비투멘의 소개, 분류, 표준, 용도

역청물질

아스팔트 재료는 매우 복잡한 폴리머 탄화수소와 흑색 또는 흑갈색 고체, 반고체 또는 액체 혼합물, 소수성 재료, 조밀한 구조의 비금속(산소, 황, 질소) 유도체의 탄화수소로 구성되며 물에 거의 완전히 불용성이며 물을 흡수하지 않으며 방수성이 우수하므로 토목 공학 방수, 습기 및 누출에 널리 사용됩니다. 아스팔트는 유기 접합 재료에 속하며 모래, 돌 및 기타 광물 혼합물은 결합 능력이 매우 우수하므로 결과 아스팔트 콘크리트는 현대 도로 프로젝트에 가장 중요한 포장 재료입니다. 재료와 모래, 돌 및 기타 광물 혼합물은 매우 우수한 접착력을 가지며, 아스팔트 콘크리트로 만들어진 것은 현대 도로 프로젝트에서 가장 중요한 포장 재료입니다.

석유 아스팔트 구성 및 구조

1. 원소 조성

석유 아스팔트는 다양한 탄화수소와 비금속(산소, 황, 질소) 유도체 혼합물로 구성되며, 원소 조성은 주요 탄소(80%~87%), 수소(10%~15%); 나머지는 산소, 황, 질소 등과 같은 비탄화수소 원소입니다(<3%). 또한 금속의 일부 미량 원소가 있습니다.

2. 구성품 구성

일반적으로 아스팔트는 엔지니어링 성능과 유사한 몇 가지 화학적 특성으로 분리되며 그룹의 화학적 조성과 특정 연관성이 있으며 이러한 그룹을 "구성 요소"라고 합니다. 중국의 현행 규정에는 3성분 분석과 4성분 분석 두 가지 방법이 있습니다.

석유아스팔트 3성분 분석은 오일, 수지, 아스팔텐 3성분으로 분리된 석유아스팔트의 3성분 분석입니다.

(1) 담황색 투명한 액체용 오일은 아스팔트 유동성을 부여하며 오일 함량은 아스팔트 부드러움, 균열 저항성 및 시공 난이도에 직접적인 영향을 미칩니다. 중국 국내 아스팔트의 석유에는 왁스가 포함되어 있는 경우가 많으므로 분석 시에는 석유와 왁스를 분리해야 합니다. 왁스가 있으면 고온에서 아스팔트 재료가 부드러워져 흐름 현상이 발생합니다. 저온에서는 아스팔트가 부서지기 쉽고 단단해져서 균열이 생길 수 있습니다. 왁스는 유해성분이기 때문에 아스팔트 탈왁스 공법의 성능을 향상시키기 위해 자주 사용됩니다.

(2) 적갈색 점성 반고체, 고온 민감도, 융점 100 ℃ 미만의 수지, 중성 수지 및 산성 수지를 포함합니다. 아스팔트가 일정한 가소성, 이동성 및 접착력을 가지며 함량이 증가하고 아스팔트의 접착력과 신율이 증가하도록 중성 수지; 산성 수지 함량은 많지 않지만 활성이 크고 아스팔트 및 기타 재료를 개선하고 아스팔트 습윤성을 개선하며 아스팔트를 유화시킬 수 있습니다.

(3) 암갈색 고체 입자에 대한 아스팔텐은 가열해도 녹지 않으며 아스팔트 접착력, 점도 및 온도 안정성뿐만 아니라 아스팔트의 경도, 연화점을 결정합니다. 아스팔텐 함량이 증가하면 아스팔트의 점도 및 접착력이 증가하고 경도 및 온도 안정성이 증가합니다.

석유 아스팔트 기술 표준

석유 아스팔트 기술 표준은 선택하기 위해 다양한 유형의 아스팔트와 표준(등급)으로 구분됩니다. 현재 석유 아스팔트는 주로 도로 석유 아스팔트, 건설 석유 아스팔트, 일반 석유 아스팔트의 세 가지 범주로 나뉩니다.

아스팔트 등급은 아스팔트 침투성, 연성, 연화점 및 기타 지표를 기준으로 분류됩니다. 바늘 침투는 주요 지표의 아스팔트 등급으로 구분됩니다. 동일한 종류의 석유 아스팔트의 경우 등급이 클수록 해당 점도는 작아지고(침투 값이 클수록) 연성이 좋아지고(가소성이 높을수록) 온도 민감도가 높아집니다(연화점이 낮아짐).

석유아스팔트 선정

석유 아스팔트의 선택은 프로젝트의 성격(주택, 도로, 부식), 지역 기후 조건, 프로젝트 현장(평면, 지하) 및 기타 고려해야 할 요소를 기반으로 해야 합니다. 더 많은 오일을 함유한 저급 아스팔트보다 고급 아스팔트의 결과로 노화 방지 능력이 있으므로 전제 요구 사항을 충족하려면 더 긴 서비스 수명을 보장하기 위해 고급 석유 아스팔트를 선택해야 합니다.

(1) 도로 석유 아스팔트 도로 석유 아스팔트는 교통량이 많은 석유 아스팔트, 경교통용 석유 아스팔트, 유화 석유 아스팔트, 액화 석유 아스팔트 및 개질 아스팔트로 구분됩니다. 아스팔트 재료의 도로 프로젝트 선택은 교통 및 기후 특성을 고려해야 합니다. 남부의 고온 지역은 고점도 석유 아스팔트를 선택하여 여름 아스팔트 진입로가 바퀴 자국 등이 없는 충분한 안정성을 갖도록 해야 합니다. 북쪽의 추운 지역은 저점도 석유 아스팔트를 선택하여 저온의 아스팔트 진입로가 여전히 어느 정도 변형 능력을 갖고 균열이 발생하지 않도록 해야 합니다.

2) 석유 아스팔트 건설 석유 아스팔트 바늘 관통은 작고(점성이 있음), 연화점이 높지만(내열성이 우수함) 연신율이 적습니다(플라스틱이 적음). 주로 오일 종이, 리놀륨, 방수 코팅 및 아스팔트 내장 조인트 등의 제조에 사용됩니다. 대부분은 건물 지붕 프로젝트, 지하 방수 프로젝트, 트렌치 방수, 부식 방지 프로젝트 및 파이프라인 부식 방지 프로젝트에 사용됩니다. 두꺼운 필름으로 만든 아스팔트를 사용하여 온도에 대한 민감도를 높입니다. 동시에, 검은 아스팔트 표면은 좋은 열 흡수체이며 일반적으로 아스팔트 지붕 표면 온도가 다른 재료보다 높은 동일한 영역에서 높습니다. 아스팔트 지붕은 지역 최고 기온보다 25℃ ~ 30℃ 더 높은 표면 온도를 달성합니다. 여름철 흐름을 피하기 위해 일반 지붕용 아스팔트 재료의 연화점도 20℃~25℃ 지역의 지붕 최고 온도보다 높아야 하며 No.10 또는 No.30 석유 아스팔트를 선택할 수 있습니다. 예를 들어 무한 창사 아스팔트 지붕 온도는 약 68℃이고 아스팔트의 연화점은 90℃ 정도를 선택해야 하며 낮은 여름에는 흐르기 쉽습니다. 그러나 너무 높아서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 겨울철 저온에서 단단하고 부서지기 쉽고 갈라지기 쉽습니다. 온도에 쉽게 영향을 받지 않는 일부 부품이나 지하 방수 수증기 장벽 등 온도가 낮은 부분에는 No.60 또는 No.100 아스팔트와 같은 더 높은 등급의 아스팔트를 선택할 수 있습니다. 따라서 지역, 프로젝트 환경 및 요구 사항에 따라 석유 아스팔트를 선택해야 합니다.

(3) 일반 석유 아스팔트 일반 석유 아스팔트 왁스 함량은 최대 20%~30%입니다. 아스팔트 온도가 연화점에 도달하면 흐름 현상이 발생하기 쉽습니다. 아스팔트에 파라핀이 침투하면 아스팔트 접착층의 내열성이 저하되고 접착력이 감소합니다. 따라서 프로젝트에 일반 석유 아스팔트를 사용하는 것은 일반적으로 부적절합니다.

석탄 아스팔트

석탄 아스팔트는 재처리를 통해 얻은 석탄 증류(콜타르) 생성물입니다. 다양한 프로젝트 요구 사항의 적용에 따라 일관성에 따라 연탄 아스팔트(액체, 반고체)와 경탄 아스팔트(고체)의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

석탄 아스팔트는 방향족 탄화수소와 이들의 산소, 황, 탄소 유도체 혼합물로 구성되며, 주요 원소는 C, H, O, S 및 N이며, 석탄 아스팔트 원소 조성은 석유 아스팔트보다 "탄화수소 비율"이 훨씬 크다는 특징이 있습니다. 분석 방법의 석탄 아스팔트 화학 성분은 석유 아스팔트와 유사하며 오일, 연질 수지, 경질 수지, 유리 탄소 C1 및 유리 탄소 C2 5가지 구성 요소로 구분할 수 있습니다. 나프탈렌, 안트라센, 페놀 및 기타 유해 물질이 오일에 포함되어 있으므로 그 함량을 제한해야 합니다.

석탄 아스팔트와 석유 아스팔트는 다음과 같은 기술적 특성의 차이를 비교합니다. 낮은 온도 안정성; 광물 집합체와의 접착력이 향상됩니다. 기후 안정성이 좋지 않고 노화가 빠릅니다. 내식성은 목재 및 기타 표면 부식 방지 처리에 사용될 수 있습니다. 석탄 아스팔트의 기술 지표에는 주로 점도, 증류 테스트, 수분 함량, 톨루엔 불용성 함량, 나프탈렌 함량, 페놀 함량 등이 포함됩니다. 그 중 석탄아스팔트의 점도는 석탄아스팔트의 품질을 평가하는 가장 중요한 지표이지만, 시험방법에 따라 석탄아스팔트 등급으로 나뉘는데, 이는 석유아스팔트와 유사하다.

석탄 아스팔트의 주요 기술적 특성은 석유 아스팔트보다 나쁘고 건설 프로젝트에 덜 사용됩니다. 그러나 부식 방지 특성이 우수하므로 지하 방수층이나 부식 방지 재료로 적합합니다.

개량 아스팔트

현대 토목공학에서는 더 나은 성능을 가진 아스팔트가 필요할 뿐만 아니라 더 긴 수명을 요구하지만 환경에 따라 아스팔트 재료가 노화되기 쉽습니다. 다양한 기술적 조치를 통해 기존 아스팔트 재료에 다른 재료를 추가하여 개질 아스팔트로 알려진 아스팔트의 성능을 더욱 향상시킵니다. 개량의 목적은 아스팔트 재료의 유변학적 특성을 개선하고, 아스팔트의 내구성을 연장시키며, 아스팔트와 골재의 접착력을 향상시키는 것입니다. 응용 및 방수 프로젝트 아스팔트에서 가장 중요한 수정 목적은 주로 처음 두 가지 사항입니다.

아스팔트의 유변학적 특성을 개선하는 방법

여러 가지 방법으로 아스팔트의 유변학적 특성을 개선합니다. 다음 유형의 개질제를 사용하면 개질 효과가 더 좋습니다.

(1) 수지 개질제

아스팔트 변성 수지로 사용되는 것은 주로 열가소성 수지이며 일반적으로 사용되는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 어택틱 폴리프로필렌(APP), 페놀 수지, 천연 로진 등이 사용됩니다. 아스팔트의 점도를 향상시키고 고온 안정성을 향상시키는 동시에 아스팔트의 인성을 높일 수 있습니다. 그러나 저온 성능의 향상은 분명하지 않습니다.

(2) 고무 개질제

고무는 아스팔트의 중요한 개질제이며 아스팔트와 아스팔트는 혼화성이 좋으며 고무로 아스팔트를 만들 수 있으며 고온 변형이 작고 저온 유연성 등 많은 장점이 있습니다. 일반적으로 사용되는 고무 개질 아스팔트에는 주로 클로로프렌 고무 개질 아스팔트, 부틸 고무 개질 아스팔트, 재활용 고무 개질 아스팔트, 스티렌-부타디엔 고무 개질 아스팔트가 포함됩니다. 그 중 스티렌-부타디엔 고무 개질 아스팔트 성능은 매우 좋으며 아스팔트의 탄성, 신율, 고온 안정성 및 저온 유연성, 피로 및 노화 방지 및 기타 특성을 크게 향상시킬 수 있으며 주로 방수 롤 루핑 또는 방수 코팅 생산에 사용됩니다.

(3) 고무 및 수지 혼합 개질제

석유 아스팔트의 특성을 향상시키기 위해 고무와 수지를 사용하는 동시에 아스팔트는 고무와 수지의 특성을 모두 높이고 비용을 낮출 수 있습니다. 준비, 원료 품종, 비율, 생산 공정의 사용이 다르므로 주로 코일, 시트, 밀봉 재료와 같은 다양한 성능의 제품을 얻을 수 있습니다.

(4) 마이크로 필러 개질제

아스팔트의 접착성과 내열성을 향상시키기 위해 일반적으로 일정량의 미네랄 마이크로 필러를 첨가하여 아스팔트의 온도 감도를 줄입니다. 일반적으로 비산재, 화산재, 셰일분말, 활석분말, 석회분말, 운모분말, 규조토 등이 사용됩니다.

(5) 섬유 개질제

다양한 섬유 물질과 혼합된 아스팔트에서 아스팔트는 저온 인장 강도를 높이면서 고온 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 섬유 물질은 다양한 합성 섬유(예: 폴리에틸렌 섬유, 폴리에스테르 섬유) 및 광물 석면 섬유입니다.

아스팔트의 내구성을 연장하는 방법

현재 아스팔트 방법의 내구성을 향상시키기 위해 주로 항산화제 등과 같은 보다 값비싼 화학 첨가제를 혼합합니다. 다만, 항산화제의 사용 여부는 해당 기술의 유효성에 대한 시험을 통해 확인되어야 한다. 현재 아스팔트의 내구성을 향상시키기 위한 가장 효과적인 특수 카본블랙 첨가제인 카본블랙 전처리 첨가제는 “카본블랙 개량 아스팔트”로 제제화될 수 있다.