Introduction, classification, normes, utilisations du bitume

Matériaux bitumineux

Le matériau asphaltique est composé d'hydrocarbures polymères extrêmement complexes et de ces hydrocarbures de dérivés non métalliques (oxygène, soufre, azote) de mélanges solides, semi-solides ou liquides noirs ou brun noir, de matériaux hydrophobes, de structure dense, presque totalement insolubles. dans l'eau, n'absorbe pas l'eau, a une bonne étanchéité, donc largement utilisé dans le génie civil, imperméable à l'eau, à l'humidité et aux infiltrations ; l'asphalte fait partie des matériaux de cimentation organiques, et le sable, la pierre et d'autres mélanges minéraux ont une très bonne capacité de liaison, le béton bitumineux obtenu est le matériau de chaussée le plus important pour les projets routiers modernes. Le matériau, ainsi que le sable, la pierre et d'autres mélanges minéraux, ont une très bonne capacité de liaison. Le béton bitumineux est le matériau de chaussée le plus important pour les projets routiers modernes.

Composition et structure de l'asphalte de pétrole

1. Composition élémentaire

L'asphalte de pétrole est composé d'une variété d'hydrocarbures et de dérivés non métalliques (oxygène, soufre, azote) du mélange, la composition élémentaire du carbone principal (80 % ~ 87 %), de l'hydrogène (10 % ~ 15 %) ; le reste est constitué d'éléments non-hydrocarbures comme l'oxygène, le soufre, l'azote, etc. (<3%) ; à cela s'ajoutent quelques oligo-éléments métalliques.

2. Composition des composants

Habituellement, l'asphalte est divisé en quelques propriétés chimiques similaires, ses performances techniques ayant un certain lien avec la composition chimique du groupe, ces groupes sont appelés « composants ». La réglementation chinoise actuelle comporte une analyse à trois composantes et une analyse à quatre composantes de deux types de méthodes.

Analyse à trois composants de l'asphalte de pétrole de l'asphalte de pétrole séparé en trois composants d'huile, de résine et d'asphaltène.

(1) huile pour le liquide transparent jaune clair, donnant de la fluidité à l'asphalte, la quantité d'huile affecte directement la douceur de l'asphalte, la résistance aux fissures et la difficulté de construction. L'asphalte national chinois contenu dans le pétrole contient souvent de la cire. Lors de l'analyse, il convient également de séparer la cire du pétrole. La présence de cire rendra le matériau asphaltique mou à haute température, ce qui entraînera un phénomène d'écoulement ; à basse température, l'asphalte deviendra cassant et dur, entraînant des fissures. La cire étant un composant nocif, elle est souvent utilisée pour améliorer les performances de la méthode de déparaffinage de l’asphalte.

(2) résine pour le semi-solide visqueux brun rougeâtre, sensibilité à haute température, point de fusion inférieur à 100 ℃, y compris la résine neutre et la résine acide. Résine neutre pour que l'asphalte ait une certaine plasticité, mobilité et adhérence, et que sa teneur augmente, l'adhérence de l'asphalte et l'allongement augmentent ; la teneur en résine acide n'est pas grande, mais l'activité est grande, peut améliorer l'asphalte et d'autres matériaux, améliorer le mouillage de l'asphalte, l'asphalte peut être émulsionné.

(3) asphaltène pour les particules solides brun foncé, le chauffage ne fond pas, il détermine l'adhérence de l'asphalte, la viscosité et la stabilité de la température, ainsi que la dureté de l'asphalte, le point de ramollissement. La teneur en asphaltène augmente, la viscosité et l'adhérence de l'asphalte augmentent, ainsi que la dureté et la stabilité de la température.

Normes techniques sur les asphaltes de pétrole

Les normes techniques d'asphalte de pétrole seront divisées en différents types d'asphalte et standard (grade), afin de choisir. À l'heure actuelle, l'asphalte pétrolier est principalement divisé en trois catégories : l'asphalte pétrolier routier, l'asphalte pétrolier de construction et l'asphalte pétrolier ordinaire.

La classification de la qualité de l'asphalte est basée sur la pénétration de l'asphalte, la ductilité, le point de ramollissement et d'autres indicateurs. La pénétration des aiguilles est divisée en qualité d'asphalte parmi les principaux indicateurs. Pour une même variété d'asphalte de pétrole, plus la qualité est grande, la viscosité correspondante est petite (plus la valeur de pénétration est grande), meilleure est la ductilité (plus la plasticité est grande), plus la sensibilité à la température est grande (plus le point de ramollissement est bas). ).

Sélection d'asphalte de pétrole

La sélection de l'asphalte de pétrole doit être basée sur la nature du projet (habitations, routes, corrosion), les conditions climatiques locales, le site du projet (niveau, souterrain) et d'autres facteurs à prendre en compte. En raison de l'asphalte de haute qualité que l'asphalte de faible qualité contenant plus d'huile, la capacité anti-vieillissement, donc afin de répondre aux exigences du lieu, devrait essayer de choisir un asphalte de pétrole de haute qualité, afin de garantir qu'il y a un durée de vie plus longue.

(1) Asphalte pétrolier routier L'asphalte pétrolier routier est divisé en asphalte pétrolier pour trafic intense, asphalte pétrolier pour trafic léger, asphalte pétrolier émulsionné, asphalte pétrolier liquide et asphalte modifié. La sélection des matériaux asphaltiques pour les projets routiers doit être prise en compte des caractéristiques de circulation et du climat. Les zones à haute température du Sud devraient choisir de l'asphalte de pétrole à haute viscosité pour garantir que l'allée asphaltée d'été ait suffisamment de stabilité, sans ornière, etc. et les zones froides du nord devraient choisir de l'asphalte de pétrole à faible viscosité pour garantir que l'allée asphaltée à basse température ait toujours un certain degré de capacité de déformation, afin d'éviter les fissures.

2) construction d'asphalte de pétrole la construction de la pénétration des aiguilles d'asphalte de pétrole est plus petite (visqueuse), point de ramollissement élevé (la résistance à la chaleur est meilleure), mais moins d'allongement (moins de plastique), principalement utilisée pour la fabrication de papier huilé, de linoléum, de revêtements imperméabilisants et joints noyés dans l'asphalte, etc. La plupart d'entre eux sont utilisés dans des projets de toiture de bâtiments, des projets d'imperméabilisation souterraine, des tranchées, des projets anticorrosion et des projets anticorrosion de pipelines. L'utilisation d'asphalte constitué d'un film plus épais, augmentant la sensibilité à la température ; en même temps, la surface d'asphalte noir est un bon corps absorbant la chaleur, généralement dans la même zone de température de surface de toiture en asphalte que celle des autres matériaux; toiture en asphalte pour atteindre une température de surface de 25 ℃ ~ 30 ℃ supérieure à la température de l'air locale la plus élevée. Afin d'éviter l'écoulement en été, le point de ramollissement des matériaux asphaltiques pour la toiture générale doit également être supérieur à la température maximale du toit dans la région de 20 ℃ ~ 25 ℃, vous pouvez choisir l'asphalte de pétrole n° 10 ou n° 30. Par exemple, Wuhan, Changsha température du toit d'asphalte d'environ 68 ℃, le point de ramollissement de l'asphalte doit être sélectionné à environ 90 ℃, faible été facile à couler ; mais ne doit pas être trop élevé, sinon les basses températures hivernales risquent d'être dures et cassantes, voire de se fissurer. Certaines parties qui ne sont pas facilement affectées par la température ou les zones à température plus basse, comme le pare-vapeur d'étanchéité souterrain, etc., peuvent choisir une qualité d'asphalte supérieure, comme l'asphalte n° 60 ou n° 100. Il faut donc choisir l’asphalte pétrolier en fonction de la région, de l’environnement du projet et des exigences.

(3) asphalte de pétrole ordinaire Teneur en cire d'asphalte de pétrole ordinaire allant jusqu'à 20 % à 30 %. Lorsque la température de l'asphalte atteint le point de ramollissement, il est facile de produire le phénomène d'écoulement ; l'asphalte dans la pénétration de la paraffine rendra également la couche de liaison d'asphalte résistante à la chaleur et la force de liaison sera réduite. Par conséquent, il est généralement inapproprié d’utiliser de l’asphalte de pétrole ordinaire dans le projet.

Asphalte de charbon

L'asphalte de houille est un produit de la distillation du charbon (goudron de houille) obtenu par retraitement. Selon son application dans les exigences du projet, selon la consistance, il peut être divisé en deux catégories d'asphalte de houille (liquide, semi-solide) et d'asphalte de houille (solide).

L'asphalte de houille est composé d'hydrocarbures aromatiques et de leurs dérivés oxygène, soufre et carbone du mélange, les principaux éléments de C, H, O, S et N, la composition élémentaire de l'asphalte de houille est caractérisée par le « rapport hydrocarbures » par rapport à l'asphalte de pétrole. beaucoup plus gros. Les composants chimiques de l'asphalte de charbon de la méthode d'analyse sont similaires à l'asphalte de pétrole, peuvent être séparés en : huile, résine molle, résine dure, carbone libre C1 et carbone libre C2 cinq composants ; qui contient du naphtalène, de l'anthracène, du phénol et d'autres substances dangereuses dans l'huile, sa teneur doit être limitée.

Asphalte de houille et asphalte de pétrole, comparés aux différences suivantes dans les propriétés techniques : stabilité à la température inférieure ; meilleure adhérence avec les granulats minéraux ; la stabilité climatique est médiocre et le vieillissement est rapide ; résistance à la corrosion, peut être utilisé pour le bois et d’autres traitements anticorrosion de surface. Les indices techniques de l'asphalte de houille comprennent principalement : la viscosité, le test de distillation, la teneur en eau, la teneur en toluène insoluble, la teneur en naphtalène, la teneur en phénol, etc. Parmi eux, la viscosité de l'asphalte de houille est l'évaluation de la qualité de l'asphalte de houille, l'indicateur le plus important, mais également divisé en qualité d'asphalte de houille en fonction de sa méthode d'essai qui est similaire à l'asphalte de pétrole.

Les principales propriétés techniques de l'asphalte de houille sont pires que celles de l'asphalte de pétrole, moins utilisé dans les projets de construction ; mais ses propriétés anti-corrosion sont bonnes, il convient donc à la couche d'étanchéité souterraine ou comme matériau anti-corrosion.

Asphalte modifié

Le génie civil moderne nécessite non seulement un asphalte avec de meilleures performances, mais nécessite également une durée de vie plus longue, mais le matériau asphalte est facile à vieillir en raison de l'environnement. Grâce à diverses mesures techniques, d'autres matériaux sont ajoutés aux matériaux asphaltiques traditionnels pour améliorer encore les performances de l'asphalte, appelés asphaltes modifiés. Le but de la modification est d'améliorer les propriétés rhéologiques des matériaux asphaltiques, de prolonger la durabilité de l'asphalte, etc., d'améliorer l'adhérence de l'asphalte et des granulats ; applications et projet d'imperméabilisation de l'asphalte, l'objectif de modification le plus important concerne principalement les deux premiers points.

Moyen d'améliorer les propriétés rhéologiques de l'asphalte

Améliorez les propriétés rhéologiques de l'asphalte de plusieurs manières, l'effet de modification est meilleur avec les types de modificateurs suivants :

(1) modificateurs de résine

La résine modifiée à l'asphalte est principalement utilisée comme résine thermoplastique, polyéthylène (PE), polypropylène (PP), polypropylène atactique (APP), résines phénoliques, colophane naturelle, etc. Ils peuvent améliorer la viscosité de l'asphalte, améliorer la stabilité à haute température, tout en augmentant la ténacité de l'asphalte ; mais l'amélioration des performances à basse température n'est pas évidente.

(2) modificateur de caoutchouc

Le caoutchouc est un modificateur important de l'asphalte, l'asphalte et l'asphalte ont une bonne miscibilité et peuvent faire de l'asphalte avec du caoutchouc de nombreux avantages, tels que la déformation à haute température est faible, la flexibilité à basse température, etc. L'asphalte modifié au caoutchouc couramment utilisé comprend principalement : asphalte modifié au caoutchouc chloroprène, asphalte modifié au caoutchouc butyle, asphalte modifié au caoutchouc recyclé, asphalte modifié au caoutchouc styrène-butadiène. Parmi eux, les performances de l'asphalte modifié au caoutchouc styrène-butadiène sont très bonnes, peuvent améliorer considérablement l'élasticité de l'asphalte, l'allongement, la stabilité à haute température et la flexibilité à basse température, la résistance à la fatigue et au vieillissement et d'autres propriétés, principalement pour la production de rouleaux d'imperméabilisation. revêtements de toiture ou d'étanchéité.

(3) modificateurs de mélange de caoutchouc et de résine

En même temps que le caoutchouc et la résine pour améliorer les propriétés de l'asphalte de pétrole, l'asphalte peut conférer à la fois des propriétés de caoutchouc et de résine et réduire les coûts. La préparation, l'utilisation de variétés de matières premières, les ratios, le processus de production sont différents, vous pouvez obtenir de nombreux produits de performances différentes, principalement des bobines, des feuilles et des matériaux d'étanchéité.

(4) modificateurs de micro-remplissage

Afin d'améliorer les propriétés adhésives de l'asphalte et sa résistance à la chaleur, réduire la sensibilité de l'asphalte à la température, en ajoutant généralement une certaine quantité de micro-charges minérales. Les cendres volantes, les cendres volcaniques, la poudre de schiste, le talc, la poudre de chaux, la poudre de mica, la terre de diatomées, etc. sont couramment utilisés.

(5) modificateurs de fibres

Dans l'asphalte mélangé à une variété de substances fibreuses, l'asphalte peut présenter une stabilité significative à haute température, tout en augmentant la résistance à la traction à basse température. Les substances fibreuses couramment utilisées sont : une variété de fibres synthétiques (telles que les fibres de polyéthylène, les fibres de polyester) et les fibres d'amiante minérale.

Façons de prolonger la durabilité de l'asphalte

Actuellement, pour améliorer la durabilité des méthodes d'asphalte, principalement mélangées à certains des additifs chimiques les plus coûteux, tels que les antioxydants, etc. ; mais l'utilisation d'antioxydants doit être identifiée grâce au test de l'efficacité de sa technologie. Actuellement, les additifs les plus efficaces pour améliorer la durabilité de l'asphalte pour le noir de carbone spécial, le prétraitement du noir de carbone des additifs, peuvent être formulés « asphalte modifié au noir de carbone ».