Улучшение свойств дорожных битумов модифицирующими добавками

• Автор: Кортянович, Кристина Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ЭПР электронный парамагнитный резонанс. Природные ископаемые битумы, называемые также асфальтами встречаются в природе в виде залежей с различными минеральными примесями. Искусственные нефтяные битумы, представляющие собой продукты окисления или тяжелые остатки после перегонки и крекирования нефти и нефтепродуктов. Природные битумы имеют переменный химический состав, зависящий от глубины его залегания. Лучшие асфальты получаются из более глубоких слоев верхние его слои неплавкие, а с увеличением глубины температура размягчения понижается . Также природный битум по внешнему виду может представлять собой хрупкий черный мелкозернистый порошок или сплавленные куски. Обогащенный путем флотации, он содержит битума. Хорошо растворим в скипидаре, сольвенте, толуоле . Искусственные нефтяные битумы подразделяются на остаточные, окисленные и компаундированные. Их производство осуществляется разными способами продувкой гудронов воздухом, вакуумной перегонкой мазутов с глубоким отбором дистиллятов, деасфальтизацией гудронов пропаном.

Длительный нагрев сырья в процессе ва

куумной перегонки мазута ведет к уплотнению бициклических ароматических соединений и уменьшению этого компонента в гудроне. Смолы. При обычной температуре твердые вещества плотностью 0 кгм3. Они являются носителями твердости, пластичности и растяжимости битумов. Смолы относятся к высокомолекулярным органическим соединениям циклической и гетероциклической структуры высокой степени конденсации, связанным между собой алифатическими цепями. В их состав входят, кроме углерода и водорода, кислород, сера, азот и другие элементы, включая металлы молекулярная масса смол находится в пределах 0 . Асфальтены. Они являются продуктами уплотнения смол. Однако их нельзя рассматривать как чисто полимерные соединения, так как они образуются из сложных смесей исходных веществ, способных к разнообразным превращениям, включающим образование и высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ. В отличие от других компонентов битумов они нерастворимы в насыщенных углеводородах нормального строения С5 С7, а также в смешанных полярных растворителях спиртоэфирных смесях и низкокипящих спиртах, в нефтяных газах метане, этане, пропане и др. Кроме того, в битумах содержатся продукты интенсивного окисления битумов асфальтогеновые кислоты, их ангидриды и лактоны сложные эфиры. Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды вещества густой смолистой консистенции. Содержатся в нефтяных битумах в небольших количествах. Асфальтогеновые кислоты легко растворяются в спирте и трудно в бензине плотность более кгм3. Углеводороды, благодаря процессам дегидратации и другим реакциям, становятся ненасыщенными, полимеризуются и дают смолы, которые в свою очередь также могут полимеризоваться и окисляться с образованием асфальтенов. Асфальтены и смолы представляют собой высокомолекулярные циклические соединения, которые при дальнейшем окислении образуют карбены и кар
боиды согласно схеме углеводороды смолы асфальтены карбены карбоиды. Резкой границы перехода углеводородов в смолы, а смол в асфальтены провести нельзя, а тем более представлять себе наличие какоголибо постоянства состава этих компонентов. Химический состав наиболее употребляемых битумов приведен в табл. Углеводородные компоненты нефтяных битумов представлены в основном соединениями смешанного строения, содержащими одновременно алифатические цепи различной длины и различной степени разветвленности, изолированные и конденсированные циклопарафиновые и ароматические фрагменты . Нафтеновые углеводороды представлены соединениями, содержащими в молекулах до шести колец, которые чаще всего сконденсированы между собой 0. Среди ароматических соединений доминирующее положение занимают моно и биарены ,7, . Алифатические структуры в ПЦА развиты слабо, и в большом количестве в качестве заместителей в циклах имеются лишь метальные группы. С повышением молекулярной массы нефтяных фракций наблюдается рост доли и средних размеров конденсированных полициклических
систем в молекулах углеводородов . САВ относятся к высокомолекулярным неуглеводородным компонентам нефти, в которых сосредоточена большая часть гетероэлементов и почти все металлы, присутствующие в сырых нефтях , 7. По мере увеличения молекулярной массы асфальтенов наблюдается рост их ароматичности при соответствующем снижении доли алифатического и нафтенового углерода , 7, 5. Асфальтены это пространственно организованные структуры, состоящие из конденсированных ароматических колец вперемешку с короткими алифатическими цепями и конденсированными нафтеновыми кольцами. Эти системы имеют тенденцию образовывать пачку из ПЦА слоев, окруженных неупорядоченными алифатическими цепями и нафтеновыми фрагментами 1. Залежи асфальтов всегда связаны с нефтяными месторождениями, так как в природных условиях асфальты в большинстве случаев образовались из нефти. Битумы обладают оптимальным комплексом свойств только в том случае, когда сочетание составляющих компонентов асфальтенов, смол и масел и их природа соответствуют вполне определенным условиям. Поэтому выбранная технология для получения битумов должна обеспечивать необходимые изменения компонентного состава сырья при его переработке в битум .