Физические свойства битума.

К физическим свойствам относятся:

1. Плотность (γ) – зависит от химического состава. Высокосмолистые и сернистые нефти дают битуму более высокую плотность, чем парафиновые. При температуре 25 градусов плотность битума колеблется от 0, 995 до 1, 07 г/см³. Температурный коэффициент для всех битумов равен 0, 0006 г/см³.

2. Теплопроводность (λ) – от 0, 14 до 0, 17 ВТ/мс

3. Температуропроводность – процесс выравнивания температуры. Рассчитывается по формуле: α =λ /(c∙ γ)

Колеблется в диапазоне 1∙ 10^-7-1, 5∙ 10^-7м²/c

4. Объемная удельная теплоемкость – это тепло, необходимое для нагрева 1 кг. битума на 1 градус.

С=1, 591….1, 968 КДж/кг∙ с

5. Электрическая прочность (пробивное напряжение)

От 10 до 60 КВ/мм

6. Удельная электропроводность 10^-14(ОМ^-1∙ см^-1)

7ю Диэлектрическая проницаемость

В диапозоне от 5-100 градусов меняется от 2, 5-3, 3 ед.

7.Повышение прочности асфальтобетонного покрытия. Повышение прочности может достигаться с помощью применения серы. Сера может использоваться как самостоятельная вяжущая, так и в композиции с битумом, дёгтем и цементом. При растворении серы в битуме при определённых концентрациях она образует калоидный раствор или дисперсию, которая остаётся стабильна длительное время. Сера хорошо растворяется в битуме при температуре 130-140 градусов. Введение в битум до 10% серы при 140 град. способствует снижению вязкости и температуры размягчения. При этом растяжимость битума практически не изменяется. Это объясняется тем, что при данной температуре сера не взаимодействует с компонентами битума. Нагрев битума до200 град. вызывает резкий рост температуры размягчения. Увеличение вязкости и увеличение содержания асфальтенов при этой температуре сера присутствует в смеси в виде линейного полимера. Таким образом, влияние серы на битум определяется температурой взаимодействия, типом битума и количеством серы. Избыточное количество серы, нерастворившейся в битуме, будет проявлять себя как наполнитель в асфальтобетонной смеси. При этом протекают процессы коагуляции, в результате которых образуются крупные частицы, которые при охлаждении кристаллизуются. Переход серы из жидкой фазы в кристаллическую сопровождается увеличением плотности на 13%, возникновение дополнительных кристаллизационных связей ведёт к увеличению прочности асфальтобетона. Значительными проблемами при изготовлении сернобитумных смесей являются предотвращение образования и выделение токсичных газов, образовавшихся при нагреве серы. Выделение газов начинается при температуре выше 150 град. С учётом этого диапазон рабочих температур при работе с серой составляет от 140 до 150 град. Необходимо также принимать меры предосторожности при укладке асфальтобетона с добавкой серы. Прекращение выделения токсичных веществ может быть достигнуто при введении добавки силиконов. При смешивании силикона важна роль ПАВ и облегчают объединение серы с битумом. Прочность асфальтобетона повышается при введении в его состав активных наполнителей, оказывающих структурирующее воздействие на битумные вяжущие. Использование в составе асфальтобетонов вяжущего на основе сажи повышают срок его службы на 20-25% и увеличивают прочностные характеристики приблизительно в том же диапазоне. Также увеличить прочностные характеристики могут используемые в качестве активного наполнителя тонкомолотый активируемый уголь и уголит. Высокой структурирующей способность обладают волокнистые наполнители в количестве от 0, 5-20% по массе. В качестве волокнистого материала используют асбест, волокна из каменных расплавов, волокна из тугоплавких пластмасс. Максимальная длина волокон до 20-40 мм., диаметр 1-5 мкм.

8.Повышение деформативности асфальтобетонных покрытий.Повышение деформативности способствует трещеностойкости покрытий. Это особенно важно в расчётах с резко континентальном климате при высокой интенсивности движения, при недостаточной жесткости основания. Деформированность достигается за счёт снижения вязкости битумов. Уменьшение количества минерального порошка и введение добавок повышает эластичность материала. Повышение эластичности асфальтобетонной смеси может быть достигнуто путём использования битумов, улучшенных добавками полимеров и каучуков. Каучук вводят в битум в виде раствора, порошка, мастики, латекса или эмульсии. Эти добавки значительно повышают эластичность и растяжимость битумов при низких температурах. Одним из основных направлений в технологии применения добавок каучука является разработка способов введения каучука в битум. Целью разработок является уменьшение деструкции каучука при нагреве. Эффективным способом является предварительное растворение каучука в не слишком лёгком растворителе для получения раствора, хорошо совмещающегося с битумом. Этот способ не требует работы при повышении температуры.

9.Битумные резиновые вяжущие. На протяжении последнего столетия предпринималось множество попыток объединения резины с битумом и асфальтами с целью её утилизации и придания вяжущим материалам резиноподобных свойств. Было разработано множество технологических схем прямого введения резины в асфальтобетонные смеси. На первичном этапе покрытие из таких смесей показывали отличные характеристики, но затем быстро разрушались. Резиновая крошка выкрашивалась из асфальта в практически неизменном виде. В последние 5 лет разработана технология химического модифицирования нефтяных битумов лёгкодисперсной резиновой крошкой и битумнорезиновые экологически чистые композиционные материалы на её основе. БИТРЕК - универсальность технологии в том, что она позволяет получать вяжущие и герметизирующие материалы с широким диапазоном свойств.Так как имеется возможность большого выбора свойств из состава резины, дисперстности и формы частиц крошки и технологических режимов модифицирования различных видов битума.Введение в окислённые битумы компонентов, потерянных в процессе переработки, придаёт им свойства, подобные природным с высокой стабильностью, в данном случае мелкодисперсная резиновая крошка является компонентом, благодаря которому возможно частичное возврвщение к свойствам природных нефтей и битумов. Достигаемые физикомеханические свойства битумов, герметиков и мастик позволяет их применять практически во всех дорожных и строительных конструкциях. Высокие адгезионные свойства и стойкость материалов к старению могут обеспечить достаточную долговечность и стойкость конструкции. Введение резиновой крошки и её частичная поверхностная полимеризация в битуме изменяет зависимость вязкости материала от температуры в пределах интервала пластичности, повышается температура размягчения, понижается температура хрупкости.За счёт частиц резины, связанных между собой, из асфальтного битума в редко сшитую пространственную сетку у материала появляется достаточно высокая эластичность, особенно при низких температурах. Качественно улучшенное вяжущее позволяет повысить трещиностойкость и долговечность асфальтобетонных покрытий. Высокие адгезионные свойства обеспечивают повышенную водостойкость и сокращают образование выкрашивания. Верхний слой покрытия дороги, выполненный из такого асфальтобетона за счёт введения химически обрабртанной резины обладает повышенным коэффициентом сцепления и пониженным уровнем шума. Материалы БИТРЭК хорошо применять для приготовления литых асфальтобетонных смесей ввиду того. что состав и стуктура вяжущего устройства к воздействию высоких технологических температур - ур. В отличие от обычных литых асфальтобетонов снижаются сдвиговые деформации в покрытиях при их эксплуатации. Наблюдается хорошее сцепление со старым покрытием без дополнительной обработки. Это позволяет упрощать технологию ремонта дорог.

10.Повышение качества битумов добавками полимеров. В целях улучшения теплосдвига и корозионной стойкости покрытия, в связи с возрастанием интенсивности движения. для устройства верхних слоёв дорожных покрытий рекомендуется использовать битумы, улучшенные добавками полимеров. Применение полимерных добавок позволяет улучшить весь комплекс физико-механических свойств асфальтобетонов (прочность. устойчивость, морозостойкость. деформации). Битумное полимерно-вяжущее можно рассматривать как композиционный материал, в котором средой служит битум, а дисперсионной фазой является полимер. Такие вяжущие по своим свойствам превосходят свойства битумов и полимеров, взятых в отдельности. При большой концентрации полимеров ПБВ можно рассматривать как волокнистую или слоистую структуру. которая имеетповышенную прочность и эластичность. Процесс их разрушения начинается с ростом микротрещин в битумной среде. Затем когда на пути трещин появляется высокомолекулярное полимерное соединение рост микротрещин затормаживается. Затем замедляется или прекращается вследствие релаксации направления в вершине трещины. Термопластичные полимеры - это полимеры, способные многократно размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении, что объясняется линейным строением их молекул. К недостаткам относятся: низкая теплоустойчивость, поверхностная твёрдость, хрупкость при понижении температуры. текучесть при высоких температурах, склонность к старению под действием солнечных лучей и кислорода, воздуха. Наибольшее применение в дорожном строительстве имеют термопластичные полимеры: полиэтилен - сохраняет эластичность до температуры 70 град., быстро стареет на свету под действием кислорода воздуха происходит его диструкция.; полипропилен - битум с добавками полипропилена, обладает улучшенными свойствами, слабо подвержен старению. частично исключается трещенообразование окислённых битумов; поливинилхлорид - самый распостранённый в строительстве полимер. При добавлении в битум обеспечивает повышение температуры размягчения и снижение температуры хрупкости; полиизобутилен - термопластичный каучукообразный полимер. Применяется для модификации битумов с целью улучшения их свойств при низких температурах; поливинилацетат - твёрдое вещество, обладающее хорошей адгезией каменным материалам. Введение в битум обеспечивает вяжущим повышенную прилипаемость и широким интервалом пластичности, повышается растяжимость при 0 град.; полистирол - при введении в битум в количесве 3% снижает вязкость и температуру размягчения, значительно возрастает расяжимость при 0 град. Асфальтобетон на данном вяжущем лучше уплотняется и более пластичен при отрицательных температурах.

11.Термореактивные полимеры.Молекулы термоактивных полимеров до отвердевания имеют линейное строение, но размер молекул существенно меньше, чем у термопластов. При отвердевании свойства данных полимеров значительно изменяются. Они перестают размягчаться при нагревании, не растворяются, набухают только в растворителях, становятся более прочными, твёрдыми и темостойкими. В строительстве используются в основном в качестве самостоятельных вяжущих следующие термоактивные полимеры: карбомидные, полиэфирные. формальдигидные, эпоксидные и полиулитановые смолы.