Въведение, класификация, стандарти, употреба на битум

Битуминозни материали

Асфалтовият материал е съставен от някои изключително сложни полимерни въглеводороди и тези неметални (кислород, сяра, азот) производни на черни или черно-кафяви твърди, полутвърди или течни смеси, хидрофобни материали, плътна структура, почти напълно неразтворими във вода, не абсорбират вода, имат добра водоустойчивост, така че са широко използвани в строителството, устойчиви на влага и просмукване; асфалтът принадлежи към органичните циментиращи материали, а пясъкът, камъкът и другите минерални смеси имат много добра свързваща способност, полученият асфалтобетон е най-важният материал за настилки в съвременните пътни проекти. Материалът, както и пясъкът, камъкът и другите минерални смеси, имат много добра свързваща способност, изработен от асфалтобетон, е най-важният материал за настилки в съвременните пътни проекти.

Състав и структура на нефтен асфалт

1. Елементен състав

Нефтен асфалт е съставен от различни въглеводороди и неметални (кислород, сяра, азот) производни на сместа, като основният елемент е въглерод (80% ~ 87%), водород (10% ~ 15%); останалите са невъглеводородни елементи като кислород, сяра, азот и др. (<3%); освен това има някои метални микроелементи.

2. Състав на компонентите

Обикновено асфалтът се разделя на няколко химични групи, подобни на инженерните му характеристики, които имат известна връзка с химичния състав на тези групи. Тези групи се наричат ​​„компоненти“. Действащите китайски разпоредби имат два вида методи за трикомпонентен анализ и четирикомпонентен анализ.

Трикомпонентен анализ на нефтен асфалт, разделен на три компонента: масло, смола и асфалтен.

(1) маслото е светложълта прозрачна течност, която придава на асфалта течливост. Количеството масло, съдържащо се в него, пряко влияе върху мекотата на асфалта, устойчивостта на напукване и трудността при строителството. Асфалтът, произведен в Китай, често съдържа восък, и при анализа му восъкът трябва да се отдели от маслото. При високи температури наличието на восък прави асфалтовия материал мек, което води до явлението течливост; при ниски температури асфалтът става крехък и твърд, което води до напукване. Тъй като восъкът е вреден компонент, той често се използва за подобряване на ефективността на метода за депарафинизиране на асфалта.

(2) смола за червеникаво-кафява вискозно полутвърдо вещество, чувствително към висока температура, точка на топене под 100 ℃, включително неутрална смола и киселинна смола. Неутралната смола, така че асфалтът има определена пластичност, мобилност и адхезия, и нейното съдържание се увеличава, адхезията на асфалта и удължението се увеличават; съдържанието на киселинна смола не е много, но активността е голяма, може да подобри асфалта и други материали, да подобри омокрянето на асфалта, асфалтът може да се емулгира.

(3) асфалтенът е тъмнокафяво твърдо вещество, което не се топи при нагряване. Той определя адхезията на асфалта, вискозитета и температурната стабилност, както и твърдостта на асфалта и точката на омекване. С увеличаване на съдържанието на асфалтен се увеличават вискозитетът и адхезията на асфалта, твърдостта и температурната стабилност.

Технически стандарти за нефтен асфалт

Техническите стандарти за нефтен асфалт ще бъдат разделени на различни видове асфалт и стандарти (клас), за да се избере. В момента нефтен асфалт се разделя основно на три категории: пътен нефтен асфалт, строителен нефтен асфалт и обикновен нефтен асфалт.

Класификацията на класа асфалт се основава на проникване на асфалт, пластичност, точка на омекване и други показатели. Проникването на игла се разделя на клас асфалт според основните показатели. За един и същ вид нефтен асфалт, колкото по-голям е класът, толкова по-малък е съответният вискозитет (колкото по-голяма е стойността на проникване), толкова по-добра е пластичността (колкото по-голяма е пластичността) и толкова по-голяма е температурната чувствителност (колкото по-ниска е точката на омекване).

Избор на нефтен асфалт

Изборът на нефтен асфалт трябва да се основава на естеството на проекта (жилищно строителство, пътища, корозия), местните климатични условия, мястото на проекта (равно, подземно) и други фактори, които трябва да се вземат предвид. Тъй като висококачественият асфалт съдържа повече масла, отколкото нискокачественият асфалт, той е по-устойчив на стареене. За да се отговори на изискванията на помещението, е необходимо да се избере висококачествен нефтен асфалт, за да се осигури по-дълъг експлоатационен живот.

(1) Нефтеният асфалт за пътища се разделя на тежкотоварен нефтеният асфалт, лекотоварен нефтеният асфалт, емулгиран нефтеният асфалт, течен нефтеният асфалт и модифициран асфалт. Изборът на асфалтови материали за пътни проекти трябва да се съобразява с характеристиките на трафика и климата. В южните райони с високи температури трябва да се избере високовискозен нефтеният асфалт, за да се гарантира, че летният асфалтов път е достатъчно стабилен, без да се образуват коловози и др.; а в северните райони със студени температури трябва да се избере нисковискозен нефтеният асфалт, за да се гарантира, че асфалтовият път при ниски температури все още има известна степен на деформационен капацитет, за да се избегне напукване.

2) Конструкцията на нефтен асфалт: Игловидното проникване на нефтен асфалт е по-малко (вискозен), с висока точка на омекване (по-добра топлоустойчивост), но с по-малко удължение (по-малко пластмаса). Използва се главно за производство на маслена хартия, линолеум, хидроизолационни покрития и асфалтови фуги и т.н. Повечето от тях се използват в проекти за покриви на сгради, проекти за подземна хидроизолация, хидроизолация на траншеи, антикорозионни проекти и проекти за антикорозионна защита на тръбопроводи. Използването на асфалт, направен от по-дебел филм, увеличава чувствителността към температура; в същото време, черната асфалтова повърхност е добро топлоабсорбиращо тяло, като обикновено в една и съща зона температурата на повърхността на асфалтовия покрив е по-висока в сравнение с други материали; асфалтовите покриви трябва да постигнат повърхностна температура от 25 ℃ ~ 30 ℃ по-висока от най-високата местна температура на въздуха. За да се избегне летният поток, точката на омекване на асфалтовите материали за общи покриви също трябва да е по-висока от максималната температура на покрива в диапазона от 20 ℃ ~ 25 ℃, като можете да изберете нефтен асфалт № 10 или № 30. Например, при температура на асфалтовия покрив в Ухан и Чанша от около 68 ℃, точката на омекване на асфалта трябва да бъде избрана около 90 ℃, което е лесно за течене през лятото; но не трябва да е твърде висока, в противен случай през зимата при ниски температури асфалтът лесно може да стане твърд и крехък, дори да се напука. За някои части, които не се влияят лесно от температурата или за зони с по-ниски температури, като например подземни хидроизолации, пароизолации и др., може да се използва по-висок клас асфалт, като например асфалт № 60 или № 100. Следователно, изборът на нефтен асфалт зависи от региона, средата на проекта и изискванията.

(3) обикновен петролен асфалт. Съдържанието на восък в обикновения петролен асфалт е до 20% до 30%. Когато температурата на асфалта достигне точката на омекване, лесно се получава явлението течене; проникването на парафин в асфалта също ще направи свързващия слой на асфалта топлоустойчив и ще намали силата на свързване. Поради това, използването на обикновен петролен асфалт в проекта обикновено е неподходящо.

Въглищен асфалт

Въглищният асфалт е продукт на дестилация на въглища (въглищен катран), получен чрез преработка. Според приложението му в проекта, изискванията са различни, а според консистенцията може да се раздели на две категории: мек въглищен асфалт (течен, полутвърд) и твърд въглищен асфалт (твърд).

Въглищният асфалт е съставен от ароматни въглеводороди и техните кислородни, серни и въглеродни производни в сместа, като основните елементи са C, H, O, S и N. Елементарният състав на въглищния асфалт се характеризира с „съотношение на въглеводородите“, което е много по-голямо в сравнение с нефтения асфалт. Химичните компоненти на въглищния асфалт са подобни на тези на нефтения асфалт и могат да бъдат разделени на пет компонента: масло, мека смола, твърда смола, свободен въглерод C1 и свободен въглерод C2; маслото съдържа нафталин, антрацен, фенол и други опасни вещества, а съдържанието им трябва да бъде ограничено.

Въглищният асфалт и нефтеният асфалт се различават по следните технически свойства: по-ниска температурна стабилност; по-добра адхезия с минерални агрегати; лоша климатична стабилност, бързо стареене; устойчивост на корозия, което позволява антикорозионна обработка на дърво и други повърхности. Техническите показатели на въглищния асфалт включват главно: вискозитет, дестилационен тест, съдържание на вода, съдържание на толуен, неразтворим в толуен, съдържание на нафталин, съдържание на фенол и т.н. Сред тях вискозитетът на въглищния асфалт е най-важният показател за оценка на качеството на въглищния асфалт, но според метода на изпитване той е подобен на нефтения асфалт.

Основните технически свойства на въглищния асфалт са по-лоши от тези на нефтения асфалт, по-рядко се използва в строителни проекти; но антикорозионните му свойства са добри, така че е подходящ за подземен хидроизолационен слой или като антикорозионни материали.

Модифициран асфалт

Съвременното строително инженерство изисква не само асфалт с по-добри характеристики, но и по-дълъг експлоатационен живот, а асфалтовият материал е устойчив на околната среда и лесно старее. Чрез различни технически мерки, към традиционните асфалтови материали се добавят други материали за допълнително подобряване на характеристиките на асфалта, известни като модифициран асфалт. Целта на модифицирането е да се подобрят реологичните свойства на асфалтовите материали, да се удължи трайността на асфалта и др., да се подобри адхезията на асфалта и агрегатите; при приложения и хидроизолация на асфалтови проекти, най-важната цел на модификацията е основно първите две точки.

Начин за подобряване на реологичните свойства на асфалта

Подобряване на реологичните свойства на асфалта по много начини, ефектът на модификация е по-добър със следните видове модификатори:

(1) модификатори на смоли

Като модифицирана асфалтова смола се използва главно термопластична смола, като често се използва полиетилен (PE), полипропилен (PP), атактичен полипропилен (APP), фенолни смоли, естествен колофон и т.н. Те могат да подобрят вискозитета на асфалта, да подобрят стабилността при високи температури и същевременно да увеличат здравината на асфалта; но подобрението на нискотемпературните характеристики не е очевидно.

(2) модификатор на каучук

Каучукът е важен модификатор на асфалта. Асфалтът има добра смесимост и може да се използва като добавка към асфалта, което има много предимства, като например малка деформация при високи температури и гъвкавост при ниски температури. Често използваните модифицирани с каучук асфалти включват: модифициран с хлоропренов каучук асфалт, модифициран с бутил каучук асфалт, модифициран с рециклиран каучук асфалт и модифициран със стирен-бутадиен каучук асфалт. Сред тях модифицираният с стирен-бутадиен каучук асфалт има много добри характеристики, може значително да подобри еластичността на асфалта, удължението, стабилността при високи температури и гъвкавостта при ниски температури, устойчивостта на умора и стареене и други свойства, главно за производството на хидроизолационни ролкови покриви или хидроизолационни покрития.

(3) модификатори на смеси от каучук и смола

В същото време, с каучук и смола, за да се подобрят свойствата на нефтения асфалт, асфалтът може да подобри както каучуковите, така и смолистите свойства, като същевременно намали разходите. Подготовката, използването на суровини, съотношенията и производственият процес са различни, така че могат да се получат много продукти с различни характеристики, главно рулони, листове и уплътнителни материали.

(4) модификатори на микропълнители

За да се подобрят адхезионните свойства на асфалта и устойчивостта му на топлина, температурната чувствителност се намалява чрез добавяне на определено количество минерални микропълнители. Най-често използвани са летяща пепел, вулканична пепел, шистов прах, талк на прах, варов прах, слюда на прах, диатомит и др.

(5) модификатори на влакна

Когато асфалтът се смеси с различни влакнести вещества, той може да постигне значителна стабилност при високи температури, като същевременно увеличи якостта на опън при ниски температури. Често използвани влакнести вещества са: различни синтетични влакна (като полиетиленови влакна, полиестерни влакна) и минерални азбестови влакна.

Начини за удължаване на трайността на асфалта

В момента за подобряване на трайността на асфалта се използват методи, главно смесени с някои от по-скъпите химически добавки, като антиоксиданти и др.; но използването на антиоксиданти трябва да се определи чрез тест за ефективност на технологията. В момента най-ефективните добавки за подобряване на трайността на асфалта са специалните сажди, предварителната обработка на сажди с добавки, които могат да бъдат формулирани като „асфалт, модифициран със сажди“.