Nhựa đường là gì?

Nhựa đường là gì?

Bitum là hỗn hợp phức tạp màu nâu sẫm của các hydrocacbon có trọng lượng phân tử khác nhau và các dẫn xuất phi kim của chúng, là một loại chất lỏng hữu cơ có độ nhớt cao, chủ yếu ở dạng dầu mỏ lỏng hoặc bán rắn, có bề mặt màu đen, hòa tan trong cacbon disulfua, cacbon tetraclorua. . Bitum là vật liệu xi măng hữu cơ chống ẩm và chống ăn mòn. Bitum có thể được chia thành ba loại chính: hắc ín than đá, nhựa đường dầu mỏ và nhựa đường tự nhiên: trong đó hắc ín than đá là sản phẩm phụ của quá trình tinh chế than cốc. Nhựa đường dầu mỏ là cặn sau khi chưng cất dầu thô. Mặt khác, nhựa đường tự nhiên được lưu giữ trong lòng đất, một số tạo thành các lớp khoáng chất hoặc tích tụ trên bề mặt vỏ trái đất. Bitum chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp như sơn, nhựa và cao su cũng như trong lát đường.

Thành phần

Theo giải thích về cấu trúc keo, với việc giảm phần bão hòa và phần thơm của môi trường phân tán, tăng hàm lượng chất bảo vệ gel và atphalten trong pha phân tán, nhựa đường bị thay đổi từ cấu trúc sol-gel sang cấu trúc sol-gel hoặc thậm chí cấu trúc gel. Mức độ xuyên thấu về chỉ số kỹ thuật của nhựa đường giảm và điểm hóa mềm tăng lên. Khi tỷ lệ hàm lượng của từng thành phần trong nhựa đường được phối hợp thì có thể đạt được độ dẻo tốt nhất. Nhưng định luật trên chỉ áp dụng cho cùng một nguồn dầu và cùng một quy trình thu được nhựa đường như Bảng 1 trong nhựa đường là dầu thô Đại Khánh, sử dụng quy trình cồn propyl để thu được nhựa đường cho cùng một loại dầu thô, sử dụng các quy trình khác nhau hoặc dầu thô khác nhau. dầu có cùng quy trình hoặc thậm chí khác nhau về dầu thô và quy trình thu được nhựa đường, cho dù chúng có hàm lượng thành phần nhựa đường tương tự nhau nhưng đặc tính kỹ thuật của các chỉ số có thể khác nhau rất nhiều. Nguyên nhân của những hiện tượng này là do các nguồn dầu và quá trình thu được nhựa đường khác nhau, mặc dù thành phần hóa học của chúng có thể rất gần nhau nhưng cấu trúc hóa học của các thành phần không giống nhau, độ hòa tan của các thành phần có thông số khác nhau. Tức là các thành phần có độ hòa tan pha khác nhau nên hình thành cấu trúc keo khác nhau nên tính chất kỹ thuật của chúng không giống nhau.

Độ hòa tan: vật liệu kỵ nước, không thấm nước, gần như không hòa tan trong nước, axeton, ete, etanol loãng, hòa tan trong cacbon disulfua, cacbon tetraclorua, natri hydroxit.　Mối nguy hiểm cho sức khỏe: Độc hại vừa phải. Bitum và khói của nó gây kích ứng da và màng nhầy, gây độc cho ánh sáng và gây ung thư. Ba loại độc tính chính của nhựa đường ở Trung Quốc: hắc ín than đá > nhựa đường đá phiến > nhựa đường dầu mỏ, hai chất đầu tiên là chất gây ung thư. Các tổn thương da chính của nhựa đường là: viêm da nhiễm độc quang, tổn thương giới hạn ở mặt, cổ và các bộ phận tiếp xúc khác; hắc tố, tổn thương thường phân bố đối xứng ở các phần lộ ra ngoài bong tróc, có màu nâu - nâu sẫm - nâu đen; mụn trứng cá nghề nghiệp; mụn cóc dư thừa và tai nạn do bỏng nhiệt. Ngoài ra còn có các triệu chứng toàn thân như chóng mặt, sưng đầu, nhức đầu, tức ngực, mệt mỏi, buồn nôn, chán ăn và kích ứng mắt, mũi, họng.

Các ứng dụng

Trong xây dựng dân dụng, nhựa đường được sử dụng rộng rãi trong các vật liệu chống thấm và chống ăn mòn, chủ yếu được sử dụng trong tấm lợp, mặt đất, kết cấu ngầm để chống thấm, ăn mòn gỗ, thép. Nhựa đường cũng được sử dụng rộng rãi trong vật liệu kết dính kết cấu mặt đường kỹ thuật đường bộ, nó có thể được chế tạo thành các cấu trúc khác nhau của đường lái xe nhựa đường với các thành phần vật liệu khoáng khác nhau theo tỷ lệ.

Nhựa đường dầu mỏ

Sự định nghĩa

Nhựa đường dầu mỏ là sản phẩm của quá trình chế biến dầu thô, ở nhiệt độ phòng là chất lỏng nhớt màu đen hoặc nâu sẫm, ở thể bán rắn hoặc rắn, chủ yếu chứa các hydrocacbon hòa tan trong các dẫn xuất cloroform và không phải hydrocacbon, tính chất và thành phần của nó với nguồn dầu thô và phương pháp sản xuất khác nhau. Thành phần chính của nhựa đường dầu mỏ là dầu, nhựa và nhựa đường. Nó cũng chứa 2% đến 3% carbon atphalt và vật liệu cacbonat, cũng chứa sáp. Dầu và nhựa trong nhựa đường có thể làm ẩm nhựa đường. Cấu trúc của nhựa đường là lõi của nhựa đường, hấp phụ một phần nhựa và dầu, tạo thành chất keo.

Hiệu suất sản phẩm

Nhựa đường dầu mỏ có màu đen, bóng, nhạy cảm với nhiệt độ cao. Nhựa đường dầu mỏ có thể được phân loại theo các hệ thống sau:

Phương pháp sản xuất

(1) Chưng cất: dầu thô thường được chưng cất áp suất xăng, dầu hỏa, dầu diesel và các phần nhẹ khác, sau đó bằng cách chưng cất giảm áp (áp suất dư 10 ~ 100mmHg) ra khỏi dầu chưng cất giảm áp, Dư lượng còn lại phù hợp với thông số kỹ thuật của nhựa đường có thể được sản xuất trực tiếp từ các sản phẩm nhựa đường, nhựa đường thu được còn được gọi là nhựa đường chạy thẳng, sản xuất nhựa đường là phương pháp nhựa đường chính.

(2) Kết tủa dung môi: dung môi ankan phân tử thấp không phân cực khi giải nén các thành phần trong dầu dư có độ hòa tan khác nhau, việc sử dụng sự khác biệt về độ hòa tan có thể được thực hiện để tách thành phần, và do đó có thể được loại bỏ khỏi quá trình giải nén dầu dư trên các đặc tính nhựa đường của các thành phần không có lợi cho việc sản xuất các sản phẩm nhựa đường để đáp ứng các thông số kỹ thuật của các yêu cầu của phương pháp kết tủa dung môi.

(3) Phương pháp oxy hóa: ở một phạm vi nhiệt độ cao nhất định để giải nén dầu xỉ hoặc nhựa đường đã khử dầu được thổi vào không khí, do đó thành phần và hiệu suất của nó thay đổi, sản phẩm thu được được gọi là nhựa đường oxy hóa . Dầu xỉ giải nén ở nhiệt độ cao và không khí thổi sẽ tạo ra sự bay hơi và bay hơi, đồng thời khử hydro, oxy hóa, trùng hợp và ngưng tụ và một loạt các phản ứng. Đây là sự tương tác nhiều thành phần của một quá trình phản ứng tổng hợp rất phức tạp chứ không chỉ đơn thuần là phản ứng oxy hóa mà thông thường được gọi là phương pháp oxy hóa và nhựa đường oxy hóa hay còn gọi là phương pháp thổi khí và thổi nhựa đường.

(4) Phương pháp trộn: phương pháp trộn để sản xuất nhựa đường ban đầu đề cập đến cùng một loại dầu thô tạo thành nhựa đường của bốn thành phần theo yêu cầu chất lượng của tỷ lệ trộn lại cần thiết, kết quả là sản phẩm được gọi là nhựa đường tổng hợp hoặc tái tạo nhựa đường. Với sự phát triển của công nghệ xử lý, nguồn nguyên liệu pha trộn ngày càng được mở rộng. Ví dụ, từ cùng một loại dầu thô hoặc dư lượng dầu thô khác nhau hoặc các thành phần của quá trình xử lý sơ cấp và thứ cấp, cũng như nhiều loại dầu thải công nghiệp làm thành phần trộn, làm giảm việc sản xuất nhựa đường trong việc lựa chọn sự phụ thuộc vào nguồn dầu. Với sự thiếu hụt ngày càng tăng của dầu thô phù hợp cho sản xuất nhựa đường, luật pha trộn cho thấy tính linh hoạt và tính kinh tế ngày càng được coi trọng và sử dụng phổ biến.

(5) Phương pháp nhũ hóa: chênh lệch sức căng bề mặt nhựa đường và nước rất lớn, ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ cao không thể trộn lẫn với nhau. Nhưng khi nhựa đường được ly tâm, cắt, đập tốc độ cao và các tác động cơ học khác, để nó trở thành hạt có kích thước 0,1 ~ 5 micron và phân tán vào môi trường nước chứa chất hoạt động bề mặt (chất nhũ hóa - chất ổn định), do chất nhũ hóa có thể được định hướng để hấp phụ trên bề mặt của các hạt nhựa đường, và do đó làm giảm sức căng bề mặt của nước và nhựa đường, để các hạt nhựa đường có thể tạo thành một hệ thống phân tán ổn định trong nước, để các hạt nhựa đường có trong nước. Nước tạo thành hệ phân tán ổn định, đó là nhũ tương dầu trong nước. Hệ phân tán này có màu nâu trà, nhựa đường cho pha phân tán, nước cho pha liên tục, ở nhiệt độ phòng, có độ linh động tốt. Theo một nghĩa nào đó, nhựa đường nhũ hóa là nước để “cắt giảm bitum”, do đó cải thiện tính lưu động của nhựa đường.

(6) Nhựa đường biến tính: đường cao tốc và đường hiện đại đã trải qua nhiều thay đổi: lưu lượng giao thông và tần suất lái xe tăng lên đáng kể, trọng lượng trục của ô tô chở hàng tiếp tục tăng, việc thực hiện chung làn đường một chiều , các yêu cầu để cải thiện hơn nữa khả năng chống di chuyển của mặt đường, nghĩa là khả năng chống lún ở nhiệt độ cao; cải thiện tính linh hoạt và độ đàn hồi, nghĩa là khả năng chống nứt ở nhiệt độ thấp; cải thiện khả năng chống mài mòn và kéo dài tuổi thọ. Các tòa nhà hiện đại thường sử dụng tấm mái dự ứng lực nhịp lớn, yêu cầu vật liệu chống thấm mái để thích ứng với chuyển vị lớn, chịu được điều kiện khí hậu nhiệt độ cao và thấp khắc nghiệt, độ bền tốt hơn, tự dính, dễ thi công và giảm khối lượng công việc bảo trì. Những thay đổi trong việc sử dụng môi trường này đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với hiệu suất của nhựa đường dầu mỏ. Việc biến đổi nhựa đường dầu mỏ để đáp ứng các yêu cầu khắt khe nêu trên đã thu hút được sự chú ý. Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu và phát triển, đã có nhiều loại nhựa đường cải tiến, màng chống thấm và lớp phủ, cho thấy mức độ hiệu quả kỹ thuật nhất định. Tuy nhiên, do giá vật liệu biến tính thường cao hơn nhựa đường thông thường từ 2 đến 7 lần nên người sử dụng chưa thể nắm bắt đầy đủ đặc tính kỹ thuật của vật liệu nên sản lượng nhựa đường biến tính tăng trưởng chậm. Nhựa đường đã được cải tiến chủ yếu được sử dụng cho đường băng sân bay, sàn cầu chống nước, bãi đậu xe, sân vận động thể thao, bề mặt giao thông đông đúc, giao lộ và lối rẽ vỉa hè và các ứng dụng lát đường đặc biệt khác. Châu Âu sẽ sử dụng nhựa đường cải tiến để bảo trì và gia cố mạng lưới đường cao tốc, một động lực lớn hơn cho việc ứng dụng chung nhựa đường đã được cải tiến. Màng và lớp phủ chống thấm nhựa đường biến tính chủ yếu được sử dụng cho các dự án chống thấm cao cấp. Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ và sự phát triển của xây dựng kinh tế, sẽ tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của các loại nhựa đường biến tính và sự phát triển của công nghệ sản xuất. Các loại nhựa đường biến tính và công nghệ chuẩn bị phụ thuộc vào loại chất biến tính, lượng chất biến tính và thành phần và tính chất của nhựa đường nền (tức là nhựa đường thô). Do có nhiều loại chất biến tính, các dạng khác nhau, để tạo ra nhựa đường dầu mỏ tạo thành vật liệu đồng nhất cho mục đích kỹ thuật, qua nhiều năm đã đánh giá các loại chất biến tính khác nhau và phát triển các công thức và phương pháp chuẩn bị tương ứng, nhưng hầu hết nhựa đường biến tính là kỹ thuật thực tế thuộc về công nghệ đã được cấp bằng sáng chế và các sản phẩm đã được cấp bằng sáng chế.

Công dụng chính

Công dụng chính là làm vật liệu cơ sở hạ tầng, nguyên liệu thô và nhiên liệu, các ứng dụng như giao thông (đường bộ, đường sắt, hàng không, v.v.), xây dựng, nông nghiệp, các dự án thủy lợi, công nghiệp (công nghiệp khai thác, sản xuất), dân dụng và các lĩnh vực khác.

Đóng gói và lưu trữ

Bitum trong quá trình sản xuất và sử dụng có thể cần được bảo quản trong bể cách nhiệt, nếu được xử lý đúng cách, nhựa đường có thể được gia nhiệt nhiều lần và có thể duy trì ở nhiệt độ cao hơn trong thời gian dài hơn mà không gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của nó. Tuy nhiên, nếu tiếp xúc với oxy, ánh sáng và nhiệt độ quá cao sẽ làm nhựa đường cứng lại, dấu hiệu đáng kể nhất là điểm mềm của nhựa đường tăng lên, độ xuyên kim giảm, độ dẻo kém, do đó làm giảm hiệu suất sử dụng nhựa đường.