Влияние технологии битумов на устойчивость к старению

• Автор: Исраилова, Залпа Солмановна
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1.Общие представления о химической природе
высокомолекулярных (остаточных)компонентов нефти
1.2. Компонентный состав нефтяных битумов
1.3. Структура нефтяных битумов
1.4. Производство нефтяных битумов
1.4.1.Производство остаточных битумов
1.4.2.Производство окисленных битумов
1.4.3.Производство битума деасфальтизацией
1.4.4.Производство компаундированных битумов
1.5. Взаимодействие битума с минеральными наполнителями
ГЛАВА II. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика исходных материалов
2.1.1. Нефтяные вяжущие
2.1 .Характеристика минеральных наполнителей
2.2. Методы, принятые для исследования нефтяных остатков
и нефтяных битумов
2.3. Методы, принятые для исследования минеральных материалов и асфальтобетонных смесей

ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА
БИТУМОВ НА СОСТАВ И СВОЙСТВА
3.1. Исследование товарных характеристик битумов, полученных разными методами
3.2. Термоокислительная стабильность битумов
3.3. Изучение влияния разжижителей (пластификаторов)
на состав и свойства битумов
ГЛАВА IV. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ БИТУМА В
АСФАЛЬТОБЕТОНЕ
4.1. Старение битумов при взаимодействии с минеральными наполнителями
4.2. Влияние асфальтового вяжущего на физико-механические свойства битумоминеральной смеси
4. 3. Расчет экономической эффективности производства асфальтобетонных смесей с использованием местных минеральных наполнителей
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Битум с давних пор является одним из наиболее известных инженерностроительных материалов. Его адгезионные и гидрофобные свойства использовались на заре цивилизации. В настоящее время области использования битумов чрезвычайно широки. Достаточно назвать дорожное строительство, изготовление кровельных материалов, применение в лакокрасочной и кабельной промышленности, строительство зданий и сооружений, прокладку трубопроводов и др.
Автомобильные дороги имеют стратегическое значение для Чеченской республики. Они связывают территорию республики, обеспечивая жизнедеятельность ее городов и населенных пунктов, определяют возможности их развития. Учитывая важность развития транспортной системы в рамках федеральной целевой программы «Автомобильные дороги» (2010-2015 годы) республике выделены субсидии, направленные на строительство автомобильных дорог с твердым покрытием. Решение задачи эффективного развития транспортной инфраструктуры невозможно без широкого применения качественных материалов в дорожном строительстве. Качество дорожных нефтяных битумов является одним из важнейших факторов, определяющих срок службы дорожных покрытий.
Химическая природа нефти и технология производства во многом определяют качество дорожных битумов. Изучение влияния технологии производства на групповой химический состав битумов, на их структурную и термоокислительную стабильность, адгезионные свойства при воздействии высоких температур при хранении и взаимодействии с минеральными материалами, определяющие срок службы дорожного полотна в условиях эксплуатации, является актуальной задачей.
Протяженность автомобильных дорог общего пользования в России составляет около 947,3 тыс. километров, из них дорог с твердым покрытием -746 тыс. км, в том числе автомобильных дорог федерального значения - 50

1.4.1. Производство остаточных битумов
В процессе перегонки нефти происходит формирование НДС тяжелых остатков. В любой системе молекулы связаны друг с другом межмолекулярными связями. Сила этих связей зависит от от молекулярной массы и полярности молекул.
При дистилляции тяжелого нефтяного сырья, за счет подводимого из вне тепла, молекулы с меньшей молекулярной массой приобретают кинетическую энергию поступательного движения большую, чем энергия межмоле-кулярного взаимодействия. Такие молекулы испаряются. Поскольку нефтя-ной остаток сложная смесь различных по величине и конфигурации молекул, этот процесс продолжается до тех пор, пока энергия межмолекулярного взаи-модействия не сравняется с энергией связей внутри молекул. В этом случае начинается крекинг исходных молекул и испарение продуктов распада. С этого момента начинается формирование НДС остатка.
При вакуумной перегонке мазута в кубе колонны температура может достигать 400° С и более, что будет способствовать протеканию процесса крекинга, глубина которого будет зависеть как от температуры, так и от продолжительности пребывания продукта в кубе, в результате чего могут образовываться карбены и карбоиды, ухудшающие качество битумов /121/.
При крекинге происходит деалкилирование ароматических углеводородов по В-связи к ароматическому кольцу, главным образом полициклических структур. Поэтому в объеме продукта идет накапливание компактных, в основном, метил-замещенных ароматических соединений, склонных к ассоциации /51/.
Таким образом, в системе появляется вторая фаза твердая или жидкая в зависимости от температуры и межмолекулярного расстояния, определяющего силу межмолекулярного взаимодействия. Если эти силы будут больше подводимой к системе энергии, то ассоциаты будут накапливаться. Так как число вариантов строения молекул очень большое, то