200;

МГ 40/70, МГ 70/130, МГ 130/200;

МГО 40/70, МГО 70/130, МГО 130/200.

 

Условную вязкость жидкого битума определяют с помощью вискозиметра по ГОСТ 11503-74.

 

 В жидкие битумы для обеспечения требования по сцеплению с мрамором или песком, при необходимости, вводят поверхностно-активные вещества (анионные или катионные).

 

 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

 

1. Жидкие битумы - горючие вещества с температурой самовоспламенения не ниже 300 °С.

2. При разжижении вязких битумов в открытой системе температура битума, поступающего на смешение с разжижителем, не должна превышать 120 °С.

Перемешивание вязкого битума с разжижителем проводят инертным газом или циркуляцией.

3. При работе с жидкими битумами запрещается использовать открытый огонь и курить в местах проведения работ.

4. Подогрев жидких битумов следует проводить при помощи пара. Допускается использовать электроподогрев при условии хорошей изоляции нагревательных элементов.

При сливе, наливе и применении жидких битумов установлены следующие температуры нагревания для марок:

от 70 до 80 °С - для СГ 40/70; МГ 40/70;

>> 80 >> 90 °С >> СГ 70/130; МГ 70/130;

>> 90 >> 100 °С >> СГ 130/200; МГ 130/200; МГО 40/70; МГО 70/130; МГО 130/200.

5. При производстве, сливе, наливе и отборе проб битумов применяют спецодежду, индивидуальные средства защиты в соответствии с типовыми отраслевыми нормами, утвержденными Государственным комитетом СССР по труду и социальным вопросам и Президиумом ВЦСПС.

6. При загорании небольших количеств битума его тушат песком, кошмой или огнетушителем, специальными порошками; развившиеся пожары разлитого продукта на большой площади тушат пенной струёй.

 

Испытание «битума»

 

Силами ГУП МО «Лабораторно-исследовательский центр» разработаны для битумов методики определения:

§ истинной вязкости при 50°С,Па сек, числа циклов знакопеременной нагрузки до разрушения битумной пленки;

§ сцепления (адгезия) битума с щебнем;

§ энергии деформации при максимальном усилии растяжения (когезия);

§ старения битума в тонких плёнках с изменением физико-механических свойств;

§ группового состава - процентное содержание компонентов (групп), входящих в состав битума.

Интерферометр 60 град Майкельсона Scimitar 800 в комплекте

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 2247; Мы поможем в написании вашей работы!




Мы поможем в написании ваших работ!