Ньютоновские битумы

Логарифмические координаты. Более полезны (по сравнению с декартовыми) графики, в которых зависимость скорости от напряжения сдвига нанесена в логарифмических координатах. Пример такой зависимости приведен на рис. 3.6. Жидкости, как ньютоновская, так и неньютоновская, дают прямые линии, но наклон линии ньютоновского битума А равен 1,0, а наклон линии неньютоновского битума Б меньше единицы. [c.116]

Указанные изменения свойств потока в ориентационной области присущи, по-видимому, даже битуму с ньютоновской характеристикой течения. Современный метод определения дуктильности не позволяет интерпретировать получаемые результаты. При данной температуре ньютоновский (или немного отличающийся от ньютоновского) битум имеет, вообще говоря, наибольшую дуктильность, определяемую длиной нити (в см) до момента ее разрушения. С увеличением отклонения от ньютоновского течения дуктильность снижается. При повышении температуры дуктильность растет до максимума, совпадающего, по-видимому, с оптимальными условиями образования нити, а затем снижается. [c.19]

Таким образом, при температурах производства битумы ведут себя как ньютоновские жидкости. Их вязкость не зависит от напряжения сдвига и определяется только температурой. Для ориентировочной оценки вязкости битумов (градуируемых по пенетрации) при разных температурах пригодна номограмма, представленная на рис. 5. [c.19]

Подобные аномалии могут наблюдаться и при смешении битумов. Если битумы характеризуются ньютоновским течением, то температура размягчения и пенетрация их смесей являются линейными функциями от состава. В случае смешения битумов разной природы с сильно различающимися индексами пенетрации зависимости температуры размягчения и пенетрации от состава смеси могут иметь экстремум (рис. 13). Здесь добавление битума с низким индексом пенетрации ухудшает структуру или даже приводит к ее исчезновению, и пенетрация определяется [c.29]

Дуктильность измеряется при постоянной скорости удлинения (обычно 5 см/мин). В таких условиях растягивающее напряжение в нити не растет с уменьшением ее поперечного сечения, а скорее уменьшается. Это можно показать на битуме, обладающем свойствами ньютоновской жидкости, для которого коэффициент растяжения в три раза больше коэффициента вязкости. В этом случае растягивающее напряжение равно [c.18]

Таблица 3.4. Твердые битумы, обладающие свойствами ньютоновской жидкости

При 60 °С битум вел себя как ньютоновская жидкость, а после добавления модификатора при-удалении сдвигающей силы полностью возвращался к исходному состоянию. [c.223]

Растяжимость битумов при 25 °G имеет максимальное значение, отвечающее их переходу от состояния ньютоновской жидкости к структурированной. Чем больше битум отклоняется от ньютоновского течения, тем меньше его растяжимость при 25 °С, но достаточно высока при 0°С [214]. В связи с этим целесообразно [409] растяжимость битума определять при температуре ниже 25 °С, а именно при температуре хрупкости плюс 1/3 температурного интервала пластичности. Битум должен обладать повышенной растяжимостью при низких температурах (О и 15 °С) и умеренной при 25 С. [c.55]

Упруго-вязкое состояние (интервал от 40—50 до 80—90° С) характеризуется отсутствием у битумов I типа предела текучести, ио наличием заметной разницы в значениях вязкости неразрушенной и разрушенной структуры и достаточно высокой теплоустойчивости. В вязком состоянии битумы 1 типа подчиняются законам течения истинно вязких ньютоновских жидкостей. [c.96]

С) битумы II тииа характеризуются ньютоновским течением, одпако с резко различными вязкостями в зависимости от темиературы. [c.97]

При низких температурах для битумов всех типов характерно наличие конденсационной и кристаллизационной структур, а при высоких — структура истинной жидкости с ньютоновской вязкостью. Исходя из различия химического состава и структуры битумов разных типов, следует ожидать и наличия разницы в струк-турно-механических свойствах этих битумов в широком интервале температур. [c.18]

Причиной неньютоновского характера течения является анизотропия структурных элементов системы или их разрушение. Такое разрушение происходит в наиболее слабом месте структуры и в какой-то степени напоминает химическую реакцию. Оно зависит от скорости и, следовательно, от времени. Обычно при постоянном напряжении скорость сдвига увеличивается во времени до какого-то постоянного значения. При более высоком напряжении структурой ные элементы продолжают разрушаться до тех пор, пока силы связи О не придут в равновесие с внешним разрушающим усилием. Каким бы ни был механизм поведения не ньютоновских битумов под дейст--О вием напряжения сдвига, они характеризуются постоянной высокой вязкостью при низких напряжениях сдвига и постоянной более низкой вязкостью при высоких напряжениях сдвига. [c.17]

В табл. 2 представлены данные, показывающие влияние сырья и технологии его переработки на степень аномалии вязкости битумов. Как видно, битумы, имеющие примерно одинаковую температуру размягчения (48,5 4,5°С), но полученные окислением остатков разных нефтей, различаются степенью аномалии. Так, битум из нефти месторождения Галф Коаст I, являющийся в обычном представлении твердым телом, имеет характер течения ньютоновской жидкости. В то же время несколько более мягкий битум из нефти северо-восточного Техаса отличается заметной аномалией течения. При использовании одного и того же сырья битумы, получаемые перегонкой с паром или в вакууме, в меньшей степени обладают свойствами неньютоновской жидкости, чем окисленные битумы. Углубление переработки сырья, т. е. получение более высокоплавких битумов, как в процессе перегонки, так и в процессе окисления приводит к повышению аномальности битумов, причем в случае окисления это влияние существеннее. Степень окисления, определяемая, например, разностью температур размягчения битума н сырья, оказывает большое влияние на аномалию течения битума при окислении до одинаковой температуры размягчения гудронов разной вязкости, полученных из одной нефти, наиболее ярко вы- [c.17]

Отклонение характера течения битума от ньютоновского зависит от температуры, уменьшаясь с ее ростом, и исчезает при температуре, несколько превышающей температуру размягчения битума. Например, степень аномалии течения остаточного битума венесуэльской нефти с температурой размягчения 51°С и пенетрацией 57-0,1 мм составляет при температурах 25, 45 и 65°С соответственно 0,90, 0,95 и 1,00 Для полного исчезновения аномалии течения битума с температурой размягчения 62°С, полученного окислением остатка нефти Галф Коаст I, необходима температура несколько выше 65°С. [c.18]

В зоне 1 при концентрации порошка О / об , структура отсутствует. Вяжущее обладает свойствами ньютоновской жидкости, при этом частицы минерального порошка не взаимодействуют друг с другом, а свободно плавают в битуме. На структурообразующей кривой зоне 1 соответствует прямолинейный участок. Вязкость увеличивается пpoпof>-ционально концентрации порошка в смеси. [c.104]

СОСТОИТ ИЗ большого числа структурных групп, находящихся на различном уровне сольватирующей и десольватирующей энергии. В первом приближении можно использовать упрощенное представление о составе битума, чтобы развить суждение о строении битума с точки зрения его коллоидной природы, которая определяется растворимостью составляющих компонентов. Исходя из этого упрощенного представления были развиты теоретические положения о строении битума [29]. Так, например, высказывалось предположение, что битумы представляют собой растворы асфальтенов в углеводородах отношение вязкости асфальтенов к вязкости растворителя рассматривалось как функция концентрации асфальтенов и температуры. При 120° С и выше асфальтены, ао-видимому, находятся в молекулярно-диспергированном состоянии, но при более низких температурах они образуют ассоциированные агрегаты. Физико-химические свойства битума зависят от концентрации асфальтенов и типа углеводородов-растворителей. Системы с богатым содержанием асфальтенов не обладают ньютоновскими свойствами, в то время как нефтп считаются ньютоновскими жидкостями. [c.197]

Максимальное проявление свойств неньютоновской жидкости достигается прп растворении асфальтенов в среде с низким растворяющим действием. Повышение температуры приводит к большему проявлению свойств ньютоновской жидкости, за исключением очень твердых асфальтенов, обнаруживающих большую тик-сотропию при слабом размягчении при нагревании. Поэтому вполне оправдано стремлеппе исследователей дополнить обобщенные ре ) югические характеристики битумов более детальным изучением влияния химпческого строения асфальтенов на их вязкостно-температурные показатели. Прежде изучали главным образом состав смол и углеводородов (мальтенов), но в последнее время выяснение роли асфальтенов становится первостепенным. [c.197]

Структурно-механическая прочность и агрегативная устойчивость нефтяных дисперсных систем. Одной из основных проблем коллоидной химии нефтей и их фракций является исследование, пространственных структур различного рода в нефтяных дисперсных системах и регулирование разнообразными приемами их механических свойств деформационных и прочностных. Необходимость решения данной проблемы способствовала становлению самостоятельной области коллоидной химии — физико-химической механики нефтяных дисперсных систем. Обобщение значительного эмпирического материала позволило в работе [112] предложить с точки зрения макрореологии (диаграмму изменения структурномеханической прочности с ростом температуры в многокомпонентных нефтяных дисперсных системах (рис. 5). Участок ВГ, имеющий различную ширину в зависимости от строения исследуемой нефтяной системы и вырождающийся в точку для битумов, характеризует ньютоновское поведение в полностью разрушенной структуре, вязкость которой не зависит от скорости сдвига. Точка В отвечает пределу текучести системы. С понижением температуры нефтяная система становится тгересыщенной по отношению к твердым углеводородам, выделение которых из однородного с реологической точки зрения расплава приводит к структурированию системы. На участке БВ взаимодействие формирующихся структурных элементов обуславливает вязкопластическое течение обратимо разрушаемой структуры и наличие предельного напряжения сдвига в точке Б. По мере снижения температуры на этом участке скорость формирования коагуляционных контактов мел ду надмоле- кулярными структурами превышает скорость их разрушения под действием механической нагрузки. В точке Б нефтяная система те- [c.38]

Данные, полученные для битума А, представляют прямую линию, проходящую через начало координат, что указывает на ньютоновский характер течения продукта. Экспериментальные данные, полученные для битума Б, представляют кривую линию, также проходящую через начало координат. Криволинейный характер зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига указьшает лень101дшвский характер течения продукта. С ростом напряжения сдвига скорость сдвига во з- [c.113]

Большая часть расплавленных каменноугольных смол и битумов обладает ньютоновскими свойствами. Реологические свойства более твердых битумов зависят в значительной мере от химического состава сырой нес и, из которой они получены. Ха 1актер течения битума во многом зависит и от метода его получения. Таким образом, твердый битум может быть практически простой жидкостью. В табл. 3.4 представлен ряд твердых битумов, обладающих в условиях измерения свойствами ньютоновской жидкости. [c.118]

Пластификация битумных мастик расширяет температурный интервал эластично-пластичного состояния, понижает температуру хрупкости. Увеличение количества дисперсной среды путем введения нефтяных масел снижает теплостойкость масти) при некотором повышении пластичности при низких температурах. Использование в качестве пластификатора мастик некотор 1Х полимеров (полидиена и др.), имеющих более низкую температу11у, чем битум, позволяет получать мастики с повышенной пластичностью, с более низкой температурой хрупкости и в то же время с повышенной эластичностью и термической устойчивостью. Так, введение в битуморезиновую мастику (BH-IV (93%) + резина (7%)] золеного масла изменяет вязкость ее при - -40, + 60,+ 80° С соответственно в 7,5 13 8,5 раза, а введение полидиена (5%) — только в 1,4 2,6 и 2,5 раза при увеличении пластичности при отрицательной температуре. Битумо-нолидиеновая мастика течет как ньютоновская жидкость при температуре свыше + 240° С, битумо-минеральная и битумо-резиновая— при +180° С (соответственно вязкости 1 Н-с/м и 12 Н-с/м ). [c.158]

В истинно вязком состоянии битумы III тииа обнаруживают ньютоновское иоведение истинно вязких жидкостей. [c.97]

Для иолучения сравнимых значений адгезии различных битумов необходимо определять сцепление в условиях их равио вязкости. Изовпскозность достигается обычно разжижением битумов илп нагреванием. Как было показано в гл. IV, вязкость бптумов, определяемая пх структурой, зависит от приложенного напряже-пня сдвига, приобретая лишь при высоких температурах ньютоновский характер. При этом, начиная, от 90—100°С вязкости бптумов различных типов (БН-П и БН-И1) близки, что соответствует практически изовпскозному С0СТ0Я1П1Ю. Поэтому сцепление бптумов целесообразно определять при температу рах изовискозного состояния, т. е. прп 100° С. [c.127]

В широком диапазоне температур дисперсная структура в битуме II тииа изменяется от твердообразной конденсационной структуры, определяемой застекловаииым при низких температурах раствором смол через надмолекулярную структуру смол, представляющую по своему характеру структурированную жидкость, к истинной ньютоновской жидкости при повышенных температурах. [c.179]

Как и у битумов I типа, размер и лиофильность асфальтенов во многом обусловливают количественное значение прочностных и деформационных характеристик этого материала, В широком диапазоне температур структура битума П1 типа изменяется с повышением температуры от твердообразной конденсационной структуры прн отрицательных температурах, определяемой застеклованной дисперсионной средой из смол и углеводородов, через структуру сопряженных сеток к структурированной жидкости и далее к истинной ньютоновской жидкости. Структурным превращениям бнтума, имеющим обратимый характер, соответствуют определенные реологические состояния в различных температурных диапазонах. [c.181]

В сильно структурированной смолами среде из парафино-нафтеновых углеводородов (кривая 7) пространственная структура ДСТ развивается иным образом. При малых концентрациях полимера вязкость системы практически не изменяется в связи со значительным затруднением распределения ДСТ в высокоструктурированном растворе смол. При этом ньютоновский характер течения сохраняется до 3,5—4% (объема) ДСТ. При больших объемных заполнениях ДСТ наблюдается значительное повышение вязкости вследствие образования пространственной структуры полимера. Данные, полученные на модельных системах, хорошо подтверждаются результатами исследования влияния полимера на структурообразование реальных битумов разных структурных типов. [c.245]

Как показали реологические характеристики битумов [6, 9, 68], при НИ31КИХ температурах поведение битумов отличается от паведения ньютоновских жидкостей. Причиной этому является межмицеллярное взаимодействие, приводящее к образованию различных типов структур [68]. Образование этих структур также может быть объяснено с точки зрения взаимодействия поликонденсированных ароматических пластин [60, 71]. [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология