4. Дегтевые вяжущие вещества

Деготь представляет собой густую вязкую массу черно-коричневого цвета, образующуюся при нагревании без доступа воздуха твердых видов топлива (каменного и бурого углей, горючего сланца, торфа, древесины). Дегтевые вяжущие вещества подразделяются на сырой и отогнанный каменноугольный деготь, пек и составленные дегти.

Сырой каменноугольный деготь:

- Низкотемпературный первичный получаемый полукоксованием, заканчивающимся при температуре 500-600°С. Состоит из насыщенных и ненасыщенных углеводородов и фенола. Плотность от 0,85 до 1 г/см³. Часто служит для получения отогнанного дегтя.

- Высокотемпературный деготь получаемый коксованием, заканчивающимся при температуре 1000-1300°С. Плотность от 1,12 до 1,23 г/см³. Температура размягчения до 40-70°С.

Отогнанный деготь (каменноугольная смола), получаемый в результате фракционирования низкотемпературного дегтя с выделением из него легроиновой и керосиновой фракций. По свойствам близок к высокотемпературному дегтю.

Пек, является твердым (аморфным) остаточным продуктом перегонки сырой каменноугольной смолы с выделением из нее легких масел, фенольной фракции, антраценового масла. Плотность до 1,2 до 1,28 г/см³. Состоит из высокомолекулярных углеводородов и их производных, а также от 8 до 30 % свободного углерода.

Составленные дегти, получают сплавлением пеков с дегтевыми маслами (антраценовыми и др.) до требуемой вязкости и температуры размягчения.

Дегтевые вяжущие вещества представляют собой дисперсные системы, свойства которых зависят от соотношения между твердой составляющей (углистые и неплавкие вещества), смолами (твердые и неплавкие подобные асфальтенам в битуме) и маслами. Углеводороды дегтевых вяжущих представлены в основном ароматическим рядом (производные бензола и их соединения с кислородом, серой и азотом).

Атмосферостойкость дегтевых вяжущих ниже чем у битумов. В дегтях содержится большее количество непредельных углеводородов по сравнению с битумами, поэтому они в большей степени подвержены окислительной полимеризации при контакте с кислородом воздуха и воздействии ультрафиолетовых лучей. Испарение масел и вымывание водой фенолов также ускоряет их старение. Однако высокое содержание карбоновой кислоты (фенола) в составе дегтей обеспечивает им высокую биостойкость и стойкость против гниения.

Тема: минеральные смеси на органических вяжущих

1. Основные виды битумоминеральных материалов применяемых в дорожном строительстве

2. Определение и классификация асфальтобетонов

3. Требования к минеральным материалам.

1. Основные виды битумоминеральных материалов применяемых в дорожном строительстве

Асфальтобетонная смесь – рационально подобранная смесь минеральных материалов [щебня (гравия) и песка с минеральным порошком или без него] с битумом, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии.

Асфальтобетон – уплотненная асфальтобетонная смесь.

Материал, получаемый путем тесного объединения минерального порошка с битумом, называется асфальтовым вяжущим веществом. Если к асфальтовому вяжущему веществу добавляется песок, то новый материал называется асфальтовым раствором, или песчаным асфальтобетоном.

В зависимости от типа структуры (контактной или порфировидной) различают следующие виды битумоминеральных смесей:

Асфальтовая мастика – смесь высоковязкого битума (предпочтительная глубина проникания иглы 20-40) и минерального порошка (тальк, известняк,доломит, мел, цемент, золы и т.д.) в котором «плавают» зерна песка. Дополнительно могут вводиться волокнистые наполнители и антисептк. Пористость смеси равна нулю. Мастики подразделяются по виду связующего: битумные, битумно-полимерные, битумно-резиновые; по способу применения: горячие (160°С) и холодные (прогревают до 60-70°С при температуре воздуха ниже 5°С).

Литой асфальт – отличается от мастики большим содержанием дробленого и природного песка и некоторым содержанием щебня крупностью до 10 или 15 мм до 25 % по массе. Для его приготовления используют битум с глубиной проникания иглы 40-60. Пористость смеси также равна нулю.

Каркасный или бескаркасный асфальтобетоны с содержанием щебня от 30 до 52 %. Для его приготовления используют битум с глубиной проникания иглы от 40 до 90. Пористость колеблется в пределах от 3 до 10 %.

Битумощебеночная смесь – содержит значительное количество щебня (до 86 %) с крупностью до 40 мм. Готовится на битуме с пенетрацией 90-200. Имеет высокую пористость до 18 %.

Горячий асфальтобетон пластичной или жесткой консистенции является наиболее распространенной разновидностью. Покрытия из горячего асфальтобетона наиболее устойчивы к воздействию динамических нагрузок и атмосферных факторов. Все это обуславливается вязкостью битума применяемого для их приготовления.

Материалы	битумощебеночная смесь	Каркасный асфальтобетон	Бескаркасный асфальтобетон	литой асфальтобетон	асфальтовая мастика
Щебень	86	52	30	25	-
Песок	7	35	53	46	56
МП	3	7	9	20	32
Битум	4	6	8	9	12

Холодный асфальтобетон

Холодный асфальтобетон применяется для устройства верхних слоев дорожных покрытий и при производстве ремонтных работ. Водонасыщение асфальтобетонов из холодных смесей должно быть от 5 до 9, % по объему.

Температура холодных смесей при отгрузке потребителю и на склад должна соответствовать 80-120 в зависимости от вязкости битума. Выбор марки битума и, следовательно, назначение вязкости вяжущего зависят от климатически условий, температуры и продолжительности хранения, а также от прочности заполнителя. Чем холоднее погодные условия, длительнее срок хранения массы, ниже прочность заполнителя, тем более жидким должно быть вяжущее вещество. Возможно также использование битумных эмульсий, но при этом желательно добавлять 0,5-1 % гашеной извести или ПАВ для лучшего сцепления битума, после распада эмульсии с поверхностью минерального материала.

Однородность холодных смесей определяется коэффициентом вариации водонасыщения. Коэффициент вариации должен соответствовать 0,15.

Асфальтобетон специального назначения

Кислотоупорный асфальтобетон – изготавливается с применением кислотоупорного щебня и песка (гранит, диабаз, андезит, кислотостойкая керамика, клинкерный кирпич и др.).

Щелочестойкий асфальтобетон – изготавливается из плотных карбонатных или известняковых горных пород (известняк, доломит, диабаз, гранит и т.д.).

Цветной асфальтобетон – изготавливают с применением мрамора, известнякового порошка, красителя. В качестве последнего компонента используют пигменты типа сурика железного, редоксайда и др. Битумы в асфальтобетонах специального назначения вводятся в минимальных количествах с тем, чтобы пленки вяжущего были на минеральных частицах возможно более тонкими.

Асфальтополимербетон – изготавливают, используя в качестве вяжущего гудроны и тяжелые нефти модифицированные полимерами (латексом, бутилкаучуком и др.) взамен битума. Рекомендуются такие бетоны для устройства монолитных и сборно-монолитных противофильтрационных экранов и облицовок гидросооружений, возводимых в районах Крайнего Севера.