Различные виды битума, их свойства и применение

Существуют различные виды битума с различными свойствами, характеристиками и применением в зависимости от требований потребляющей промышленности.
Технические характеристики битума также варьируются в зависимости от безопасности, растворимости, физических свойств и долговечности.
Для понимания эксплуатационных характеристик битума в процессе эксплуатации очень важно определить физические свойства материала. Для определения класса битума используются стандартные методы испытаний.

Виды битума, их свойства и применение

Битум можно разделить на следующие виды:

  • Битум проникающего действия
  • Окисленный битум
  • Битум с отсечкой
  • Битумная эмульсия
  • Модифицированный полимерами битум

Битум пенетрационного класса

Битум класса пенетрации — это битум нефтепереработки, который производится с различной вязкостью. Испытание на пенетрацию проводится для характеристики битума, основанной на твердости. Таким образом, он получил название пенетрационного битума.
Марки пенетрационных битумов варьируются от 15 до 450 для дорожных битумов. Но наиболее часто используемый диапазон — от 25 до 200. Это достигается путем контроля проводимого испытания, т.е. процесса дистилляции.
Частичный контроль флюсования остаточного битума с маслами может помочь в достижении требуемой твердости.
Проникающий битум
В таблице ниже приведены испытания битума на проникающую способность, проведенные в соответствии со стандартом BS EN 12591. Это испытание проводится для битума, предназначенного для дорожного применения.

Таблица.1. Спецификация битума для укладки согласно BS EN 12591

Спецификация битума для укладки в соответствии с BS EN 12591
Сайт BS EN 1426 и BS EN 1427 приведены значения температуры пенетрации и размягчения для соответствующих марок, как указано в Таблице-1. Это поможет определить эквивязкость и твердость марки битума.
Марки представлены значениями пенетрации, т.е. Например, 40/60 как значение пенетрации 50 ± 10.
На сайте BS EN 13303 также приводится показатель потери при нагревании с соответствующими ограничениями для всех марок битума по пенетрации. Эта мера необходима для того, чтобы убедиться в отсутствии летучих компонентов.
Таким образом, не происходит потери компонентов, которые будут способствовать схватыванию и затвердеванию битума во время его приготовления или укладки. Сайт BS EN 12592 приведены значения растворимости, чтобы гарантировать, что в битумном материале меньше или совсем нет примесей.

Окисленный битум

Битум, полученный на нефтеперерабатывающем заводе, подвергается дальнейшей обработке путем подачи обработанного воздуха. В результате мы получаем окисленный битум. При поддержании контролируемой температуры воздух вводится под давлением в мягкий битум.
В результате реакции введенного кислорода и компонентов битума образуются соединения с более высоким молекулярным весом. Таким образом, содержание асфальтенов и мальтенов увеличивается, что приводит к образованию более твердой смеси. Эта более твердая смесь обладает меньшей пластичностью и восприимчивостью к температуре.
Окисленный битум
Окисленный битум используется в промышленности, например, для кровли и покрытия труб. При таком способе обработки можно получить битум с меньшей проникающей способностью, который можно использовать для укладки дорог.

Обрезной битум

Это один из видов битума, который относится к битумам с более низкой пенетрацией. Этот тип битума имеет временно пониженную вязкость за счет введения летучего масла. После нанесения летучий материал испаряется, и битум приобретает свою первоначальную вязкость.
Битум пенетрационного класса представляет собой термопластичный материал. Он показывает различное значение вязкости при разной температуре. В области дорожного строительства необходимо, чтобы материал был текучим в момент укладки, т.е. во время поверхностной обработки.
Также важно, чтобы после застывания материал вновь приобретал свою первоначальную твердость и свойства. Это обеспечивается обрезным битумом. Текучесть достигается для любого битума повышением температуры. Но если при обработке поверхности необходимо обеспечить текучесть при более низких температурах, то используется обрезной битум.
Время затвердевания и вязкость сокращенного битума можно варьировать и контролировать путем

  • разбавлением летучим маслом и
  • летучестью добавляемого масла.
  • Битумы 70/100 или 160/220, разбавленные керосином, являются основным составом битума при строительстве дорог в Великобритании. Для проверки стандартной вязкости используется стандартный вискозиметр для гудрона.
    Типы битума - Битум с отсечкой
    В таблице-2 приведены спецификации сокращения на основе BS 3690. Здесь приведены требования к битуму, чтобы он удовлетворял свойствам растворимости, дистилляции, а также восстановления свойств после отверждения.

    Таблица-2: Спецификация сокращенного битума согласно BS 3690: Часть 1 и BS EN 12591

    Спецификация битума в соответствии с BS 3690: Часть 1 и BS EN 12591

    Битумная эмульсия

    Этот тип битума образует двухфазную систему с двумя несмешивающимися жидкостями. Одна из них диспергирована в виде мелких глобул в другой жидкости. Когда дискретные глобулы битума диспергируются в непрерывной форме воды, образуется битумная эмульсия.
    Это форма битума проникающего действия, который смешивается и используется для укладки.
    Для диспергирования битумных глобул используется эмульгатор, имеющий длинную углеводородную цепь с катионным или анионным окончанием. Этот эмульгатор обеспечивает электрохимическую среду. Ионная часть цепи имеет сродство к воде, а битум притягивается углеводородной частью.
    Виды битума - битумная эмульсия
    Как показано на рисунке ниже, углеводород прочно связывает глобулы битума, а ионная часть видна на поверхности глобул. В зависимости от присутствующих ионов капли приобретают заряд.
    Эмульсии могут быть катионными (с положительным зарядом) или анионными (с отрицательным зарядом). Поэтому глобулы с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, делая всю систему стабильной. Для облегчения сцепления с заполнителями (которые заряжены отрицательно) предпочтительнее использовать катионные эмульсии.
    Битумные эмульсии

    Битум во время диспергирования в эмульгаторе

    Стабильность эмульсий зависит от следующих факторов:

  • Типа эмульгатора битума и его количества
  • Скорость испарения воды
  • Количество битума
  • Размер битумных глобул
  • Механические силы
  • Эмульсии наносятся с помощью распыления. Для этого вязкость является первостепенной задачей. С увеличением содержания битума смесь становится более вязкой. Это становится чувствительным, когда его количество превышает 60%.
    На сайте BS 434: часть 1 и BS EN 13808 дают спецификацию для вязкости дорожных эмульсий.

    Полимер — модифицированный битум

    Модифицированный полимерами битум — это тип битума, полученный путем модификации прочностных и реологических свойств битума, градуированного по проницаемости. Для этого добавляется от 2 до 8% полимера.
    Модифицированный полимерами битум
    Используемый полимер может быть пластиком или резиной. Эти полимеры изменяют прочность и вязкоупругие свойства битума. Это достигается следующим образом:

  • Увеличение упругой реакции
  • Улучшение когезионных свойств
  • Повышение прочности на излом
  • Обеспечение пластичности
  • Примерами используемых каучуковых полимеров являются блок-сополимеры стирола, синтетические каучуки, натуральные и переработанные каучуки. Также используются термопластичные полимеры.
    Читать далее:
    Почему битум используется в дорожном строительстве? Свойства и преимущества битума для дорожных покрытий
    Битумные материалы — виды, свойства и применение в строительстве
    Проникающая способность битума
    Градация битума — различные методы градации битума
    Различные лабораторные испытания битума для строительства дорожных покрытий

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой