• П. Б. Шеферд предлагает вводить в битум асбест, диабазовый порошок, сланцевую пыль, кварцевую муку, хотя последняя является менее эффективной. В исследованиях А. И. Лысихиной отмечается, что известняк оказывает замедляющее действие на старение битумов. В то же время Е. Т. Барт считает, что при адсорбции на поверхности кварцевого или известнякового минерального наполнителя компоненты битумов быстрее окисляются. Столь противоречивое суждение, безусловно, в значительной мере связано с использованием для исследований битумов различных структурных типов. Как замечено П. Б. Шефердом, один и тот же наполнитель неодинаково влияет на устойчивость различных битумов к старению.

    Следует отметить, что адсорбированные слои битума по сравнению со свободным битумом имеют одно важное преимущество: молекулы битумов в адсорбированных слоях имеют гораздо меньшую подвижность, чем в свободном битуме, что, безусловно, снижает их реакционную способность. Это проявляется в том, что смесь битума с минеральным наполнителем при повышенных содержаниях минерального порошка (например, при изготовлении литых асфальтов) перемешивают при весьма высоких температурах, достигающих 227 °С. При этом не наблюдается значительного окисления битумов, что обусловлено тем, что в таких смесях он в основном находится в адсорбированном состоянии на поверхности минерального порошка, удельная поверхность которого гораздо выше, чем в обычных битумоминеральных композициях.

    Естественно, что различные минеральные наполнители в битумоминеральных композициях обладают различной адсорбционной способностью.


  • Температура растрескивания, определяемая по методу БашНИИ НП, в образцах битумов, выдерживаемых на открытом испытательном стенде, изменяется так же, как и, по циклам, с периодом колебания, соответствующим годовому циклу среднемесячных температур. Изменение битумных образцов в процессе выдерживания пленки толщиной 0,5 мм на стеклянных подложках на открытом испытательном стенде (с 1977—1979 г.г.). По мере перехода от летних температур к зимним возрастает на 20-25 СС, достигая наиболее высоких значений в феврале месяце, после чего начинает снижаться, достигая минимального значения в июле. Однако минимальное значение в году остается примерно на 15 °С выше исходного. В дальнейшем по мере выдерживания образцов в естественных условиях продолжает возрастать. Изменение температуры растрескивания битумов в этом случае вызвано фазовыми и химическими превращениями, а также, в определенной мере, отслаиванием пленки от стеклянной подложки под действием атмосферных осадков. Следует заметить, что переплавленных образцов после старения их в течение 6 и 20 мес отличались от исходной на 2-11 °С.

    Процессы старения битумов в битумоминеральных композициях идут по тому же механизму, как и в свободном битуме, хотя имеются и некоторые особенности, обусловленные присутствием минерального наполнителя. Так, согласно, введение в битум минеральных порошков повышает их погодостойкость, хотя при этом отмечается, что применение наполнителей с высокой адсорбционной способностью приводит к нарушению коллоидной структуры битумов, вызываемому отсасыванием низкомолекулярных компонентов битума, и преждевременному их старению.


  • Температурный режим битумов в условиях эксплуатации циклический в течение суток и года, поэтому представляет значительный интерес изучение кинетики фазовых превращений в битумах при эксплуатационных температурных режимах. Для этого на открытом испытательном стенде в пенетрационных стаканчиках выдерживали образцы битумов различного происхождения, в том числе и образцы битумов, использованных в асфальтобетонных покрытиях опытных участков дорог. Спустя 1 — 2 мес образцы стенда термостатировали в течение 1,5 ч, а затем определяли при О °С. Как следует из фиков, по мере перехода температур от летних к зимним наблюдается постоянное возрастание предельного напряжения сдвига. Максимального значения достигает при самых низких температурах воздуха (в условиях г. Уфы — феврале І месяце). С повышением температур (от зимних к летним) в образцах, испытанных при О °С, постоянно снижается и достигает минимального значения в самые жаркие летние месяцы — в июле — августе, однако его значения в это время для всех битумов превышают исходные примерно в 2 раза. Это свидетельствует о том, что летом полного восстановления исходной структуры битумов не происходит. Только после переплавления при температуре 160 °С образцов, выдержанных на открытом испытательном стенде, принимало свое первоначальное значение.

    В процессе дальнейшего выдерживания образцов битумов на испытательном стенде их изменяется по циклическому закону с периодом колебаний, соответствующим годовому циклу среднемесячных температур воздуха. Причем максимальные и минимальные значения битумов во времени постоянно возрастают. Так, в битуме со структурой, близкой к гелю, через 4 года выдерживания максимальное в году значение, определенное при 0 °С, возросло в 10 раз по сравнению с исходным значением, а минимальное — в 6 раз; в битумах со структурой, близкой к золю, соответственно в 6 и 4,5 раза.


  • Особенности фазовых превращений битумов и изменений их структуры изучались также на образцах битумов, полученных в различных окислительных реакторах. Выдерживание образцов битумов, полученных окислением гудронов западносибирских нефтей в кубе, трубчатом реакторе и колонне, по 5 сут при температурах 80, 40, 0 и -20 °С приводит к значительным изменениям их температур растрескивания. Наиболее значительно температуры растрескивания снижаются после выдерживания при 80 и 40 °С битумов, полученных окислением одного и того же гудрона в трубчатом реакторе, примерно такое же понижение у образца битума, полученного в колонне, и в наименьшей степени — у образца битума, полученного окислением гудрона в кубе. Примерно так же распределяются в этих образцах битумов и скорости повышения температур растрескивания при 0 и -20 °С: наиболее значительно возрастает Гр у образца битума, полученного в трубчатом реакторе, затем у образца, окисленного в колонне, и в наименьшей степени — у образца, полученного в кубе. Гораздо меньше повышается температура растрескивания менее вязких образцов битумов, полученных в одинаковых реакторах. Полученные закономерности изменения при фазовых превращениях в процессе выдерживания образцов при различных температурах объясняются особенностями структуры, которую приобретают битумы при получении их в том или ином реакторе. Как известно, битумы, получаемые в трубчатом реакторе, имеют структуру в наибольшей степени приближенную к гелю, чем битумы, полученные в колонне или кубе.

    Фазовые превращения в образцах битума, как установлено, определяются температурными режимами их выдерживания.


  • Незначительное изменение температуры стеклования может быть объяснено тем, что в этом интервале равновесная структура формируется в основном в дисперсной фазе битумов, которая, как было показано, сравнительно мало влияет на изменение Тс. В связи с этим характерные для полимеров зависимости Тс от скорости охлаждения неприменимы для битумов, являющихся растворами со стеклообразной дисперсной фазой.

    При температурах старения около 80 °С и ниже, то есть при температурах эксплуатации, изменение температуры растрескивания битумов не одинаковое при различных температурах. Зависимости при температурах выдерживания 80 °С и ниже через 6-10 сут старения становятся равновесными. Кинетика этого процесса аналогична кинетике изменения. При изотермическом выдерживании от 80 до 20 °С температура растрескивания битумов понижается на 2-6 °С, а при выдерживании при температурах минус 20 °С возрастает. Такой характер изменения при изотермическом выдерживании от 80 до -20 °С обусловлен фазовыми превращениями в битумах с участием различных структурных групп. Так, при высоких (20-80 °С) температурах в фазовых превращениях участвуют смолисто-асфальтеновые компоненты битумов. При этом происходит гетеро-генизация структуры битумов, выражающаяся в понижении как Тс5, так и. При температурах ниже 20 °С в фазовых превращениях битумов принимают участие структурные группы мальтенов, определяющие низкотемпературные свойства битумов. В частности, упорядочение структуры мальтенов приводит к повышению битумов. Причем, снижение при положительных температурах и повышение при отрицательных проявляется в большей степени по мере перехода структуры битумов от золя к гелю.


Метки

адсорбционный александрович алексеевич андреевич арист асфальтобетон башкирии бнд 60/90 бнд 90 бнд 90/130 бнд 130/200 бн 90 борисович васильевич величина вениамин верхний вклад внутренний водонасыщения вопрос вывод высокомолекулярный георгиевич григорьевич групповой гудрон давидович деформирование диэлектрический добавка ефимович западносибирский зимний известняковый изотермический интенсивный интервал кислота климатический коллоидный коэффициент кристаллизация кристаллический крошка крупман кубовая линейный максимальный масло масса месторождение метод механизм минус михаил михайлович модуль молекулярный мунайлы незначительный непосредственный низкотемпературный образец объемный оптимальный органический павлович перемещение переохлаждение пересыщения петрович поверхностный порошок последующий постоянный предельный проницаемость процесс раствор растворимость реакция резиновый ромашкинской рост ряд связанный связующий селиверстович семенович сергеевич серна служба средства срок стеклообразный строительство счет сырье термодинамический толщина тонна тот точка тысяча узкий усадка усадочный факт федорович фракционный хрупкость частица человек широкий эдуард экспериментальный энергия эффект яковлевич 16 17 35 70 90/130 150 160 250 1420 deg

 

Август 2010
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июл   Сен »
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

Категории