Pendahuluan, Klasifikasi, Standar, Penggunaan Bitumen

Bahan bitumen

Bahan aspal tersusun dari beberapa hidrokarbon polimer yang sangat kompleks dan hidrokarbon ini merupakan turunan non-logam (oksigen, sulfur, nitrogen) dari campuran padat, semi-padat atau cair berwarna hitam atau hitam-coklat, bahan hidrofobik, struktur padat, hampir tidak larut dalam air, tidak menyerap air, memiliki kedap air yang baik, sehingga banyak digunakan dalam teknik sipil kedap air, kelembaban dan rembesan; aspal termasuk bahan penyemenan organik, dan campuran pasir, batu dan mineral lainnya memiliki kemampuan ikatan yang sangat baik, beton aspal yang dihasilkan merupakan bahan perkerasan terpenting untuk proyek jalan modern. Bahan, dan campuran pasir, batu dan mineral lainnya memiliki kemampuan ikatan yang sangat baik, terbuat dari beton aspal merupakan bahan perkerasan terpenting untuk proyek jalan modern.

Komposisi dan struktur aspal minyak bumi

1. Komposisi unsur

Aspal minyak bumi tersusun atas berbagai macam campuran turunan hidrokarbon dan non-logam (oksigen, sulfur, nitrogen), komposisi unsur utamanya adalah karbon (80% ~ 87%), hidrogen (10% ~ 15%); sisanya adalah unsur-unsur non-hidrokarbon seperti oksigen, sulfur, nitrogen, dan lain-lain (<3%); selain itu terdapat pula beberapa unsur jejak logam.

2. Komposisi komponen

Biasanya aspal dipisahkan menjadi beberapa sifat kimia yang mirip dengan kinerja tekniknya yang memiliki hubungan tertentu dengan komposisi kimia kelompok tersebut, kelompok ini disebut "komponen". Peraturan Tiongkok saat ini memiliki dua jenis metode analisis tiga komponen dan analisis empat komponen.

Analisis tiga komponen aspal minyak bumi aspal minyak bumi dipisahkan menjadi tiga komponen minyak, resin dan aspalten.

(1) minyak untuk cairan bening berwarna kuning muda, memberikan fluiditas aspal, jumlah kandungan minyak secara langsung mempengaruhi kelembutan aspal, ketahanan retak dan kesulitan konstruksi. Aspal domestik Tiongkok dalam minyak sering mengandung lilin, dalam analisis juga harus dipisahkan dari minyak, lilin. Kehadiran lilin akan membuat material aspal pada suhu tinggi menjadi lunak, mengakibatkan fenomena aliran; pada suhu rendah akan membuat aspal menjadi getas dan keras, mengakibatkan keretakan. Karena lilin merupakan komponen berbahaya, sering digunakan untuk meningkatkan kinerja metode dewaxing aspal.

(2) resin untuk semi-padat kental berwarna coklat kemerahan, sensitif terhadap suhu tinggi, titik leleh di bawah 100 ℃, termasuk resin netral dan resin asam. Resin netral sehingga aspal memiliki plastisitas, mobilitas, dan daya rekat tertentu, dan kandungannya meningkat, daya rekat aspal dan perpanjangan meningkat; kandungan resin asam tidak banyak, tetapi aktivitasnya besar, dapat meningkatkan aspal dan bahan lainnya, meningkatkan pembasahan aspal, aspal dapat diemulsi.

(3) aspalten untuk partikel padat berwarna coklat tua, pemanasan tidak meleleh, menentukan adhesi aspal, viskositas dan stabilitas suhu, serta kekerasan aspal, titik pelunakan. Kandungan aspalten meningkat, viskositas dan adhesi aspal meningkat, kekerasan dan stabilitas suhu.

Standar teknis aspal minyak bumi

Standar teknis aspal minyak bumi akan dibagi menjadi beberapa jenis aspal dan standar (mutu), agar dapat dipilih. Saat ini, aspal minyak bumi terutama dibagi menjadi tiga kategori: aspal minyak bumi jalan raya, aspal minyak bumi konstruksi, dan aspal minyak bumi biasa.

Dalam klasifikasi mutu aspal, didasarkan pada penetrasi aspal, keuletan, titik pelunakan dan indikator lainnya. Penetrasi jarum dibagi menjadi mutu aspal dari indikator utama. Untuk jenis aspal minyak bumi yang sama, semakin besar mutunya, viskositasnya semakin kecil (semakin besar nilai penetrasi), semakin baik keuletannya (semakin besar plastisitasnya), semakin besar sensitivitas suhunya (semakin rendah titik pelunakannya).

Pemilihan aspal minyak bumi

Pemilihan aspal minyak bumi harus didasarkan pada sifat proyek (perumahan, jalan, korosi), kondisi iklim setempat, lokasi proyek (datar, bawah tanah) dan faktor-faktor lain yang perlu dipertimbangkan. Sebagai hasil dari aspal bermutu tinggi daripada aspal bermutu rendah yang mengandung lebih banyak minyak, kemampuan anti-penuaan, sehingga untuk memenuhi persyaratan premis, harus mencoba untuk memilih aspal minyak bumi bermutu tinggi, untuk memastikan bahwa ada masa pakai yang lebih lama.

(1) aspal jalan raya aspal jalan raya dibagi menjadi aspal jalan raya lalu lintas berat, aspal jalan raya lalu lintas ringan, aspal jalan raya emulsi, aspal jalan raya cair, dan aspal yang dimodifikasi. Pemilihan material aspal untuk proyek jalan raya harus mempertimbangkan karakteristik lalu lintas dan iklim. Daerah bersuhu tinggi di Selatan harus memilih aspal jalan raya dengan viskositas tinggi untuk memastikan bahwa jalan masuk aspal musim panas memiliki stabilitas yang cukup, tidak berlubang, dll.; dan daerah dingin di Utara harus memilih aspal jalan raya dengan viskositas rendah untuk memastikan bahwa jalan masuk aspal pada suhu rendah masih memiliki tingkat kapasitas deformasi tertentu, untuk menghindari keretakan.

2) konstruksi aspal minyak bumi konstruksi aspal minyak bumi penetrasi jarum lebih kecil (kental), titik pelunakan tinggi (tahan panas lebih baik), tetapi kurang elongasi (kurang plastik), terutama digunakan untuk pembuatan kertas minyak, linoleum, pelapis kedap air dan sambungan aspal tertanam dan sebagainya. Sebagian besar dari mereka digunakan dalam proyek atap bangunan, proyek kedap air bawah tanah, kedap air parit, proyek anti-korosi dan proyek anti-korosi pipa. Penggunaan aspal yang terbuat dari film yang lebih tebal, meningkatkan kepekaan terhadap suhu; pada saat yang sama, permukaan aspal hitam adalah badan penyerap panas yang baik, umumnya di area yang sama dari suhu permukaan atap aspal daripada bahan lain yang tinggi; atap aspal untuk mencapai suhu permukaan 25 ℃ ~ 30 ℃ lebih tinggi dari suhu udara lokal tertinggi. Untuk menghindari aliran musim panas, titik pelunakan bahan aspal untuk atap umum juga harus lebih tinggi dari suhu maksimum atap di wilayah 20 ℃ ~ 25 ℃, Anda dapat memilih aspal minyak bumi No. 10 atau No. 30. Misalnya, suhu atap aspal Wuhan, Changsha sekitar 68 ℃, titik pelunakan aspal harus dipilih dalam 90 ℃ atau lebih, musim panas yang rendah mudah mengalir; tetapi tidak boleh terlalu tinggi, jika tidak, suhu rendah musim dingin mudah menjadi keras dan getas, dan bahkan retak. Beberapa bagian yang tidak mudah terpengaruh oleh suhu, atau area suhu yang lebih rendah, seperti penghalang uap kedap air bawah tanah, dll., dapat memilih aspal kelas yang lebih tinggi, seperti aspal No. 60 atau No. 100. Oleh karena itu, pilihan aspal minyak bumi sesuai dengan wilayah, lingkungan proyek, dan persyaratan.

(3) aspal minyak bumi biasa Kandungan lilin aspal minyak bumi biasa hingga 20% hingga 30%. Ketika suhu aspal mencapai titik pelunakan, mudah terjadi fenomena aliran; aspal dalam penetrasi parafin juga akan membuat lapisan ikatan aspal tahan panas dan gaya ikatan berkurang. Oleh karena itu, umumnya tidak tepat untuk menggunakan aspal minyak bumi biasa dalam proyek.

aspal batubara

Aspal batubara merupakan hasil penyulingan batubara (tar batubara) yang diperoleh melalui proses pengolahan ulang. Berdasarkan penerapannya dalam berbagai keperluan proyek, aspal batubara dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan konsistensinya, yaitu aspal batubara lunak (cair, semi padat) dan aspal batubara keras (padat).

Aspal batubara tersusun dari hidrokarbon aromatik dan campuran turunan oksigen, sulfur, karbon, unsur utamanya adalah C, H, O, S dan N. Komposisi unsur aspal batubara dicirikan oleh "rasio hidrokarbon" yang jauh lebih besar daripada aspal minyak bumi. Metode analisis komponen kimia aspal batubara mirip dengan aspal minyak bumi, dapat dipisahkan menjadi: minyak, resin lunak, resin keras, karbon bebas C1 dan karbon bebas C2; yang mengandung naftalena, antrasena, fenol dan zat berbahaya lainnya dalam minyak, kandungannya harus dibatasi.

Aspal batu bara dan aspal minyak bumi, jika dibandingkan memiliki perbedaan sifat teknis sebagai berikut: stabilitas suhu yang lebih rendah; daya rekat yang lebih baik dengan agregat mineral; stabilitas iklim buruk, cepat menua; tahan korosi, dapat digunakan untuk kayu dan perawatan anti korosi permukaan lainnya. Indeks teknis aspal batu bara terutama meliputi: viskositas, uji distilasi, kadar air, kadar toluena yang tidak larut, kadar naftalena, kadar fenol dan sebagainya. Di antara semuanya, viskositas aspal batu bara, merupakan indikator terpenting dalam evaluasi kualitas aspal batu bara, tetapi juga dibagi menjadi kelas aspal batu bara berdasarkan metode pengujiannya yang mirip dengan aspal minyak bumi.

Sifat teknis utama aspal batubara lebih buruk daripada aspal minyak bumi, lebih jarang digunakan dalam proyek konstruksi; tetapi sifat anti-korosinya bagus, sehingga cocok untuk lapisan kedap air bawah tanah atau sebagai material anti-korosi.

aspal modifikasi

Teknik sipil modern tidak hanya membutuhkan aspal dengan kinerja yang lebih baik, tetapi juga membutuhkan masa pakai yang lebih lama, tetapi material aspal mudah menua karena pengaruh lingkungan. Melalui berbagai langkah teknis, pada material aspal tradisional, ditambahkan material lain untuk lebih meningkatkan kinerja aspal, yang dikenal sebagai aspal yang dimodifikasi. Tujuan modifikasi adalah untuk meningkatkan sifat reologi material aspal, memperpanjang daya tahan aspal, dll., untuk meningkatkan daya rekat aspal dan agregat; aplikasi dan proyek pelapisan kedap air aspal, tujuan modifikasi yang paling penting terutama adalah dua poin pertama.

Cara meningkatkan sifat reologi aspal

Meningkatkan sifat reologi aspal dengan banyak cara, efek modifikasi lebih baik dengan jenis pengubah berikut:

(1) pengubah resin

Resin termoplastik yang digunakan sebagai aspal yang dimodifikasi terutama adalah resin polietilena (PE), polipropilena (PP), polipropilena ataktik (APP), resin fenolik, damar alami, dan sebagainya. Resin ini dapat meningkatkan viskositas aspal, meningkatkan stabilitas suhu tinggi, sekaligus meningkatkan ketangguhan aspal; tetapi peningkatan kinerja suhu rendah tidak terlihat jelas.

(2) pengubah karet

Karet merupakan pengubah aspal yang penting, aspal dan aspal memiliki daya campur yang baik, dan dapat membuat aspal dengan karet memiliki banyak keuntungan, seperti deformasi suhu tinggi yang kecil, fleksibilitas suhu rendah, dll. Aspal modifikasi karet yang umum digunakan terutama meliputi: aspal modifikasi karet kloroprena, aspal modifikasi karet butil, aspal modifikasi karet daur ulang, aspal modifikasi karet stirena-butadiena. Di antara semuanya, kinerja aspal modifikasi karet stirena-butadiena sangat baik, dapat secara signifikan meningkatkan elastisitas aspal, perpanjangan, stabilitas suhu tinggi dan fleksibilitas suhu rendah, ketahanan terhadap kelelahan dan penuaan dan sifat-sifat lainnya, terutama untuk produksi atap gulung kedap air atau pelapis kedap air.

(3) pengubah campuran karet dan resin

Bersamaan dengan karet dan resin untuk meningkatkan sifat aspal minyak, aspal dapat menghasilkan sifat karet dan resin, dan biaya lebih rendah. Persiapan, penggunaan berbagai bahan baku, rasio, proses produksi berbeda, Anda bisa mendapatkan banyak produk kinerja yang berbeda, terutama gulungan, lembaran, bahan penyegel.

(4) pengubah pengisi mikro

Untuk meningkatkan sifat adhesif aspal dan ketahanan terhadap panas, mengurangi sensitivitas suhu aspal biasanya dilakukan dengan menambahkan sejumlah mineral pengisi mikro. Yang umum digunakan adalah abu terbang, abu vulkanik, bubuk serpih, bedak talk, bubuk kapur, bubuk mika, tanah diatom, dan sebagainya.

(5) pengubah serat

Pada aspal yang dicampur dengan berbagai macam serat, aspal dapat memberikan stabilitas suhu tinggi yang signifikan, sekaligus meningkatkan kekuatan tarik pada suhu rendah. Serat yang umum digunakan adalah: berbagai macam serat sintetis (seperti serat polietilena, serat poliester) dan serat mineral asbes.

Cara memperpanjang daya tahan aspal

Saat ini untuk meningkatkan ketahanan aspal, metode yang digunakan terutama dicampur dengan beberapa bahan tambahan kimia yang lebih mahal, seperti antioksidan, dll.; tetapi penggunaan antioksidan harus diidentifikasi melalui pengujian efektivitas teknologinya. Saat ini aditif yang paling efektif untuk meningkatkan ketahanan aspal adalah karbon hitam khusus, aditif pra-perlakuan karbon hitam dapat diformulasikan sebagai "aspal modifikasi karbon hitam".