ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы получения битумов с заданными свойствами из "Производство нефтяных битумов" Для выявления зависимости какого-либо свойства битума от содержания и качества того или иного компонента применяют метод модельных смесей. Искусственно получают битум смешением компонентов постоянного качества с изучаемым компонентом переменного качества изменяют также содержание компонентов. Определение показателей свойств серии таких битумов позволяет выявить искомую зависимость. [c.25] К- Макком было показано, что определяющим фактором воздействия на структуру битума является природа масел и смол, а не асфальтенов одни и те же асфальтены, диспергированные в разных маслосмолистых комбинациях, дают разные битумы, в то время как разные асфальтены, диспергированные в одной и той же среде, дают битумы с одинаковыми свойствами [20]. [c.26] Определяющим показателем качества масла принята его растворяющая способность, которую количественно оценивали л соответствии с более ранними исследованиями [15] суммой атомов углерода, входящих в ароматические кольца, и 7з атомов углерода, входящих в нафтеновые кольца. Эта величина, названная коэффициентом растворяющей способности (Кр.с.), изменялась в пределах от 14 до 42. Такой интервал охватывает возможный диапазон изменения Кр.с. масляного компонента в битумах, поскольку использованные в работе масла включали, с одной стороны, кабельное масло, полностью лишенное ароматических углеводородов, а с другой — экстракты фенольной очистки, являющиеся концентратами ароматичббких соединении. [c.27] Исследование приготовленных битумных композиций с равной пенетрацией при 25°С (80-0,1 мм) показывает возрастание вязкости неразрушенной структуры и уменьшение вязкости разрушенной структуры при увеличении отношения А/С и уменьшении Кр.с. (рис. 10). Это свидетельствует о возрастании степени структурированности системы и развитии, аномалии вязкости в результате уменьшения растворяющей или пептизирующей способности масел и увеличения содержания высокомолекулярных асфальтеновых молекул. Одновременно уменьшается стабильность битума (определяемая по титрованию толуольного раствора н-гептаном), пропорциональная содержанию смол и Кр.с. масляного компонента [24]. Это хорошо согласуется с исследова-ниями синерезиса битума на бумажной подложке чем аномалия вязкости, тем сильнее окрашивание фильтровг бумаги [9]. [c.27] Существенно зависят от состава битумов и технические свойства, что иллюстрируется представленными на рис. 11 зависимостями. Увеличение Кр.с. масляного компонента и уменьшение отношения А/С приводят к снижению температуры размягчения, уменьшению пенетрации при О С и увеличению дуктильности битумов с одинаковой пенетрацией при 25 °С. [c.28] Сравнивая битумные композиции с разной пенетрацией при 25 °С, можно отметить аномалию повышение в ряде случаев температуры размягчения с увеличением пенетрации при 25°С, т. е. с увеличением содержания масла. Эта аномалия сильнее проявляется при уменьшении Кр.с. и увеличении отношения А/С, а также молекулярной массы масла [24]. Подобная аномалия наблюдалась ранее и другими исследователями при разбавлении битумов разбавителями различной природы (рис. 12) [15]. Сущность такого явления объясняется взаимодействием двух процессов — разбавления и структурирования, происходящих при добавлении масла. При некотором соотношении компонентов роль структурирования может преобладать. Такое объяснение делает понятным усиление аномалии при повышенных отношениях А/С (когда больше потенциальных центров структуры), при уменьшении Кр.с. масляного компонента (что опять-таки способствует структурированию) и при увеличении молекулярной массы масляного компонента (что уменьшает яффектив-ность разбавления). [c.29] Вид уравнения соответствует известным наблюдениям повышения температуры размягчения битумов при использовании более легкого гудрона и менее сернистых нефтей. Значения коэффициентов в этом уравнении установлены на основании экспериментальных данных, полученных в опытах с атмосферными и вакуумными остатками отечественных и зарубежных нефтей нефти отличались по содержанию общей серы в пределах 0,2—8,0% и твердых парафинов в пределах0,2—17% (масс.), что практически охватывает весь диапазон добываемых нефтей. [c.30] Рассчитанные по этому уравнению температуры размягчения отличаются от экспериментальных в среднем на 8,47о, что приемлемо для технических целей. Более осторожно уравнением следует пользоваться в случае высокоплавких битумов, особенно если известно, что в качестве исходного сырья применяется высокопарафинистая нефть, так как здесь ошибка возрастает. [c.30] Поведение окисленных битумов выражается двумя пересекающимися линиями. Температура, соответствующая точке пересечения, всегда выше температуры раз1Лягчения битумов и ниже температуры, при которой вязкость достигает 30 Па-с. Излом линий, соответствующих окисленным битумам, являef я следствием выбора шкалы консистенции, при которой остаточные битумы описываются прямолинейной зависимостью. В физическом смысле и для окисленных битумов нет переходной точки излома. Парафинистые битумы (окисленные и остаточные) также описываются двумя линиями — в области пенетрации и в области вязкости,— но расположение их иное. Обе линии имеют почти одинаковый наклон и сдвинуты относительно продолжения друг друга. Между двумя линиями имеется зона перехода, которая шире зоны плавления парафина, так как кристаллизация парафина в битуме замедлена. В переходной зоне заметен большой разброс экспериментальных точек, зависящий от температурной предыстории битума. [c.31] Резюмируя изложенное выше, можно заключить, что свойства битумов зависят от их компонентного состава и оптимальный комплекс свойств можно обеспечить лишь при определенном соотношении асфальтенов, смол и масел с необходимым содержанием ароматических углеводородов при отсутствии значительного количества твердых парафинов. В зависимости от назначения битумов лимитирующие параметры качества и соответствующие требования к составу будут неодинаковыми, но всегда реально существующими. На рис. 16 в качестве примера показана область компонентных составов, обеспечивающих требования стандартов на дорожные битумы с пенетрацией при 25 °С, равной 80-0,1 мм за пределами этой области битумы некондиционны по тому или иному показателю. [c.32] Задачей технологии производства битумов является выбор экономически приемлемых путей, обеспечивающих получение продукта с необходимым компонентным составом из возможных видов сырья. [c.33] Вернуться к основной статье