Состав, свойства и основные виды органических вяжущих веществ

Органические вяжущие вещества представляют собой природные или искусственные, жидкие или твердые про­дукты — смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных, изменяющие свои физи­ко-механические свойства в зависимости от температуры. При ее увеличении постепенно повышается пластичность органических вяжущих и они переходят в вязко-текучее состояние, при понижении температуры—пластичность теряется и вещества становятся хрупкими.

Органические вяжущие вещества в строительстве ис­пользуются для приготовления асфальтовых бетонов, производства кровельных, гидро- и пароизоляционных материалов, гидроизоляционных и дорожных мастик, эмульсий, паст и др. Широкое применение органических вяжущих веществ в строительстве обусловлено хорошей их сцепляемостью с твердыми материалами, высокой во­донепроницаемостью, устойчивостью против атмосфер­ных воздействий. Однако под действием солнечных лу­чей и кислорода происходит изменение их химического состава, а следовательно, и свойств, т. е. «старение».

К органическим вяжущим веществам относятся би-тумы и дегти.

Битумы — это твердые, полутвердые или жидкие природные или искусственные вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов и примесей.

Природные битумы представляют собой твердую, вязкую или вязкопластичную разновидность нефти. Они встречаются в виде самостоятельных отложений или про­питывают пористые породы (доломиты, песчаники, слан­цы, известняки). Для извлечения из горных пород их вы­варивают в котлах или при помощи органических раст­ворителей. При содержании битума в породе до 2—3 % его перемалывают в порошок и применяют в качестве компоненты асфальтобетона.

Природные битумы с содержанием минеральных при­месей свыше 20 % по массе принято называть при­родными асфальтами, а без минеральных при­месей— асфальтитами.

Перспективным является применение природных би-тумов в качестве энергетического сырья для получения синтетической нефти, а также серы, ванадия, никеля, германия, урана, кобальта и др.

Искусственные битумы получают в процессе перера­ботки нефти или остаточных нефтепродуктов. Такие би­тумы называются нефтяными. В зависимости от техно­логии производства они подразделяются на остаточ­ные (получаемые после отбора масел из гудронов), окисленные (получаемые продувкой воздухом гуд­ронов), крекинговые (получаемые окислением кре­кинг-остатков) , экстракт ные (продукты обработки гудрона слабыми растворителями) и кислотные (про­дукты обработки гудрона серной кислотой).

Основными качественными характеристиками биту-мов являются вязкость (определяемая при 25 и 60 °С), пластичность, температуры размягчения, хрупкости и вспышки, интервал между температурами хрупкости и размягчения (температурный рабочий интервал). Эти характеристики определяют марку битумов.

Дегти, как и битумы, состоят из смеси высокомоле­кулярных углеводородов и их соединений с серой, кис­лородом и азотом. Они представляют собой вязкие жид­кости черного или бурого цвета и в зависимости от ис­ходного сырья подразделяются на каменноугольные, тор­фяные, сланцевые и древесные.

Наибольшее применение в строительстве имеют ка­менноугольные дегти. В зависимости от технологии полу­чения их разделяют на сыр ы е, или отогнанные (побочный продукт коксования каменных углей), со­ставленные (получаемые сплавлением каменно­угольного пека, антраценового масла или сырого дегтя) и газовые (побочный продукт получения светильно­го газа).

В зависимости от температуры коксования сырые дег­ти подразделяются на высокотемпературные (получа­ют при 900—1100°С) и низкотемпературные (500— 700°С).

Дегти по сравнению с битумами имеют меньшую теп­лостойкость и атмосфероустойчивость, но лучшую адге-зию и гнилостойкость.

Ассортимент органических вяжущих веществ

Битумы нефтяные выпускаются твердые, полутвер­дые и жидкие, а. по назначению— строительные, кровель­ные и дорожные.

Битумы нефтяные строительные (ГОСТ 6617—76) выпускаются марок БН-50/50, БН-70/30 и БН-90/10.

Битумы нефтяные кровельные (ГОСТ 9548—74) вы­пускаются пропиточные (для пропитки картона, стекло­ткани и др.) марки БНК-45/180 и покровные марок БНК-90/40 и БНК-90/30.

Битумы нефтяные дорожные применяются для строи­тельства дорожных оснований и покрытий и выпускают­ся жидкие и твердые. Жидкие дорожные битумы (ГОСТ 11955—82) выпускаются марок БГ-25/40, БГ-40/70, БГ-70У130, СГ-25/40, СГ-40/70, СГ-70/130, СГ-130/200, МГ-25/40, МГ-70/130 и МГ-130/200, твердые дорожные битумы—марок БНД-130/200, БНД-90/130, БНД-60/90 и БНД-40/60.

В обозначении марок: Б — битум, Н — нефтяной, К — кровельный, БГ — быстрогустеющий, СГ — густеющий со средней скоростью, МГ — медленно густеющий, Д — до­рожный. Цифры в маркировке указывают на температу­ру размягчения, °С (числитель), и твердость (знамена­тель). Твердость битумов определяется глубиной проник­новения иглы (мм) в битум при температуре 25 °С. Для дорожных битумов, выпускаемых в жидком виде, цифро­вая часть маркировки указывает на условную вязкость, определяемую при температуре 60 °С.

Каменноугольные дегти выпускаются 16 марок, в том числе 8 марок сырых (Д1 ... Д8) и 8 марок составленных (ДС-1,...,Д8). Марки дегтей отличаются вязкостью, фрак­ционным составом, температурой размягчения пека и др. Чем больше вязкость, тем выше цифры в маркировке.

Кроме битумов и дегтей выпускаютсясоставленные органические вяжущие вещества — битумно-дегтевые, битумно-резиновые и битумно-дегтево-полимерные.

Битумно-дегтевые вяжущие получают смешиванием битума с дегтем или с дегтевыми продуктами (пеком, дегтевым маслом). Наиболе распространенным материа­лом данной группы является гудрокам, получаемый окис­лением нефтяного гудрона и антраценового масла. Гуд-рокам более эластичен при отрицательных температу­рах, чем битум.

Битумно-резиновые вяжущие получают введением в битум каучука или дробленой резины. Эти вяжущие от­личаются повышенной теплостойкостью и большей ус­тойчивостью к старению.

Битумно-дегтево-полимерные вяжущие изготавлива­ют путем смешивания органических вяжущих с каучу­ком или другими высокомолекулярными веществами. Та­кие материалы значительно превосходят органические вяжущие вещества по химической стойкости, водонепро­ницаемости, пластичности и др.