• Значительное увеличение плотности битумов, выдержанных в изотермических условиях при 20 °С. При выдерживании их по циклическому режиму охлаждение — нагревание усадка возрастает в 2-4 раза по сравнению с усадкой при выдерживании образцов в изотермических условиях на воздухе или в воде в течение одинакового времени. Это можно объяснить возможностью сближения структурных компонентов при охлаждении и (для некоторых из них, например, имеющих ненасыщенные полярные частицы) образованием межмолекулярных связей. Установлению таких связей при более высоких температурах препятствуют большое расстояние и недостаточная подвижность соответствующих структурных компонентов из-за высокой вязкости системы, что обусловливает малую вероятность их встречи. При последующем нагревании часть связей может разрушиться, а те связи, энергия которых выше энергии теплового воздействия, естественно, сохраняются, что в итоге приводит к повышению плотности битумов.

    Битумы с индексом пенетрации от +0,2 до -0,5 (структура золь — гель) имеют наименьшую усадку при всех режимах выдерживания. Битумы, укладывающиеся в этот диапазон индекса пенетрации, получены прямым окислением гудрона или его компаундированием с переокисленным гудроном (марки БНД), а также вакуумной концентрацией (марки БН). В то же время битумы с малым значением индекса пенетрации и структурой, близкой к золю, и битум с большим индексом пенетрации и структурой, близкой к гелю, подвержены гораздо большей усадке, чем образцы битумов 30, 31, 32 со структурой золь — гель. Образец маловязкого остаточного битума марки БН 130/200 имел усадку гораздо меньшую, чем образец 30 высоковязкого остаточного битума того же происхождения.


  • Влияние фазовых превращений в битумах при старении на их свойства

    При фазовых превращениях в битумах изменяются все свойства, поэтому изучение не только предельных напряжений сдвига, характеризующих надмолекулярную структуру битумов, а также других структурных характеристик и стандартных и эксплуатационных показателей свойств при фазовых превращениях является очень важным для создания количественной теории старения битумов. Поскольку, как было показано в гл. 1, структурный гистерезис проявляется в интервале температур от температуры перехода битумов из истинного раствора в дисперсный до температуры конца стеклования Тс, охватывающем диапазон эксплуатации битумов, именно в этом интервале можно изучить влияние фазовых превращений на свойства битумов.

    Исследовались заводские образцы битумов различных структурных типов и марок после охлаждения их 80 °С и выдерживания по 5 сут при 80 70, 60, 50, 40, 30 и 20 °С. Этот режим обеспечивал образование в битумах дорожных марок структур, близких к равновесным.

    Сравнение свойств исходных образцов как с неравновесной, так и с равновесной полукристаллической структурой показало, что у битума с равновесной структурой, близкой к гелю, значение при 20 °С возрастает в 5 раз, а у битумов со структурой золь — гель — в 9-10 раз.

    Однако абсолютные значения в битумах с равновесной структурой гель намного выше, чем в битумах со структурой золь — гель. В остаточном битуме со структурой золь — гель так же, как и со структурой золь, возрастает в 2 раза и по абсолютному значению оно остается намного меньше, чем в окисленных.

    По этой схеме разрушение материала осуществляется с меньшими энергозатратами, а сам порошок отличается развитой поверхностью частиц. Измельченная по такому методу резина отличается от резины, полученной традиционным валковым способом более рыхлой структурой поверхности частиц, что проявляется в более быстром набухании ее в компонентах битумов.


  • Следует выделить термодинамические факторы устойчивости.

    1. Образование на поверхности частиц двойного электрического слоя, обусловливающего возникновение энергетического барьера, препятствующего сближению частиц на расстояние, где действуют интенсивные молекулярные силы притяжения.

    2. Образование на поверхности частиц сольватного слоя из молекул среды. Эта сольватная оболочка исключает слипание частиц при соударении как за счет своих упругих свойств, так и вследствие того, что на границе сольватного слоя дисперсионной среды отсутствует сколько-нибудь заметное поверхностное натяжение. Кроме того, причина неслипания двух сольватированных частиц при их сближении по Б. В. Дерягину заключается также в возникновении расклинивающего давления, обусловленного отличием структуры граничных сольватных слоев и объемной фазы.

    Элементы количественной теории сольватации сложных структурных единиц в нефтяных дисперсных системах и их устойчивости представлены также в работах. Размеры сложных структурных единиц, толщина сольватной оболочки и соответственно свойства нефтяных дисперсных систем регулируются отношением и природой смешиваемых высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений, температуры, давления и других энергетических полей, а также введением добавок.

    На основании кинетических уравнений, описывающих формирование (разрушение) слоев сольватной оболочки и надмолекулярной структуры, предложены зависимости изменения толщины слоев надмолекулярной структуры и сольватной оболочки от растворяющей способности растворителя.


  • Длительное время считалось, что в целом коллоидные системы, в отличие от истинных растворов, термодинамически неустойчивы, поскольку слипание частиц дисперсной фазы сопровождается уменьшением свободной энергии дисперсной системы. Таким образом, термодинамическое равновесие достигается после полного разделения фаз, то есть исчезновения коллоидной системы как таковой. Однако коллоидные системы способны сохранять длительное время свою структуру постоянной. Характеристикой способности коллоидной системы сохранять постоянной степень дисперсности фазы является агрегативная устойчивость.

    М. Вольмером, П. А. Ребиндером, Ю. М. Глазманом и Г. И. Фуксом, И. Н. Влодавцем и др. были развиты представления о возможном существовании термодинамически устойчивых дисперсных систем. Согласно этим представлениям в любой дисперсной системе термодинамически и агрегативно устойчивое состояние реализуется при некотором вполне определенном распределении частиц дисперсной фазы и постоянстве внешних условий существования системы. При этом на частицах дисперсной фазы (агрегатах или цепочках) адсорбирована очень тонкая равновесная прослойка жидкой дисперсионной среды, толщина которой соответствует минимуму свободной энергии системы.

    Выделившаяся из пересыщенного раствора новая фаза может не выпадать в осадок вследствие проявления ряда факторов, обусловливающих стабильность коллоидной системы. В зависимости от доминирующего фактора механизм стабилизации коллоидной системы может различаться. Следует отметить, что даже когда роль сольватации в устойчивости коллоидной системы несомненна, строгий учет этого фактора весьма затруднен из-за слабой его теоретической разработки.


  • Образующаяся фаза, приобретая твердое агрегатное состояние, неоднородна по составу и свойствам в различных точках вдоль радиуса. Определенная однородность состава может наблюдаться лишь в оболочках частиц дисперсной фазы, равноудаленных от центра для шарообразной частицы, или от оси — для цилиндрической частицы.

    Таким образом, в битумах при охлаждении в интервале температур ниже происходят накладываемые друг на друга множественные структурные и фазовые переходы с участием различных по составу и строению компонентов.

    Влияние состава на температуры структурных переходов было изучено на модельных образцах битумов. Установление объективных общих зависимостей на образцах битумов, полученных существующими промышленными способами, затруднено тем, что в процессе технологической переработки сырья одновременно изменяются соотношение, химический состав и качество компонентов битума. В связи с этим исследование образцов битумов, полученных смешением отдельных компонентов определенного химического состава с постоянными свойствами, позволяет исключить влияние неучтенных факторов на получаемые зависимости.

    У исследуемых модельных образцов битумов варьировалось соотношение ароматических и парафинонафтеновых углеводородов в масляной части битумов при постоянном и меняющемся соотношении смол и асфальтенов таким образом, чтобы можно было определить влияние на структурные и фазовые превращения и свойства битумов состава углеводородной части, а также соотношения смол и асфальтенов. Образцы битумов готовились смешением концентратов асфальтенов и смол из арланского гудрона, а также экстракта фракции туймазинской нефти, состоящего в основном из ароматических углеводородов, и кабельного масла, состоящего из парафинонафтеновых углеводородов.


Метки

адсорбционный александрович алексеевич анализ андреевич арист асфальт асфальтобетон атака башкирии бесшовный биметаллический бнд 60/90 бнд 90 бнд 90/130 бнд 130/200 бн 90 боевой борисович будущее быстрый вагон важный васильевич ввод величина вениамин верхний вклад вновь внутренний водонасыщения возрастание вопрос выбор вывод выксунского высококачественный высокомолекулярный георгиевич год гордость григорьевич групповой гудрон давидович давление деталь деформирование диэлектрический днепровский добавка достижение ефимович жидкий заготовка западносибирский затрата зимний известняк известняковый изотермический индекс интенсивный интервал иосифовича использовать кинетика киров кислота климатический книга коллоидный коэффициент кристаллизация кристаллический крошка крупман кубовая кубометр леонидович линейный максимальный масло масса месторождение метод механизм механик минимальный минус михаил михайлович модернизация модуль моисеевич молекулярный мунайлы нагревание начинать незначительный непосредственный низкотемпературный николаевич обеспечивать образец объемный олег описать оптимальный органический орден основание остаток отклонение павлович перемещение переохлаждение переработка пересыщения петрович петровна плавка поверхностный повысить подвижность пожалуй полностью получать порошок последующий постоянный поток предельный принципиальный принять природа присадка производительность производство проницаемость процесс работать размер размягчение раствор растворимость растяжение расширение реакция реализация резиновый родной розенштрах ромашкинской рост ряд связанный связующий сектор селиверстович семенович сергеевич серна склад служба событие содружество создать солдат средства срок старший стеклообразный строительство схема счет считать сырье термодинамический термообработка толщина тонна тот точка тысяча убедительный узкий украинский упругость усадка усадочный успех участник участок учет фабрика факт фактор федорович фракционный характеризовать характеристика хрупкость частица человек широкий эдуард экспериментальный энергетик энергия этап эффект яковлевич яковлевна 12 16 17 35 40 60/90 и бн 70 90 и бн 130 90/130 120 150 160 250 1420 deg

 

Май 2012
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июн    
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

Категории