13. Битум как дисперсная система. Битумная мицея.

Битум – смесь высокомолекулярных углеводородов, содержащих S, O, N и комплексные соединения неметаллов. Битумы нефтяные - дисперсные системы, в которых дисперсионной средой являются масла (40-60%) и смолы (20-40%), а дисперсной фазой – асфальтены (5-30%). Кроме этого в групповой состав битума входят карбены и карбоиды (1-3%), асфальтеновые кислоты и их ангидриды (до 1%).

В промышленности битумы нефтяные получают: глубоким отгоном масляных фракций из гудрона (остаточные битумы); окислением кислородом воздуха гудронов, крекинг-остатков или экстрактов от селективной очистки масел и их смесей (окисленные битумы). Остаточные битумы нефтяные - мягкие легкоплавкие продукты, окисленные - эластичные и термостабильные. Битумы, получаемые окислением крекинг-остатков, содержат большое кол-во карбенов и карбоидов, которые нарушают однородность битумов нефтяных и ухудшают их цементирующие свойства.

В зависимости от содержания групп битума различают следующие дисперстные структуры: гель, золь, золь-гель.

Гель- образуется при повышенном содержании в битуме асфальтенов и масел, малым содержанием смол.

Согласно с принятой классификацией битумы с таким показателем относят к 1-му структурному типу. К 1-му типу относятся строительные марки.

Золь- характер. пониженным содержанием асфальтенов и повышенным содержанием смол, пониженным содержанием масел.

Ко 2-ой группе относятся жидкие битумы при нормальной температуре и вязкие переходящие при нагреве в жидкие.

Золь-гель- битумы 3-его типа наиболее пригодны для дорожного строительства

14. Подготовка материала для использования в аб. Трибоактивация песка

Технологический процесс приготовления асфальтобетонной смеси включает следующие основные операции: подготовку минеральных материалов (подача и предварительное их дозирование, высушивание и нагрев до требуемой температуры, пофракционное дозирование);

подготовку битума (подача из хранилища в битумоплавильню, удаление содержащейся влаги и нагрев до рабочей температуры, а в необходимых случаях - введение поверхностно-активных добавок или разжижителя, дозирование перед подачей в мешалку смесителя); перемешивание минеральных материалов с битумом и выгрузку готовой асфальтобетонной смеси в накопительные бункеры или автомобили-самосвалы.

Щебень (гравий), песок или отсевы дробления подают от места складирования к агрегатам питания ленточными транспортерами, фронтальными погрузчиками или бульдозерами. Просушенные и нагретые щебень, песок или отсевы дробления ковшовым элеватором подают к смесительному агрегату, оборудованному сортировочно-дозировочным устройством, в котором происходит разделение материалов по фракциям; каждая фракция размещается в отдельном отсеке бункера. Из отсеков осуществляют окончательное пофракционное весовое дозирование.

Минеральный порошок в холодном состоянии подают отдельным элеватором в соответствующий отсек бункера или в отдельный бункер, а из него - в общий весовой дозатор.

Если в смесь не вводят минеральный порошок, то температура нагрева минеральных материалов может быть снижена на 15-20°С.

Для предотвращения вспенивания битум в процессе выпаривания воды рекомендуется интенсивно перемешивать в котлах (механическими мешалками, циркуляцией битума с помощью насоса) или вводить в него противопенные химические препараты. Во время выпаривания котлы заполняют битумом не более чем на 75-80% их вместимости.

При необходимости в битум вводят ПАВ или разжижитель.

Из рабочего котла битум поступает в весовой или объемный дозатор, установленный на смесителе.

Отдозированные щебень, песок и минеральный порошок из весового бункера поступают в смеситель, где перемешиваются между собой ("сухое" перемешивание); затем в смеситель под давлением вводят отдозированный битум и перемешивают его с минеральными составляющими ("мокрое" перемешивание).

ПАВ, вводимый на поверхность минеральных материалов, дозируют отдельным дозатором и подают в смеситель в конце "сухого" перемешивания, после чего вводят отдозированный битум и окончательно перемешивают всю смесь.

Продолжительность перемешивания смеси определяется техническими данными смесительной установки и должна обеспечивать равномерное распределение всех его компонентов и наиболее полное обволакивание поверхности минеральных зерен битумом.

Приготовленную смесь из смесителя выгружают в накопительный бункер или в автомобиль-самосвал для транспортирования его к месту укладки или хранения (для холодных асфальтобетонных смесей).

При использовании для приготовления смесей барабана-смесителя просушивание, нагрев и перемешивание материалов осуществляют в нем. Отдозированные с помощью агрегатов питания минеральные материалы подают с помощью транспортера в приемный лоток, а затем в барабан-смеситель. В первой половине емкости барабана минеральные материалы просушиваются, нагреваются до заданной температуры, затем они постепенно перемещаются по длине барабана; во второй его половине на просушенный материал через дозатор подается битум и происходит окончательное перемешивание.

Прочной адгезионной связи на границе раздела «кислого минерального материала и органического вяжущего» можно достичь при наличии между ними достаточного уровня разнополярных электростатических взаимодействий. Одним из способов достижения этого является трибоактивация, сущность которого заключается в следующем. Поверхность естественных кварцевых песков характеризуется энергетической неоднородностью, что обусловлено существованием на ней различных по величине и знаков электрических зарядов. Для обеспечения интенсивного взаимодействия минеральных материалов с ПАВ или органическими вяжущими необходимо стремиться к увеличению энергетического потенциала их поверхности, что может быть достигнуто путем ее направленной трибоэлектризации. Для сообщения поверхности частиц песка отрицательного электрического заряда они должны контактировать с материалом, имеющим меньшее значение работы выхода электрона (например любым металлом), а для зарядки положительным электрическим зарядом - с материалом, имеющим величину работы выхода большую чем у песка, например, полиэтиленом. Осуществлять процесс трибоактивации можно путем продувки кварцевого песка через металлическую или диэлектрическую трубу.