बिटुमेन का परिचय, वर्गीकरण, मानक, उपयोग

बिटुमिनस सामग्री

एस्फाल्ट सामग्री कुछ अत्यंत जटिल पॉलिमर हाइड्रोकार्बन से बनी होती है और ये काले या काले-भूरे ठोस, अर्ध-ठोस या तरल मिश्रणों, जल-विरोधी सामग्रियों के गैर-धातु (ऑक्सीजन, सल्फर, नाइट्रोजन) डेरिवेटिव के हाइड्रोकार्बन होते हैं, जिनकी सघन संरचना होती है, जो पानी में लगभग पूरी तरह से अघुलनशील होते हैं, पानी को अवशोषित नहीं करते हैं, इनमें अच्छा जलरोधक गुण होता है, इसलिए सिविल इंजीनियरिंग में जलरोधक, नमी और रिसने से बचाव के लिए इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है; एस्फाल्ट जैविक सीमेंटिंग सामग्रियों से संबंधित है, और रेत, पत्थर और अन्य खनिज मिश्रणों में बहुत अच्छी बंधन क्षमता होती है, जिसके परिणामस्वरूप एस्फाल्ट कंक्रीट आधुनिक सड़क परियोजनाओं के लिए सबसे महत्वपूर्ण फुटपाथ सामग्री है। सामग्री, और रेत, पत्थर और अन्य खनिज मिश्रणों में बहुत अच्छी बंधन क्षमता होती है, एस्फाल्ट कंक्रीट आधुनिक सड़क परियोजनाओं के लिए सबसे महत्वपूर्ण फुटपाथ सामग्री है।

पेट्रोलियम एस्फाल्ट की संरचना और बनावट

1. मौलिक संरचना

पेट्रोलियम एस्फाल्ट विभिन्न हाइड्रोकार्बन और गैर-धात्विक (ऑक्सीजन, सल्फर, नाइट्रोजन) मिश्रण के डेरिवेटिव से बना है, मुख्य कार्बन (80% ~ 87%), हाइड्रोजन (10% ~ 15%) की मौलिक संरचना; शेष ऑक्सीजन, सल्फर, नाइट्रोजन, आदि (<3%) जैसे गैर-हाइड्रोकार्बन तत्व हैं; इसके अतिरिक्त, कुछ धातु के ट्रेस तत्व भी हैं।

2. घटक संरचना

आमतौर पर एस्फाल्ट को कुछ रासायनिक गुणों में अलग किया जाता है जो इसके इंजीनियरिंग प्रदर्शन के समान होते हैं और समूह की रासायनिक संरचना से एक निश्चित संबंध रखते हैं, इन समूहों को "घटक" कहा जाता है। चीन के वर्तमान नियमों में तीन-घटक विश्लेषण और चार-घटक विश्लेषण दो प्रकार के तरीके हैं।

पेट्रोलियम एस्फाल्ट के तीन-घटक विश्लेषण से पेट्रोलियम एस्फाल्ट को तेल, राल और एस्फाल्टेन तीन घटकों में अलग किया जाता है।

(1) हल्के पीले पारदर्शी तरल के लिए तेल, एस्फाल्ट को तरलता प्रदान करता है, तेल की मात्रा सीधे एस्फाल्ट की कोमलता, दरार प्रतिरोध और निर्माण की कठिनाई को प्रभावित करती है। चीन के घरेलू एस्फाल्ट में तेल में अक्सर मोम होता है, विश्लेषण में तेल, मोम को भी अलग किया जाना चाहिए। मोम की उपस्थिति एस्फाल्ट सामग्री को उच्च तापमान पर नरम बना देगी, जिसके परिणामस्वरूप प्रवाह की घटना होगी; कम तापमान पर एस्फाल्ट भंगुर और कठोर हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप दरारें पड़ेंगी। क्योंकि मोम एक हानिकारक घटक है, एस्फाल्ट के प्रदर्शन में सुधार के लिए अक्सर विमोचक विधि का उपयोग किया जाता है।

(2) लाल-भूरे चिपचिपे अर्ध-ठोस के लिए राल, उच्च तापमान संवेदनशीलता, गलनांक 100 ℃ से कम, जिसमें तटस्थ राल और अम्लीय राल शामिल हैं। तटस्थ राल ताकि एस्फाल्ट में एक निश्चित प्लास्टिसिटी, गतिशीलता और आसंजन हो, और इसकी सामग्री बढ़ती है, एस्फाल्ट का आसंजन और बढ़ाव बढ़ता है; अम्लीय राल सामग्री ज्यादा नहीं है, लेकिन गतिविधि बड़ी है, एस्फाल्ट और अन्य सामग्रियों में सुधार कर सकती है, एस्फाल्ट के गीलेपन में सुधार कर सकती है, एस्फाल्ट को इमल्सीकृत किया जा सकता है।

(3) गहरे भूरे ठोस कणों के लिए एस्फाल्टेन, गर्म करने पर पिघलता नहीं है, यह एस्फाल्ट के आसंजन, चिपचिपाहट और तापमान स्थिरता, साथ ही एस्फाल्ट की कठोरता, नरम बिंदु को निर्धारित करता है। एस्फाल्टेन सामग्री बढ़ने पर, एस्फाल्ट की चिपचिपाहट और आसंजन बढ़ता है, कठोरता और तापमान स्थिरता भी बढ़ती है।

पेट्रोलियम एस्फाल्ट तकनीकी मानक

पेट्रोलियम एस्फाल्ट तकनीकी मानकों को विभिन्न प्रकार के एस्फाल्ट और मानक (ग्रेड) में विभाजित किया जाएगा, ताकि चुना जा सके। वर्तमान में, पेट्रोलियम एस्फाल्ट को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: सड़क पेट्रोलियम एस्फाल्ट, निर्माण पेट्रोलियम एस्फाल्ट और सामान्य पेट्रोलियम एस्फाल्ट।

एस्फाल्ट ग्रेड के वर्गीकरण में, एस्फाल्ट के प्रवेश, लचीलेपन, नरम बिंदु और अन्य संकेतकों पर आधारित है। नीडल प्रवेश एस्फाल्ट ग्रेड के मुख्य संकेतकों में विभाजित है। पेट्रोलियम एस्फाल्ट की एक ही किस्म के लिए, ग्रेड जितना बड़ा होगा, संबंधित चिपचिपाहट उतनी ही कम होगी (प्रवेश का मान जितना बड़ा होगा), लचीलापन उतना ही बेहतर होगा (प्लास्टिसिटी जितनी अधिक होगी), तापमान संवेदनशीलता उतनी ही अधिक होगी (नरम बिंदु उतना ही कम होगा)।

पेट्रोलियम एस्फाल्ट का चयन

पेट्रोलियम एस्फाल्ट का चयन परियोजना की प्रकृति (आवास, सड़कें, संक्षारण), स्थानीय जलवायु परिस्थितियों, परियोजना स्थल (स्तर, भूमिगत) और अन्य कारकों को ध्यान में रखकर किया जाना चाहिए। उच्च ग्रेड एस्फाल्ट में कम ग्रेड एस्फाल्ट की तुलना में अधिक तेल, एंटी-एजिंग क्षमता होती है, इसलिए आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, उच्च ग्रेड के पेट्रोलियम एस्फाल्ट को चुनने का प्रयास करना चाहिए, ताकि लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित हो सके।

(1) सड़क पेट्रोलियम एस्फाल्ट सड़क पेट्रोलियम एस्फाल्ट को भारी यातायात पेट्रोलियम एस्फाल्ट, हल्के यातायात पेट्रोलियम एस्फाल्ट, इमल्सीकृत पेट्रोलियम एस्फाल्ट, तरल पेट्रोलियम एस्फाल्ट और संशोधित एस्फाल्ट में विभाजित किया गया है। सड़क परियोजना के लिए एस्फाल्ट सामग्री का चयन यातायात और जलवायु विशेषताओं पर विचार किया जाना चाहिए। दक्षिण के उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में उच्च-चिपचिपापन वाले पेट्रोलियम एस्फाल्ट का चयन करना चाहिए ताकि गर्मियों में एस्फाल्ट ड्राइववे में पर्याप्त स्थिरता हो, न कि रटिंग, आदि; और उत्तर के ठंडे क्षेत्रों में कम-चिपचिपापन वाले पेट्रोलियम एस्फाल्ट का चयन करना चाहिए ताकि एस्फाल्ट ड्राइववे में कम तापमान पर भी कुछ हद तक विरूपण क्षमता हो, ताकि दरारें पड़ने से बचा जा सके।

2) पेट्रोलियम एस्फाल्ट निर्माण पेट्रोलियम एस्फाल्ट सुई प्रवेश छोटा (चिपचिपा), उच्च नरम बिंदु (गर्मी प्रतिरोध बेहतर है), लेकिन कम बढ़ाव (कम प्लास्टिक), मुख्य रूप से तेल कागज, लिनोलियम, जलरोधी कोटिंग्स और एस्फाल्ट एम्बेडेड जोड़ों आदि के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। इनमें से अधिकांश का उपयोग भवन की छत परियोजनाओं, भूमिगत जलरोधी परियोजनाओं, खाई जलरोधी, संक्षारण-रोधी परियोजनाओं और पाइपलाइन संक्षारण-रोधी परियोजनाओं में किया जाता है। एस्फाल्ट से बनी मोटी फिल्म का उपयोग, तापमान के प्रति संवेदनशीलता को बढ़ाता है; साथ ही, काला एस्फाल्ट सतह एक अच्छा गर्मी-अवशोषक शरीर है, आमतौर पर एस्फाल्ट छत की सतह का तापमान अन्य सामग्रियों की तुलना में एक ही क्षेत्र में अधिक होता है; एस्फाल्ट छत को स्थानीय अधिकतम हवा के तापमान से 25 ℃ ~ 30 ℃ अधिक सतह का तापमान प्राप्त होता है। गर्मियों के प्रवाह से बचने के लिए, सामान्य छत के लिए एस्फाल्ट सामग्री का नरम बिंदु भी क्षेत्र में छत के अधिकतम तापमान से 20 ℃ ~ 25 ℃ अधिक होना चाहिए, आप नंबर 10 या नंबर 30 पेट्रोलियम एस्फाल्ट चुन सकते हैं। उदाहरण के लिए, वुहान, चांग्शा एस्फाल्ट छत का तापमान लगभग 68 ℃ है, एस्फाल्ट का नरम बिंदु लगभग 90 ℃ चुना जाना चाहिए, गर्मी में कम तापमान पर आसानी से प्रवाहित होता है; लेकिन बहुत अधिक नहीं होना चाहिए, अन्यथा सर्दियों में कम तापमान पर कठोर और भंगुर होने में आसान होता है, और यहां तक ​​कि दरारें भी पड़ सकती हैं। कुछ ऐसे हिस्से जो तापमान से आसानी से प्रभावित नहीं होते हैं, या कम तापमान वाले क्षेत्र, जैसे भूमिगत जलरोधी वाष्प अवरोधक, आदि, उच्च ग्रेड के एस्फाल्ट का चयन कर सकते हैं, जैसे नंबर 60 या नंबर 100 एस्फाल्ट। इसलिए, पेट्रोलियम एस्फाल्ट का चयन क्षेत्र, परियोजना के वातावरण और आवश्यकताओं के अनुसार किया जाता है।

(3) सामान्य पेट्रोलियम एस्फाल्ट सामान्य पेट्रोलियम एस्फाल्ट मोम की मात्रा 20% से 30% तक होती है। जब एस्फाल्ट का तापमान नरम बिंदु तक पहुंच जाता है, तो प्रवाह की घटना आसानी से उत्पन्न होती है; पैराफिन के प्रवेश में एस्फाल्ट भी एस्फाल्ट बंधन परत के गर्मी प्रतिरोध और बंधन बल को कम कर देगा। इसलिए, परियोजना में सामान्य पेट्रोलियम एस्फाल्ट का उपयोग करना आमतौर पर अनुचित है।

कोयला एस्फाल्ट

कोयला एस्फाल्ट कोयला आसवन (कोयला टार) का एक उत्पाद है जो पुनर्संस्करण के माध्यम से प्राप्त होता है। परियोजना आवश्यकताओं में इसके अनुप्रयोग के अनुसार, स्थिरता के अनुसार इसे नरम कोयला एस्फाल्ट (तरल, अर्ध-ठोस) और कठोर कोयला एस्फाल्ट (ठोस) की दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

कोयला एस्फाल्ट सुगंधित हाइड्रोकार्बन और उनके ऑक्सीजन, सल्फर, कार्बन डेरिवेटिव के मिश्रण से बना है, मुख्य तत्व C, H, O, S और N के लिए हैं, कोयला एस्फाल्ट मौलिक संरचना की विशेषता है कि "हाइड्रोकार्बन अनुपात" पेट्रोलियम एस्फाल्ट की तुलना में बहुत बड़ा है। कोयला एस्फाल्ट रासायनिक घटकों का विश्लेषण विधि पेट्रोलियम एस्फाल्ट के समान है, इसे अलग किया जा सकता है: तेल, नरम राल, कठोर राल, मुक्त कार्बन C1 और मुक्त कार्बन C2 पांच घटक; जिसमें तेल में नेफ़थलीन, एन्थ्रासीन, फिनोल और अन्य खतरनाक पदार्थ होते हैं, इसकी सामग्री को प्रतिबंधित किया जाना चाहिए।

कोयला एस्फाल्ट और पेट्रोलियम एस्फाल्ट, तकनीकी गुणों में निम्नलिखित अंतरों की तुलना में: कम तापमान स्थिरता; खनिज समुच्चय के साथ बेहतर आसंजन; जलवायु स्थिरता खराब है, उम्र बढ़ने तेज है; संक्षारण प्रतिरोध, लकड़ी और अन्य सतहों के संक्षारण-रोधी उपचार के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। कोयला एस्फाल्ट के मुख्य तकनीकी सूचकांकों में शामिल हैं: चिपचिपाहट, आसवन परीक्षण, जल सामग्री, टोल्यूनि अघुलनशील सामग्री, नेफ़थलीन सामग्री, फिनोल सामग्री और इसी तरह। उनमें से, कोयला एस्फाल्ट की चिपचिपाहट, कोयला एस्फाल्ट की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण संकेतक है, लेकिन इसे कोयला एस्फाल्ट ग्रेड में भी विभाजित किया गया है, जिसकी परीक्षण विधि पेट्रोलियम एस्फाल्ट के समान है।

कोयला एस्फाल्ट के मुख्य तकनीकी गुण पेट्रोलियम एस्फाल्ट से भी बदतर हैं, निर्माण परियोजनाओं में कम उपयोग किया जाता है; लेकिन इसके संक्षारण-रोधी गुण अच्छे हैं, इसलिए यह भूमिगत जलरोधी परत या संक्षारण-रोधी सामग्री के रूप में उपयुक्त है।

संशोधित एस्फाल्ट

आधुनिक सिविल इंजीनियरिंग को न केवल बेहतर प्रदर्शन वाले एस्फाल्ट की आवश्यकता है, बल्कि लंबी सेवा जीवन की भी आवश्यकता है, लेकिन पर्यावरण से एस्फाल्ट सामग्री, आसानी से उम्र बढ़ने वाली। विभिन्न तकनीकी उपायों के माध्यम से, पारंपरिक एस्फाल्ट सामग्री में, एस्फाल्ट के प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए अन्य सामग्री जोड़ें, जिसे संशोधित एस्फाल्ट के रूप में जाना जाता है। संशोधन का उद्देश्य एस्फाल्ट सामग्री के रियोलॉजिकल गुणों में सुधार करना, एस्फाल्ट की स्थायित्व बढ़ाना, आदि, एस्फाल्ट और समुच्चय के आसंजन में सुधार करना है; अनुप्रयोग और जलरोधी परियोजना एस्फाल्ट, सबसे महत्वपूर्ण संशोधन का उद्देश्य मुख्य रूप से पहले दो बिंदु हैं।

एस्फाल्ट के रियोलॉजिकल गुणों को बेहतर बनाने का तरीका

एस्फाल्ट के रियोलॉजिकल गुणों में कई तरीकों से सुधार करें, निम्नलिखित प्रकार के संशोधक के साथ संशोधन प्रभाव बेहतर है:

(1) राल संशोधक

एस्फाल्ट संशोधित राल के रूप में उपयोग किए जाने वाले मुख्य रूप से थर्मोप्लास्टिक राल होते हैं, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पॉलीथीन (PE), पॉलीप्रोपाइलीन (PP), एटैक्टिक पॉलीप्रोपाइलीन (APP), फेनोलिक रेजिन, प्राकृतिक रोज़िन और इसी तरह। वे एस्फाल्ट की चिपचिपाहट में सुधार कर सकते हैं, उच्च तापमान स्थिरता में सुधार कर सकते हैं, जबकि एस्फाल्ट की कठोरता बढ़ा सकते हैं; लेकिन कम तापमान प्रदर्शन में सुधार स्पष्ट नहीं है।

(2) रबर संशोधक

रबर एस्फाल्ट का एक महत्वपूर्ण संशोधक है, एस्फाल्ट और एस्फाल्ट में अच्छी मिश्रण क्षमता होती है, और एस्फाल्ट को रबर के साथ कई फायदे दे सकता है, जैसे उच्च तापमान विरूपण छोटा होता है, कम तापमान लचीलापन, आदि। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले रबर संशोधित एस्फाल्ट में मुख्य रूप से शामिल हैं: क्लोरोप्रीन रबर संशोधित एस्फाल्ट, ब्यूटिल रबर संशोधित एस्फाल्ट, पुनर्नवीनीकरण रबर संशोधित एस्फाल्ट, स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन रबर संशोधित एस्फाल्ट। उनमें से, स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन रबर संशोधित एस्फाल्ट का प्रदर्शन बहुत अच्छा है, जो एस्फाल्ट की लोच, बढ़ाव, उच्च तापमान स्थिरता और कम तापमान लचीलेपन, थकान और उम्र बढ़ने के प्रतिरोध और अन्य गुणों में काफी सुधार कर सकता है, मुख्य रूप से जलरोधी रोल-रूफिंग या जलरोधी कोटिंग्स के उत्पादन के लिए।

(3) रबर और राल मिश्रण संशोधक

एक ही समय में रबर और राल के साथ पेट्रोलियम एस्फाल्ट के गुणों में सुधार करने के लिए, एस्फाल्ट रबर और राल दोनों के गुण बना सकता है, और कम लागत। तैयारी, कच्चे माल की किस्मों, अनुपातों, उत्पादन प्रक्रिया का उपयोग अलग है, आप विभिन्न प्रदर्शन उत्पादों का एक बहुत कुछ प्राप्त कर सकते हैं, मुख्य रूप से कॉइल, शीट, सीलिंग सामग्री।

(4) सूक्ष्म-भराव संशोधक

एस्फाल्ट के चिपकने वाले गुणों और गर्मी प्रतिरोध में सुधार करने के लिए, एस्फाल्ट की तापमान संवेदनशीलता को कम करने के लिए, आमतौर पर खनिज सूक्ष्म-भराव की एक निश्चित मात्रा मिलाई जाती है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले फ्लाई ऐश, ज्वालामुखी राख, शेल पाउडर, टैल्कम पाउडर, चूना पाउडर, अभ्रक पाउडर, डायटोमेसियस अर्थ और इसी तरह के हैं।

(5) फाइबर संशोधक

एस्फाल्ट में विभिन्न प्रकार के फाइबर पदार्थ मिश्रित होते हैं, एस्फाल्ट में महत्वपूर्ण उच्च तापमान स्थिरता हो सकती है, जबकि कम तापमान तन्य शक्ति बढ़ जाती है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले फाइबर पदार्थ हैं: विभिन्न प्रकार के सिंथेटिक फाइबर (जैसे पॉलीथीन फाइबर, पॉलिएस्टर फाइबर) और खनिज एस्बेस्टस फाइबर।

एस्फाल्ट की स्थायित्व बढ़ाने के तरीके

वर्तमान में एस्फाल्ट की स्थायित्व में सुधार के तरीके, मुख्य रूप से कुछ महंगे रासायनिक योजक, जैसे एंटीऑक्सिडेंट, आदि के साथ मिश्रित; लेकिन एंटीऑक्सिडेंट का उपयोग, इसकी तकनीक की प्रभावशीलता पर परीक्षण के माध्यम से पहचाना जाना चाहिए। वर्तमान में एस्फाल्ट की स्थायित्व में सुधार के लिए सबसे प्रभावी योजक विशेष कार्बन ब्लैक के लिए हैं, कार्बन ब्लैक योजक का पूर्व-उपचार, "कार्बन ब्लैक संशोधित एस्फाल्ट" तैयार किया जा सकता है।