 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Применение битумных вяжущих
|
|
Твердые и полутвердые нефтяные битумы применяют для дорожных покрытий, изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов, некоторых герметизирующих материалов, а жидкие битумы используют в основном при строительстве дорог (для обработки гравийных и щебеночных смесей, изготовления асфальтовых материалов).
? Для повышения долговечности к битумным вяжущим применяют различного рода добавки.
46. Показатели качества органических (черных) вяжущих.
Основные свойства нефтяных битумов, определяющие их пригодность к применению в народном хозяйстве- малое изменение пластичности при изменении температуры; высокие вязкость и цементирующая способность; стабильность и долговечность; теплостойкость (высокая температура размягчения), обеспечивающая сохранение необходимой прочности сооружений и изделий летом; упругость, благодаря которой сохраняется достаточная пластичность и эластичность при низких температурах.
Свойства битумов зависят от компонентного состава, оптимальное содержание может быть достигнуто при определенном соотношении асфальтенов, смол и масел с необходимым содержанием ароматических углеводородов и при отсутствии значительных количеств твердых парафинов. Следовательно свойства битумов определяются природой исходной нефти и могут регулироваться подбором смеси исходного сырья, а также в процессе окислительного структурирования.
Для классификации товарных битумов по сортам в зависимости от их качества разработаны и применяются различные методы испытания. Эти методы утверждены стандартами разных стран.
Качественные показатели (характеристики):
1. Пенетрация
Пенетрация косвенно характеризует степень твердости битумов. Чем выше пенетрация битума при заданной температуре размягчения и при заданной пенетрации — температура размягчения битума, тем выше его теплостойкость. Этот показатель не является физической константой битума, но характеризует его консистенцию и твердость. На величину пенетрации влияет состав битума: с увеличением содержания в нем масел пенетрация растет, а при удалении из него летучих веществ, а также с увеличением содержания асфальтенов и карбенов она уменьшается.
2. Температура размягчения битумов
Температура размягчения битумов — это температура, при которой битумы из относительно твердого состояния переходят в капельно-текучее. Она зависит от веществ, входящих в его состав. Увеличение содержания смол и асфальтенов ведет к повышению температуры размягчения, в то время как неполимеризующиеся и трудноокисляемые масла, наоборот, ее снижают.
3. Температура хрупкости
Температура хрупкости — это температура, при которой материал разрушается под действием кратковременно приложенной нагрузки. Температура хрупкости характеризует поведение битума в дорожном покрытии: чем она ниже, тем выше качество дорожного битума. Окисленные битумы имеют более низкую температуру хрупкости, чем другие битумы той же пенетрации. Температура хрупкости дорожных битумов обычно колеблется в пределах от —2 до — 30 °С. Для ее определения применяют метод, описанный в ГОСТ 11507-78 с дополнением по п. 3.2.
4. Растяжимость (дуктилъностъ, пластичность)
Растяжимость (дуктилъностъ) битума характеризуется расстоянием, на которое его можно вытянуть в нить до разрыва. Этот показатель косвенно характеризует также прилипаемость битума и связан с природой его компонентов: с увеличением содержания смол растяжимость увеличивается, битум становится эластичней, что имеет большое значение при использовании его в дорожном строительстве (дорожные нефтяные битумы имеют высокую растяжимость — более 40 см), присутствие в битуме твердых парафинов, взвешенных частиц и асфальтенов снижает эластичность, а наличие карбенов и карбоидов, и вовсе приводит к полной потере битумом растяжимости. Однако, стоит заметить, что повышение растяжимости битумов не всегда соответствует улучшению их свойств. По показателю растяжимости нельзя судить о качестве дорожных битумов, так как условия испытания (растяжение со скоростью 5 см/мин) отличаются от условий работы битума в дорожном покрытии. Растяжимость битумов при 25 °С имеет максимальное значение, отвечающее их переходу от состояния ньютоновской жидкости к структурированной. Чем больше битум отклоняется от ньютоновского течения, тем меньше его растяжимость при 25°С, но достаточно высока при 0°С. Битум должен обладать повышенной растяжимостью при низких температурах (0 и 15°С) и умеренной при 25°С.
5. Вязкость битумов
Вязкость битумов более полно характеризует их консистенцию при различных температурах применения по сравнению с эмпирическими показателями, такими, как пенетрация и температура размягчения. Ее легко и в более короткий срок можно измерить при любой требуемой температуре производства и применения битума. Желательно, чтобы битум при прочих равных показателях обладал наибольшей вязкостью при максимальной температуре применения и имел как можно более пологую вязкостно-температурную кривую. При температуре ниже 40 °С битум подобен твердообразным системам, при температурах от 40 до 140 °С — структурированным жидкостям, при температуре выше 140 °С — истинным жидкостям.
6. Изменение массы битума после прогрева
Твердые нефтяные битумы принадлежат к стабильным веществам и при хранении в условиях повышенной температуры не должны выделять летучих веществ. они также не должны содержать веществ, легко окисляемых кислородом воздуха. Поэтому к числу качественных показателей битума относят изменение его массы после нагрева при условной температуре 160°С в течение 5 минут. Это изменение нормируется ГОСТами и для твердых битумов не должно превышать 1%.
47. Классификация и применение битумных материалов: кровельные, гидроизоляционные и антикоррозионные материалы.
По назначению органические вяжущие материалы делят на дорожные, строительные, кровельные, гидроизоляционные, специальные. По химическому составу, свойствам и виду сырья, органические вяжущие для дорожного строительства разделяют на битумы и дегти.
Применяют и комплексные органические вяжущие: битумы дегтевые, дегти битумные, гидрокамовые продукт совместного окисления каменноугольного вяжущего и нефтяного гудрона, дегти полимерные и битумы полимерные, битумы резиновые.
Битумы по виду сырья разделяют на нефтяные, получаемые из нефти и из смолистых остатков, и природные, встречающиеся в чистом виде, которые извлекают из асфальтовых горных пород известняки, песчаники, пески.
В зависимости от главнейших строительных свойств и консистенции при нормальной температуре, органические вяжущие условно делят на твердые, вязки, жидкие. Твердые битумы при t=20-25 C обладают вязкоупругими свойствами. Подвижность и текучесть — при t=180-200 C. Вязкие битумы и дегти при t=20-25 C находятся в вязкопластичном малоподвижном состоянии, а на интервале t=100-120 C они становятся текучими и по мере окисления, полимеризации, испарения легких фракций, они приобретают свойства твердых битумов. Жидкие битумы при t=20-25 C находятся в жидком состоянии и по мере испарения легких фракций они приобретают свойства вязких битумов, а затем твердых битумов.
Применение: Битумы как водозащитные средства применяют очень давно. Они водонепроницаемы и устойчивы к разрушению при низких температурах, нетоксичны и могут безопасно применяться для покрытия хранилищ питьевой воды и облицовки труб водоснабжения.
Битумы широко применяют в гидротехнических сооружениях, в частности, чтобы предотвратить просачивание воды в водопроницаемые породы и предохранить от оползней берега и каналы. Гидроизоляционный материал получают смешением битума с минеральным наполнителем. (В качестве добавок к битумным мастикам, применяемым в строительстве, используются различные молотые минералы (наполнители). Применяемые добавки позволяют понизить температуру размягчения, уменьшить вязкость, повысить температуру хрупкости и устойчивость асфальтовых покрытий к механическим повреждениям.) Покрытия из такого материала гарантируют долговременную защиту от протекания воды в бассейнах, водохранилищах, плотинах, дамбах, склонах побережий рек, морей, каналов, гаваней, портов. Смесь обладает также достаточной прочностью при действии нагрузок и имеет низкую стоимость по сравнению с другими материалами.
Затраты на гидросооружения с применением битумных материалов быстро окупаются. Битумные смеси используют и при строительстве молов и волноломов. При оседании мола покрытие деформируется, но не растрескивается. Впрыскивание в почву специальных битумных эмульсий.
Битумы широко применяют при производстве кровельного (рубероидного) и водоизоляционного картонов — гидроизоляционных материалов для покрытия крыш, промышленных, гражданских и других сооружений.
Технология производства названных строительных материалов примерно одинакова и может быть проиллюстрирована примером получения рубероида: на тряпичный картон, пропитанный мягким битумом, накладывают слой из окисленного битума с минеральным наполнителем. Картон выпускают рулонами стандартной ширины и листами различных конфигураций. Сборные кровельные покрытия производят в виде кровельного картона из нескольких слоев. На месте потребления такой картон пропитывают и проклеивают расплавленным битумом. Если кровельный картон используют в качестве основы для укладки шифера, его часто упрочняют, подклеивая к нему слой ткани.
Ткани, пропитанные битумом, применяют в системах шахтной вентиляции и для водонепроницаемых покрытий. Бумагу с одно- и двусторонним битумным покрытием и многослойную бумагу, склеенную битумом, и иногда — с тканевой прокладкой, используют для упаковки и в строительстве. Бумагу, пропитанную мягкими битумами, применяют в производстве электрокабелей, для водозащитных покрытий и тепловой изоляции промышленных трубопроводов.
Битумом пропитывают также асбестовые ткани и стеклянный войлок. Битум в виде эмульсии можно вводить в волокно при формовании бумаги. Этот способ успешно используют при производстве тяжелых сортов картона, чтобы придать ему полную водонепроницаемость.
Широко применяются также антикоррозионные мастики на битумных основах.
48. Классификация минеральных вяжущих по условию твердения и эксплуатации изделий.
В процессе твердения указанные превращения могут протекать по-разному, для различных вяжущих, в зависимости от условий окружающей среды. Для одних вяжущих оптимальными условиями является воздушная среда, а для других влажная и т. д. В зависимости от условий твердения все вяжущие разбиты на три группы: воздушные, гидравлические и автоклавного твердения.
Вяжущие, которые способны твердеть и использоваться для конструкций и изделий, работающих в условиях воздушно-сухой среды, при этом приобретая максимальную прочность в этих условиях, называют «воздушными». К ним относятся:
- строительная воздушная известь;
- гипсовые вяжущие вещества;
- магнезиальные вяжущие;
- растворимое (жидкое) стекло.
Вяжущие, для которых благоприятной средой является влажная, относятся к «гидравлическим»:
- гидравлическая известь;
- романцемент;
- портландцемен и его разновидности;
- глинозёмистый цемент и др.
Вяжущие автоклавного твердения преобретают прочность в среде повышенного давления и температуры. Это такие вяжущие как:
- известково-кремнезёмистые;
- известково-нефелиновые и др.
49. Гипсовые вяжущие: технология получения, свойства, применение.
Гипсовые вяжущие — группа воздушных вяжущих веществ, в затвердевшем состоянии состоящих из двуводного сульфата кальция (CaSO4 • 2Н2О), включает в себя собственно гипсовые вяжущие (далее для краткости — гипс) и ангидритовые вяжущие (ангидритовый цемент и эстрихгипс).
Гипс (в строительной практике иногда используют устаревший термин алебастр от гр. alebastros — белый) — быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSO4 • 0,5Н2О, получаемого низкотемпературной (< 200° С) обработкой гипсового сырья.
Сырьем для гипса служит в основном природный гипсовый камень, состоящий из двуводного сульфата кальция (CaSO4•2Н2О) и различных механических примесей (глины и др.). В качестве сырья могут использоваться также гипсосодержащие промышленные отходы, например, фосфогипс, а также сульфат кальция, образующийся при химической очистке дымовых газов от оксидов серы с помощью известняка. Все это указывает на то, что проблем с сырьем для гипсовых вяжущих нет.
Получение гипса включает две операции:
- термообработку гипсового камня на воздухе при 150... 160°С; при этом он теряет часть химически связанной воды, превращаясь в полуводный сульфат кальция β-модификации:
CaSO4 • 2Н2О → CaSO4 • 0,5Н2О + 1,5Н2О
- тонкий размол продукта, который можно производить как до, так и после термообработки; гипс - мягкий минерал (твердость по шкале Мооса - 2), поэтому размалывается он очень легко.
Таким способом производится основное количество гипса; обычно для этого используют гипсоварочные котлы. Гипс β-модификации далее для краткости будем называть просто «гипс».
Доступность сырья, простота технологии и низкая энергоемкость производства (в 4...5 раз меньше, чем для получения портландцемента) делают гипс дешевым и привлекательным вяжущим.
Дата публикования: 2015-04-09; Прочитано: 1580 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
