Требования к качеству битумов.
Получение битума
Определение битума. Химический и групповой составы, структура битумов.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Нефтяные битумы являются крупнотоннажными продуктами и находят широкое применение в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве. Ведущей областью использования является строительство и ремонт дорог, жилых домов, промышленных предприятий, аэродромов. Нефтяные битумы широко применяются и остаются незаменимыми в дорожном, промышленном и гражданском строительстве. Значение битума в производстве дорожных покрытий первостепенно: Такие покрытия прочнее, безопаснее и существенно дешевле, чем бетонные. Широкое применение нефтяного битума обусловлено, прежде всего, высокими технологическими, эксплуатационными и экономическими показателями, а также тем, что, вводя различные присадки и добавки, можно получить высококачественные битумные материалы различного назначения. Производство нефтяных битумов осуществляется разными способами: Широко применяют также компаундирование продуктов различных процессов. Основным процессом производства в нашей стране является окисление - продувка гудронов воздухом с целью получения высококачественных дорожных, строительных и специальных битумов. По сравнению с известными способами производства битумов, в частности получение по окислительной технологии, имеет следующие достоинства:. С ужесточением требований к состоянию российских дорог, ростом грузонапряженности движения, высокой степенью износа и неудовлетворительным техническим состоянием, значительно повышаются требования к качеству нефтяных битумов с целью получения на их основе долговечных материалов, обладающих комплексом необходимых структурно-механических и адгезионных свойств в соответствии с требованиями потребителя. Асфальтобетонное покрытие должно обеспечивать максимальное сопротивление усталостным разрушениям, обладать устойчивостью к воздействию суточных и сезонных температурных циклов. Одним из перспективных направлений, позволяющих решить данную задачу, является применение битумов, высокого качества. В связи с этим резко возрастает потребность в высоко-качественных битумах для дорожного строительства и успешного выполнения задач федеральной целевой программы. Потребление битумов во всех странах мира непрерывно возрастает. Ведущее место занимают США, где потребление почти в два раза больше, чем в европейских странах. Это объясняется разветвленностью сети дорог США и большой нагрузкой автотранспорта. В нашей стране доля потребления битумов в промышленном и гражданском строительстве и в других областях народного хозяйства наибольшая. Столь значительный рост производства и потребления битумов, а также повышение требований к их качеству настоятельно требует более глубокого и всестороннего изучения состава и свойств битумов, влияния параметров технологического режима, кинетики и гидродинамики процессов и природы сырья на эти показатели. Проблема повышения эксплуатационной надежности дорожных битумов в покрытиях в нашей стране приобретает все большую остроту. С целью рационального использования материальных и финансовых ресурсов необходимо вести постоянный контроль качества на всех этапах, начиная с качества применяемых материалов, результатов подбора составов компаундированных битумов, технологических режимов процесса приготовления и заканчивая проверкой качества получаемого продукта в соответствии с нормативными документами. Существуют сочетания указанных выше способов. Товарные битумы получают как непосредственный продукт того или иного процесса или компаундированием продуктов разных процессов. Основным процессом производства битумов в нашей стране является окисление - продувка гудронов воздухом. Окисленные битумы получают в аппаратах периодического и непрерывного действия, причем доля битумов, полученных в аппаратах непрерывного действия, более экономичных и простых в обслуживании - постоянно увеличиваются. Окисленные битумы могут быть различной консистенции при комнатной температуре - полужидкими, относительно твердыми и промежуточными. Они обладают большой стойкостью к колебаниям температуры и изменению погоды, чем, соответственно, остаточные битумы, полученные при перегонке нефтяных остатков с водяным паром. Окисление воздухом применяют в производстве битумов, когда исходное сырье содержит мало смолисто-асфальтеновых веществ и продувкой можно увеличить их содержание. Если в битумах, полученных при перегонке и экстракции, асфальто-смолистые компоненты сырья практически не изменяются, то окислением кислородом воздуха в определенных условиях приводит к существенным изменениям как качественного, так и количественного состава исходного сырья. Воздух может подаваться в реактор под давлением или всасываться благодаря вакууму в системе до мм рт. Пары воды и двуокись углерода выводятся из системы. Экзотермическая реакция окисления повышает температуру в зоне реакции [1]. При этом протекают реакции четырех типов: Кислород воздуха реагирует с водородом, содержащимся в сырье, образуя водяные пары. Возрастающая потеря водорода сопровождается процессами уплотнения с образованием высокомолекулярных продуктов большой степени ароматичности - асфальтенов. В результате изменяется консистенция битума. Взаимодействие образующихся радикалов с новой молекулой углеводорода приводит к получению устойчивых продуктов:. Вследствие сравнительно низкой концентрации углеводородных радикалов их рекомбинация мало вероятна, и взаимодействие радикалов с кислородом протекает в меньшей степени, чем с молекулами исходного вещества:. Однако эту схему нельзя считать полной. Она представляет собой лишь один из вариантов и звеньев сложных превращений, протекающих в процессе окисления сырья в битум. Кинетика и математическое описание реакций окисления сырья в битумы представляет большое техническое значение для расчета и оптимизации процесса. Однако исследования в этой области недостаточны. Основные трудности математического описания процесса связаны со следующим: Понятие о скорости реакции процесса окисления сырья в битумы рассматривают по-разному. Наиболее удобным является определение температуры размягчения, проводимое обычно для контроля качества готового продукта. Этим уравнением реакции первого порядка можно пользоваться для практических целей, так как в промышленных условиях обычно процесс окисления осуществляется при температуре не выше 0С. Битум химически связывает тем меньше кислорода, чем выше температура окисления сырья. Основное количество кислорода, подаваемого на окисление, уносится с отходящими газами, процесс окисления носит дегидрогенизационный характер. С углублением окисления наблюдается относительное увеличение содержания в битуме соединений с короткими алкильными цепями СН2 n, где n 4, вследствие отщепления алкильных групп циклических соединений с длинными алкильными цепями; наблюдается также относительное повышение доли бензольных колец в циклах, что подтверждает дегидрогенизационный характер реакций. Количество химически связанного кислорода в окисленном битуме увеличивается с повышением содержания ароматических углеводородов в сырье - нефтяном остатке. Основное количество кислорода, связанного в окисленном битуме, находится в виде сложноэфирных групп. Содержание химически связанного кислорода в битуме возрастает с облегчением сырья - гудрона, так как с уменьшением его молекулярного веса и с повышением пенетрации образуется большее число сложноэфирных мостиков. По изменению пенетрации и растяжимости битума в процессе его окисления можно выделить три фазы. В первой фазе происходит сильное уменьшение пенетрации и увеличение растяжимости, во второй фазе - уменьшение растяжимости и пенетрации, а в третьей стабилизация этих величин. Сырьем для вакуумной перегонки служит обычно мазут или гудрон, для деасфальтизации и окисления - гудрон. Товарные битумы получают как непосредственный продукт того или иного процесса или компаундированием продуктов разных процессов либо одного и того же процесса. Сырье вакуумной перегонки представляет собой сложную смесь органических и гетероорганических рядов. Обычным сырьем вакуумной перегонки является остаток атмосферной перегонки нефти - мазут. Основное назначение процесса деасфальтизации гудрона парафинами - получение деасфальтизата, являющегося сырьем для производства масел и установок каталитического крекинга и гидрокрекинга. Остаток деасфальтизации в некоторых случаях соответствует требованиям стандарта на битум, а чаще его используют как компонент сырья битумного производства. Окисление остатков нефтепереработки воздухом является основным процессом производства битумов. При получении окисленных битумов продувкой остатков нефтепереработки воздухом сопровождается его загустением. На свойство окисленных битумов оказывает влияние природа сырья. Соответствующим подбором сырья можно получать окисленные битумы различных свойств. С понижением содержания масел в исходном гудроне повышается растяжимость, температура хрупкости и температура вспышки битумов, понижается их теплостойкость и интервал пластичности, снижается расход воздуха и продолжительность окисления. Битумы из асфальта деасфальтизации содержат меньше парафино-нафтеновых соединений и больше смол и асфальтенов, что обуславливает их меньшие пенетрацию, интервал пластичности и большую растяжимость, температуру хрупкости и когезию по сравнению с битумами той же температуры размягчения, полученными окислением гудрона из той же нефти. Повышение содержания парафиновых соединений в сырье понижает растяжимость битумов, повышает расход воздуха и продолжительность окисления. Присутствие серы и сернистых соединений в сырье способствует улучшению свойств окисленных битумов. Моноциклические ароматические соединения ведут себя аналогично парафино-нафтеновым углеводородам: Одинаковое поведение парафино-нафтеновых и моноциклических ароматических соединений, выражающееся в торможении процесса окисления, объясняется сходством структуры их молекул. Лучшим сырьем для получения окисленных битумов являются остатки высокосмолистых нефтей ароматического основания [4]. Путем модификации битумов различными добавками обеспечивается улучшение их эксплуатационных свойств, в том числе снижение температуры хрупкости, расширение температурного интервала, повышение деформационной стабильности и долговечности долговечность, по определенным данным, возрастает вдвое , усиление адгезии, устойчивости к старению. Регулирование свойств битумов может быть осуществлено в соответствии с основными положениями физико-химической механики направленным регулированием их пространственной дисперсии структуры путём изменения частиц дисперсной фазы. Представления о битумах, характеризующихся дисперсной структурой трёх типов в зависимости от размеров сложных структурных единиц ССЕ в них, позволяет предположить, что введение оптимального количества добавок ПАВ, пластификаторов, полимеров и других наполнителей может привести к образованию новых дисперсных частиц двух модификаций. Во-первых, указанные добавки могут распределяться в дисперсионной среде вяжущего и при определённых концентрациях, различных в зависимости от размеров ССЕ, создать новую самостоятельную пространственную дисперсную структуру. В этом случае, если добавка является пластификатором по отношению к данной системе, она при малых концентрациях, распределяясь в свободной дисперсной фазе, может привести к межструктурной пластификации, то есть повысить подвижность пространственной дисперсной структуры, практически не снижая её прочность, а при больших концентрациях привести к понижению прочности. Во-вторых, указанные добавки при определённых концентрациях могут образовывать за счёт формирования ССЕ сопряжённые с имеющимися частицами дисперсной фазы пространственные структуры. При этом свойства битума будут определяться этой новой пространственной сопряженной структурой [2]. Существуют добавки например, сера , которые могут иметь такой состав и свойства, что при малых концентрациях могут оказывать структурирующий эффект, а при больших - пластифицирующий, и наоборот: В первом случае это должно быть связано с тем, что при содержании, выше определённого, добавка не сможет распределиться в дисперсионной среде. Во втором случае, при определённом содержании, её окажется достаточно для того, чтобы образовать самостоятельную или сопряжённую с частицами дисперсной фазы данной системы пространственную структуру [2]. Добавки ПАВ, кроме влияния на пространственную дисперсную структуру битумов, оказывают исключительно большое влияние на поверхностное натяжение битумов, изменяя характер связи. В первую очередь добавки ПАВ позволяют улучшить условия смачивания поверхности минеральных материалов битумов, образуя абсорбционный слой, обращенный полярными группами к поверхности минерального материала и углеводородной частью - в объём битума. Эта возможность уменьшает температуру и время получения однородной смеси, а также значительно снижает интенсивность процессов старения битума. Во-вторых, за счёт применения ПАВ на границе между минеральным материалом и битумом может образовываться мономолекулярный хемосорбционный слой, способствующий образованию прочной связи между ними. Различают следующие добавки по механизмам влияния ПАВ на структуру и свойства дорожных битумов:. Подобное воздействие могут оказывать ПАВ класса высокомолекулярных аминов и диаминов. При этом меняются не только вязко-упругие и прочностные свойства систем, но и смещаемся температура перехода из одного реологического состояния в другое направление более низких температур;. Так ведут себя ПАВ класса железных или кальциевых солей высокомолекулярных карбоновых кислот, При этом структурирующий эффект проявляется с определенной концентрацией и только при наличии пространственной коагуляционной структуры в битуме;. Они снижают вязкость дисперсионной среды битумов, то есть устраняют диффузионный фактор, и, следовательно, уменьшают прочность коагуляционного каркаса. Такое влияние оказывают ПАВ класса высокомолекулярных карбоновых кислот. Дисперсную структуру битумов можно регулировать введением низкомолекулярных углеводородов. При этом в зависимости от их концентрации в битуме они могут его пластифицировать или разжижать. При концентрациях, меньших "пороговой", происходит частичная пластификация дисперсионной среды в межкаркасных прослойках, приводящая к повышению эластичности системы при сохранении достаточно прочного коагуляционного каркаса в битумах. При концентрации углеводородов более "пороговой" наблюдается разжижение системы, приводящее к разрушению коагуляционного каркаса и превращение битума в разбавленную суспензию асфальтенов. Весьма эффективно для регулирования пространственной дисперсной структуры вяжущих применять добавки полимеров. Все применяемые в качестве добавок к битуму полимеры относятся к классу органических или элементоорганических соединений и могут быть отнесены к одной из четырёх групп. Эластомеры - натуральный каучук НК и девулканизированная резиновая крошка, синтетические каучуки в основном бутадиенстирольные, силиконовые каучуки, полиизобутилен, атактический сополимер пропилена и этилена, а также отходы производства синтетических каучуков и капронового волокна, полидиен. Каучукоподобные полимеры, как правило, не обладают способностью к специфическим взаимодействиям, поэтому для образования сетки их потребуется большее количество. Термопластические пластмассы, молекулярный и хлорированный полипропилен, поливинилацетат, фторсодержащие карбоцепные термопласты. Термореактивные пластмассы - эпоксидная смола; эпоксидная смола, модифицированная алифатической смолой, эпоксидная смола на ароматической основе, а также полиэпоксидные соединения с добавкой производной многоосновной карбоновой кислоты; фуриловые, фурфуролформальдегидные смолы, фенолформальдегидная смола. Термореактивные пластмассы эффективны в битуме только в присутствии отвердителя, причем химически не обратимые связи, которые образуются при этом, могут нарушать технологические режимы приготовления асфальтобетонных смесей и устройства из них дорожных покрытий. Термоэластопластические полимеры, термоэластопласты дивинил-стирольные блоксополимеры. Температура деструкции термоэластопластов 0С [2]. Таким образом, из существующих полимеров предъявленным требованиям удовлетворяют термоэластопласты - это новый класс полимеров, который сочетает в себе одновременно высокую прочность, присущую пластмассам, и эластичность, свойственную эластомерам. В патентной литературе приводятся различные типы модификаторов и методы их получения. Компаундирование их с битумами в различных соотношениях позволяет достичь необходимых показателей качества. Битумная композиция содержит, масс. Ее получают путем взаимодействия кубового остатка дистилляции кислот, полученных после омыления животных и растительных жиров триэтаноламина и серы [10]. Модификатор получается в виде твердой, не липнущей массы, удобной для транспортировки и непосредственного введения в разогретый битум на месте проведения дорожно-строительных работ. Модификатор состоит из следующих компонентов: В качестве кислотного компонента применяют или смолу пиролиза древесины лиственных пород, или флотогудрон, или остаточный продукт дистилляции жирных кислот, или кубовый остаток производства синтетических жирных кислот, а в качестве основного компонента применяют или кубовый остаток производства моноэтаноламина, или кубовый остаток ректификации морфолина [10]. Технический результат - получение ПАВ "Амидан" для битума, которое максимально улучшает адгезию битума к кислым породам при минимальном расходе, обладает высокой термостальностью и хорошим антиокислительным действием в битуме [10]. Целью исследований является определение для установки производства битумов зависимости tразм и П25 дорожного битума от содержания гудрона в процессе компаундирования. Компаундирование - это смешивание двух марок битумов в разных соотношениях, общим объемом г. Компаундирование вели при температуре 0C в течение 30 минут до температуры размягчения полученного компаундов 43 и 47 0C. В металлическую емкость помещали дорожный и строительный битумы, ставили на плитку, устанавливали мешалку и перемешивали в течение 30 минут, затем выключали мешалку, отбирали пробу для определения температуры размягчения по методу КиШ. В металлическую емкость брали смесь битумов и, в зависимости от соотношения, добавку - гудрон, туда же помещали мешалку и перемешивали в течение 30 минут, выключая мешалку, отбирали пробу для определения температуры размягчения по методу КиШ. Полученные образцы битумов были проанализированы по некоторым показателям качества. Результаты исследований представлены в таблицах. Температура размягчения нефтяных остатков - это температура, при которой битумы нефтяные остатки из относительно твердого состояния переходят в жидкое при нагревании. Сущность заключается в том, что слой битума толщиной 5 мм, находящийся в кольце под нагрузкой стандартного шарика, нагревали до тех пор, пока шарик не проходил слой битума и не касался контрольного диска аппарата, находящейся на определенном расстоянии под кольцом. Температура, при которой шарик касался поверхности, фиксировалась как температура размягчения битума. Порядок проведения анализа ведется согласно ГОСТ Пенетрация - этот показатель характеризует глубину проникновения тела стандартной формы в полужидкие и полутвердые продукты при определенном режиме, обусловливающем способность этого тела проникать в продукт, а продукта - оказывать сопротивление этому прониканию. Пенетрация косвенно характеризует степень твердости битумов. Сущность - измерение глубины проникновения иглы пенетрометра в испытуемый образец при определенных условиях: Адгезия количественная оценка сцепления - это способность жидкого или вязкого битума сцепляться с поверхностью песка или мрамора. Адгезия объясняется образованием двойного электрического поля на поверхности раздела плёнки битума и твёрдого минерального каменного материала. Адгезия зависит от полярности компонентов битума асфальтенов и мальтенов. Адгезия битума к каменным материалам характеризуется также поверхностным натяжением на границе их раздела и представляет собой работу, затраченную на отделение битума от каменного материала. Сущность заключается в способности битума удерживаться на поверхности мрамора или песка при воздействии на него кипящей воды в течение 30 минут. По окончании испытания образцы опускали в холодную воду на минут, затем выкладывали на фильтр. Высушенный потоком воздуха образец взвешивали. Показатель сцепления битума определяется по формуле. Дорожный битум должен обладать высокой клеящей способностью в широком диапазоне температур, чтобы прочно удерживать минеральные материалы в дорожном покрытии под действием колёс автомобилей. Температура хрупкости - это температура, при которой материал разрушается под действием кратковременно приложенной нагрузки. Температура хрупкости характеризует поведение битума в дорожном покрытии: Определение температуры хрупкости вели по графику Фрааса. Одним из показателей качества битума является интервал пластичности, равный разности температур размягчения и хрупкости ТР - ТХР в 0С. Его величину и связь с индексом пенетрации ИП выражают уравнением. Индекс пенетрации - характеризует степень коллоидности битума или отклонение его состояния от чисто вязкостного. Индекс пенетрации ИП определяется по формуле. Изменение массы после прогрева Дm - характеризуют стабильность битума во времени при повышенных температурах показывает присутствие в нем легких масляных фракций. Испытание регламентировалось ГОСТ и заключалось в том, что битум толщиной не мене 4 мм выдерживали при температуре 0С в течение 5 часов, а затем определяли потерю массы по формуле. Изменение температуры размягчения битума после нагревания Д tр - это есть разность между температурой размягчения битума, определенной после испытания битума на потерю массы tрс и температурой размягчения битума до проведения испытания tр. Графики зависимостей tразм, П25, П0 показали линейную зависимость этих показателей от содержания дорожного и строительного битумов при компаундировании. Исходные образцы компаундированных битумов не соответствуют показателям ГОСТа. Однако, после компаундирования в разных соотношениях, они обладают свойствами, необходимыми для применения в качестве исходного вяжущего для компаундирования с гудроном и получения дорожно-строительного материала. Физико-химические и эксплуатационные свойства полученных битумов представлены в таблице 2. По результатам исследований свойств были построены зависимости tразм, П25 и адгезии битумов от содержания гудрона в них рисунки 2. В результате исследований были проанализированы зависимости изменения температуры размягчения, пенетрации компаунда от содержания гудронов в окис-ленных битумах. На основании экспериментальных данных построили линии корреляции температуры размягчения по методу КиШ и пенетрации при 25 и 0 0С от содержания гудрона, и определены уравнения регрессии, которые представлены выше на рисунках. Полученые уравнения их регрессии, имеющие линейный характер, которые позволяют по исходной температуре размягчения y или пенетрации y1 битума определить содержание гудрона x для получения битума с необходимой температурой размягчения и пенетрацией. Для достоверности полученных уравнений регрессии были проанализированы битум окисленный с К-1 и гудрон установки производства битумов. Результаты представлены на рисунках 2. Таким образом, при получении дорожных битумов компаундированием с гудроном большое значение имеет качество исходного битума. Технология органических вяжущих материалов: Технологические расчеты установок переработки нефти. Технология получения нефтяных окисленных битумов. Учебно-методическое пособие для подготовки к курсовому и дипломному проектированию. Методы исследования свойств битумов и нефтяных остатков. Нефтяные битумы и композиты на их основе в мировой практике и России. Роспатент - Федеральный Институт Промышленной Собственности http: Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. Базовый проект технологии установки производства битумов, - Уфа: Институт нефтепереработки РБ, Тяжелые нефтяные остатки и их химический состав. Закономерности переработки нефтяных шламов с получением модифицированных битумов. Установка переработки нефтяных шламов с получением модифицированных битумов и связующих для бытового твёрдого топлива. Оборудование для хранения битумов, виды нагревательных устройств. Физико-химические основы процесса горения. Расчет потерь тепла через стенки и днище в почву, площади поверхности жаровой трубы, расхода теплоносителя. Составление материального баланса установок вторичной перегонки бензина, получения битумов и гидроочистки дизельного топлива. Расчет количества гудрона для замедленного коксования топлива. Определение общего количества бутан-бутиленовой фракции. Анализ существующего оборудования для разрушения наледи и дорожных покрытий. Разработка проекта по переоборудованию гидрофицированного поперечно-строгального станка в экспериментальный стенд для исследования параметров дорожных фрез с виброприводом. Получение керамики из промышленного глинозема с добавками ультрадисперсных порошков оксида алюминия и диоксида циркония методами холодного прессования и спекания в вакууме и терморазложения солей; исследование структуры и свойств корундовых керамик. Формирование нефтяных смесей с целью увеличения отбора целевых фракций. Получение масляных дистиллятов с улучшенными характеристиками на основе оптимизации смешения нефтей. Графоаналитические методы обеспечения полного использования потенциала сырья. Подметание улиц как основная технологическая операция уборки усовершенствованных дорожных покрытий. Условия периодичности уборки улиц. Виды машин в зависимости от способа воздействия на дорожное покрытие при подметании. Общая характеристика нефтяных растворителей. Меры безопасности при работе. Расчет затрат на качество высшего руководства, на качество внутренних потерь на диаграмме Парето. Получение образцов системы Al-Cu-Fe с икосаэдрической симметрией методом твердофазного синтеза. Квазикристаллы, их открытие и применение, транспортные и термодинамические свойства. Производство товарно-известнякового щебня, цемента, облицовочной известняковой плитки. Получение глицерина из торфяных гидрализатов. Технологическая схема производства гексаторфа. Получение активных углей на основе торфа и полукокса. Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Главная Библиотека "Revolution" Производство и технологии Получение битума. Обзор механизма и кинетики процесса окисления нефтяных битумов. Оценка влияния свойств сырья на качество окисленных и компаундированных битумов. Анализ модифицирования дорожных битумов добавками. Получение дорожных битумов компаундированием с гудроном. По сравнению с известными способами производства битумов, в частности получение по окислительной технологии, имеет следующие достоинства: Теоретические основы процесса 1. Различают три основных способа производства нефтяных битумов. Нефтяные углеводороды окисляются одновременно в двух направлениях: В начале процесс окисления: Вследствие сравнительно низкой концентрации углеводородных радикалов их рекомбинация мало вероятна, и взаимодействие радикалов с кислородом протекает в меньшей степени, чем с молекулами исходного вещества: В литературе [1] дается уравнение реакции в следующем виде: Суммарная константа К0 скорости реакции определяется по формуле: Различают следующие добавки по механизмам влияния ПАВ на структуру и свойства дорожных битумов: При этом меняются не только вязко-упругие и прочностные свойства систем, но и смещаемся температура перехода из одного реологического состояния в другое направление более низких температур; - структурирующие, механизм их действия выражается в образовании пространственной дисперсной структуры, сопряжённой с асфальтеновыми комплексами битума. Так ведут себя ПАВ класса железных или кальциевых солей высокомолекулярных карбоновых кислот, При этом структурирующий эффект проявляется с определенной концентрацией и только при наличии пространственной коагуляционной структуры в битуме; - пластифицирующие. Классификация добавок-модификаторов по признакам: Некоторые требования к полимерам: Компаундирование битума с добавкой. Методы анализа показателей качества битумов: Его величину и связь с индексом пенетрации ИП выражают уравнением 2. Индекс пенетрации ИП определяется по формуле 2. Результаты исследований представлены в таблицах 2. Выводы В результате исследований были проанализированы зависимости изменения температуры размягчения, пенетрации компаунда от содержания гудронов в окис-ленных битумах. Технология переработки нефти и газа. Технологический регламент установки производства битумов. Создание научных основ технологии переработки нефтяных шламов с получением модифицированных битумов. Материальный баланс нефтеперерабатывающего завода. Разработка стенда для исследования параметров дорожных фрез с виброприводом. Свойства инструментальной керамики с добавками ультрадисперсных оксидов. Графоаналитический метод формирования нефтяных смесей. Квалиметрический анализ и управление качеством нефтяных растворителей. Получение икосаэдрических образцов в системах Al-Cu-Fe и исследование их свойств. Получение вторичных продуктов из торфа и сланцев. Другие документы, подобные "Получение битума".
Требования, предъявляемые к битумам, особенно дорожным, весьма разно-образны. Строительные битумы могут быть менее эластичными, но они должны быть более твердыми. Основные свойства неф тяных битумов, определяющие их пригодность к применению в народном хозяйстве: Свойства битумов зависят от компонентного состава, оптимальное содер-жание может быть достигнуто при определенном соотношении асфал ьтенов, смол и масел с необходимым содержанием ароматических углеводородов и при отсутствии значительных количеств твердых парафинов. Следовательно свой-ства битумов определяются природой исходной нефти и могут регулироваться подбором смеси исходного сырья, а также в процессе окислительного структу-рирования. Технические свойства - проницаемость стандартной иглы пенетра-ция , температура размягчения, индекс пенетрации, растяжимость дуктиль-ность , температура хрупкости. Это основные показатели качества битумов. Глубина проникания иглы пенетреция и температура размягчения характе-ризуют твердость битума, растяжимость - его эластичность. Более подробно они будут рассмотрены ниже;. Реологические свойства - дисперсность, вязкость, модуль упругости, модуль деформации. Реологические свойства битума не должны значительно изменяться при его разогреве в котлах, приготовлении и укладке смеси и в течение длительного срока службы в асфальтобетонных и других покрытиях;. Тепловые свойства - удельная теплоемкость, коэффициент теплопро-водности, коэффициент объемного расширения, температура вспышки. Они определяют возможность использования битума в качестве теплоизоляцион-ных материалов. По температуре вспышки можно судить о наличии низкоки-пящих фракций в сырье и в готовом битуме, а также об их взрыво- и пожаро-опасности в процессе производства и применения битумов;. Диэлектрические свойства - пробивное напряжение, удельная электро-проводность, тангенс угла диэлектрических потерь. По изменению этих по-казателей можно контролировать адгезионные свойства битумов. С повыше-нием диэлектрической проницаемости они, как правило, улучшаются;. Оптические свойства - коэффициент рефракции, светопоглощение рас-творов битума. Эти свойст ва позволяю т глубже изучить групповой состав битума;. Отношение к растворителям и воде. По растворимости в органических растворителях судят о чистоте битума. Чем больше битум содержит продук-тов растворимых в хлороформе, бензоле, тем меньше в нем примесей, ухуд-шающих его свойства. Водорастворимость характеризует гидрофобные свой-ства вяжущего и его стабильность;. Потеря массы битума при нагревании, изменение пенетрации и темпе-ратуры размягчения битума после нагревания. Эти свойства имеют большое значение для битумов, предназначенных для длительной службы в различных сооружениях, и особенно, в дорожных покрытиях. Они характеризуют стабильность свойств во времени;. Дорожные покрытия должны проектироваться на определенный период эксплуатации с учетом диапазона и типа наиболее вероятных транспортных на-грузок. В последние годы резко возросла интенсивность движения транспорта, увеличились нагрузки на дорожное полотно за счет использования большегруз-ных автомобилей с повышенным давлением в шинах. Это приводит к быстрому разрушению асфальтобетонных покрытий, проявляющемуся в виде образова-ния колеи, трещин и выкрашивания входящих в их состав материалов. Во всем мире проводятся интенсивные работы по синтезу и подбору но-вых вяжущих материалов, способных противостоять возросшим нагрузкам, увеличить период эксплуатации дорожных покрытий и сократить расход средств и материалов на проведение ремонтных работ. Новые улучшенные би-тумные вяжущие должны иметь более высокие эксплуатационные характери-стики, чем существующие. Процессы, происходящие с дисперсными частицами битума и особенно асфальтобетона в определенном интервале температур окружающей среды, в котором существует вероятность эксплуатации дороги, показаны ниже рис. Тст- температура стеклования, Тхр- тем-пература хрупкости, Тразм - температура размягчения, отрезок АВ - связанно дисперсное состояние асфальтобетона, отрезок ВГ - свободнодисперсное со-стояние асфальтобетона, отрезок АБ - дисперсионная среда практически полно-стью переходит в состав адсорбционно-сольватного слоя, отрезок БВ - между контактирующими дисперсными частицами иммобилизована дисперсионная среда. Область температур, в которой желательна эксплуатация дорожного по-крытия, лежит в интервале между температурами размягчения Тразм и хрупко-сти Тхр. Она носит название интервала пластичности. В ней компоненты верх-него слоя дорожного полотна находятся в связанно-дисперсном состоянии, то есть их сложные структурные единицы ССЕ , представляющие из себя систему минерального наполнителя с адсорбированными компонентами битума, связа-ны между собой через адсорбционно-сольватные оболочки. Между ССЕ может быть иммобилизовано некоторое количество дисперсионной среды, представ-ляющей в основном масляные компоненты битума. При повышении температу-ры количество дисперсионной среды увеличиваются, а ширина адсорбционно-сольватных оболочек уменьшается за счет обратимого перехода компонентов битума из дисперсной фазы в адсорбционно-сольватную оболочку и далее в дисперсионную среду. Упруго-эластичные свойства асфальтобетона, как и би-тума в этой области температур обеспечиваются гибкими связями между ССЕ, их деформацией под действием нагрузки и после ее снятия восстановлением прежней формы. Этому способствуют относительно широкие адсорбционно-сольватные оболочки вокруг дисперсных частиц и наличие определенного ко-личества дисперсионной среды. При превышении Тразм дисперсная система пе-реходит в свободно-дисперсное состояние, то есть ССЕ перестают быть связан-ными между собой в сплошной каркас. При этом жидкая дисперсионная среда под действием даже небольших нагрузок будет выдавливаться из покрытия, прилипать к колесам транспортных средств, а на самой дороге появится колея. Здесь можно говорить о том, что в асфальтобетоне произошли хоть и незначи-тельные, но все же необратимые изменения. Снижение температуры сопровождается переходом все большего количе-ства компонентов битума из дисперсионной среды в адсорбционно-сольватную оболочку и затем в твердую дисперсную фазу. При температуре, определенной для каждой битумсодержащей системы, вся дисперсионная среда переходит в адсорбционно-сольватную оболочку. Это сопровождается некоторой деформа-цией ССЕ и образованием достаточно жестких, напряженных связей между ни-ми. При этом пропадают эластичные свойства и материал трескается при меха-нической нагрузке. Если температура окружающей среды опускается еще ниже, то наблюдается переход всего адсорбционно-сольватного слоя ССЕ в твердое состояние, то есть в дисперсную фазу, и перекристаллизация компонентов би-тума. Этот момент называется температурой стеклования Тст. Такое состояние характеризуется тем, что битумсодержащее вещество растрескивается при при-ложении к нему любой, даже незначительной нагрузки. В связи с вышеизложенным, очевидным является следующее. Для удов-летворительной эксплуатации дорожного полотна необходимо его изготавли-вать с использованием битума, имеющего как можно более широкий интервал пластичности, то есть повышенную температуру размягчения и пониженную температуру хрупкости. Причем, желательной для битумов является не только более низкая температура хрупкости, но и более низкая температура стеклова-ния. В дорожных покрытиях битум выполняет как роль вяжущего, так и гид-роизолирующего материала. В связи с этим можно ввести условное понятие иде-альный битум. Он должен обладать следующими свойствами. Температура хрупкости и стеклования для умеренных широт на уровне соответственно ниже и оС. Высокая прочность и эластичность, не зависящие в рабочем интервале от температуры рис. То есть, идеальный битум сохраняет свою конси-стенцию постоянной вплоть до температуры размягчения. Это необходимо для обеспече-ния приемлемых условий получения горячей асфальтобетонной смеси. Прочностные свойства и консистенция не зависят от продолжительно-сти нагрузки рис. При очень малой продолжительности до сек его поведение должно обеспечивать высокую эластичность, а при большой до сек - сопротивление деформациям для предотвращения образования колеи и вмятин в дорожном полотне. Работоспособность битумного вяж ущего в составе асфальтобетона при периодическом воздействии напряжений сдвига, сжатия и перепада температу-ры во многом зависит от пластичности и растяжимости дорожного битума. В связи со сложным строением би-тума и неоднозначными представлениями специалистов об идеальном и ре-альном битуме, не всегда ясны требования к его показателям качества. Поэтому для разных стран они несколько отличаются, что видно из сравнения данных, приведенных в таблицах 9. В последние годы прослеживается очень четкая тенденция по унифика-ции требований, предъявляемых к основным продуктам, производимым в Ев-ропе. Поэтому Европейский Союз поручил Европейской организации по стан-дартизации CEN гармонизировать национальные стандарты всей промышлен-ной продукции, включая битумные материалы. В организацию CEN входят на-циональные организации по стандартизации большинства стран Европы. Каж-дая из них имеет свои собственные стандарты по битумным материалам, одна-ко сегодняшняя задача - это создание единых для всех стран норм, в то же вре-мя учитывающих особые условия в каждой из них климат, интенсивность до-рожного движения и типичную для страны практику дорожного строительства. Работа по составлению новых нормативов началась в году и теперь уже завершена. Ее основной целью являлось установление для битумов требо-ваний, отражающих их функциональные свойства, и отмена показателей, свя-занных с их химическим составом и различными способами получения. Согласно нормативу СEN таблица 9. Марки битумов выбраны таким образом, чтобы представлять всю гамму используемых в Европе типичных сортов битума. Самая твердая марка имеет значение пенетрации 20 0,1 мм, поскольку более твердые продукты в дорожном строительстве используются крайне редко. В соответствии с вышеназванными нормативами обязательными контро-лируемыми показателями качества являются пенетрация при 25 оС, температура размягчения, температура вспышки, растворимость в толуоле и испытание с на-гревом в тонком слое. Испытания на пенетрацию служат для классификации битумов, характеризуют твердость би тума и помогают вычислить жесткость битума при различных нагрузках. Температура размягчения используется для описания стойкости битума к деформации, и вместе с пенетрацией характери-зует его термочувствительность. Для описания твердения битума при изготов-лении асфальтовой смеси можно использовать три различных метода испыта-ний: RTFOT испытание с нагревом в тонком слое при обновлении поверхно-сти , TFOT испытание с нагревом с тонком слое или RFT испытание с нагре-вом во вращающейся колбе и с подачей воздуха, используемое в Германии. Сходимость испытаний чрезвычайно хорошая, и с их помощью можно полу-чить одинаковые результаты, хотя в противоречащих случаях приоритет отда-ется методу RTFOT. С помощью норматива изменения массы при испытании с нагревом в тонком слое стремятся предотвратить применение битумов, содержащих слиш-ком много легких фракций. Одновременно это также является показателем безопасности труда, поскольку ограничивает количество паров, исходящих от горячего битума, и защищает таким образом работающих на асфальтобетонном заводе и укладке асфальта от вредных воздействий. Склонность битума к затвердению ограничивается минимальным требо-ванием к показателю остаточной глубины проникания после прогрева в тонкой пленке. Чрезмерное затвердение битума при изготовлении асфальта может при-вести к хрупкому асфальтовому покрытию. Нормирование температуры размягчения после испытания с нагревом в тонком слое определяет минимальное требование к деформационной стойкости битума. Определение температуры вспышки является испытанием на безопас-ность, направленным на обеспечение условий перевозки и хранения битума. Испытание проводится в открытом сосуде, что является общепринятой практи-кой в большинстве европейских стран, однако сейчас решается вопрос о воз-можности замены этого метода на определение в закрытом сосуде. Определение растворимости служит испытанием битума на чистоту, га-рантирующим, что битум не содержит кокса или других посторонних веществ. Кроме обязательных испытаний предусмотрены и факультативные, кото-рые могут включаться отдельными странами в перечень необходимых и быть обязательными для исполнения в этой стране. Испытание на содержание парафинов, характеризующее химический со-став битумов, но не определяющее никаких его функциональных свойств, не было одобрено всеми странами, что привело к компромиссу, состоящему в том, что требование является факультативным и временным и будет отменено в сле-дующем нормативе. Испытание определяет фундаментальное свойство вещества, а не эмпирическую характеристику, какой является температура размягчения, при этом корреляция вязкости с деформа-ционной стойкостью асфальта также немного лучше, чем при использовании показателя температуры размягчения. Температура хрупкости по Фраасу характеризует термостойкость битума при отрицательных температурах. Поскольку в южно-европейских странах та-кое испытание не является актуальным, этот показатель отнесен к факульта-тивным. Для контроля твердения битума существует и другая возможность, имеющая в основе тот же метод испытания при нагреве в тонком слое. В каче-стве оценочных параметров был предложен выбор из четырех вариантов см. В каждом нормируется изменение температуры размягчения после прогрева. Кроме того, в трех вариантах нормируется значение температуры хрупкости и в двух из этих вариантов дополнительно - индекс пенетрации би-тума. Включение в норматив индекса пенетрации подверглось долгому обсуж-дению, но в конце концов он не был включен прямо, а лишь косвенно через требования к пенетрации и температуре размягчения. Причиной этого явилось то, что определение индекса пенетрации не дает практических преимуществ над включенными в качестве нормативов пенетрации и температуры размягче-ния. Кроме того, индекс пенетрации сам по себе не гарантирует качества битума, в то время как нормативы пенетрации и температуры размягчения установ-лены таким образом, что они характеризуют термочувствительность битума. Испытание на растяжимость битума не было включено в норматив, по-скольку в своей теперешней форме оно вряд ли может быть отнесено к функ-циональным испытаниям, так как у всех основных марок растяжимость превы-шает см. Не смотря на то, что ни в Республике Беларусь, ни в России новые общеев-ропейские нормативы пока не утверждены, производители дорожных битумов должны их знать и в определенной степени ориентироваться на них. Кроме то-го, при поставках своей продукции в европейские страны они будут вынужде-ны проводить испытания по принятым у них нормативам. Нефть и газ Сварка Турбины Материалы Приборостроение Электротехника. Часть 1 Требования к качеству битумов. Основными эксплуатационными свойствами, определяющими качество би-тумов, являются: Более подробно они будут рассмотрены ниже; Физико-химические свойства - стабильность, плотность, повер хност-ное натяжение; Реологические свойства - дисперсность, вязкость, модуль упругости, модуль деформации. Реологические свойства битума не должны значительно изменяться при его разогреве в котлах, приготовлении и укладке смеси и в течение длительного срока службы в асфальтобетонных и других покрытиях; Тепловые свойства - удельная теплоемкость, коэффициент теплопро-водности, коэффициент объемного расширения, температура вспышки. По температуре вспышки можно судить о наличии низкоки-пящих фракций в сырье и в готовом битуме, а также об их взрыво- и пожаро-опасности в процессе производства и применения битумов; Диэлектрические свойства - пробивное напряжение, удельная электро-проводность, тангенс угла диэлектрических потерь. С повыше-нием диэлектрической проницаемости они, как правило, улучшаются; Оптические свойства - коэффициент рефракции, светопоглощение рас-творов битума. Эти свойст ва позволяю т глубже изучить групповой состав битума; Отношение к растворителям и воде. Водорастворимость характеризует гидрофобные свой-ства вяжущего и его стабильность; Потеря массы битума при нагревании, изменение пенетрации и темпе-ратуры размягчения битума после нагревания. Они характеризуют стабильность свойств во времени; 9. Это важнейшие показатели качества битумов как вяжущих материалов. Полная совместимость с выбранным минеральным наполнителем и вы-сокая адгезия к нему. Температура размягчения выше оС. Высокая устойчивость к старению. Высокая устойчивость к воздействию воды и нефтепродуктов. Факультативным является испытание для определения температуры хрупкости.
Как рисовать портрет человека карандашом фото
Формула вероятности 9 класс
Кинотеатр сувар казань расписание сеансов
Схема зарядного устройства для аккумулятора аа
Тест психологическая пригодность