А. Т. Сағынаев МҰнай мен газдың физикасы және химиясы
жүктеу/скачать 6,98 Mb. Pdf көрінісі
|
S4
| 19.2. Битумдардың қасиеттері
Битумдардың қасиеттері олардың құрамынан, құрылымынан және температурадан тәуелді. Қарама-қарсылық битумдар компоненттерінің молекулаларында электрлік қуат бөлуін сипаттайды. Ол адгезияны, когезияны, мөлшерді және ылғалдандыру жылдамдығын, битумдардың басқа физикалық сипаттамаларын, әсіресе оларды минералды материалдармен өзара әсері кезінде алдын-ала анықтайды. Органикалық байланыстырғыштардың қарама-қарсылығы туралы еріткіш коэффициенті бойынша шартты түрде формуламен есептейді: / 100 A B мұндағы А – метил спиртінде битумды еріткіші, %; В – бензолда битум еріткіші, %. Мұнай битумдары үшін α = 5-35. Неғұрлым қарама-қарсылық жоғары болса, соғұрлым тас материалдармен байланыстырғыш ілінісі жақсырақ болады. Қарама-қарсылық туралы тас материалдар бетін битуммен ылғалдандыру бойынша есептеуге болады. Бірақ тас материалдарға битум жабылуы (адгезия) битумның беттік созылуы және қарама-қарсылықтан ғана емес, сонымен қатар минералды материалдардың табиғатынан да тәуелді. Жабысу беріктігін тас материалдардың (құм, мәрмәрдән істелген қиқымдар) қабілеттілігінде негізделген әр түрлі әдістермен процесінде органикалық байланыстырғыштармен алдын ала өңделген оның қабыршағын ұстайды. Битумдардың тұтқырлығы оларды қыздыру кезінде маңызды өзгереді, қатты битумдарда ол, 0 °С кезінде 60 сек ішінде, 200 г немесе 25 °С температура кезінде 5 сек ішінде 100 г массамен жүкті оған әрекет кезінде стандартты иненің ену тереңдігімен шартты сипатталады және тұтқырлыққа қарсы мөлшері өрнектейді, яғни аққыштық және пенетрометрмен анықталады. Сұйық битумдардың тұтқырлығын стандартты температура кезінде вискозиметр саңылауы арқылы битумның нақты мөлшері біту уақытымен сипатталады. Тұтқыр және қатты битумдарда дуктилометрде стандартты үлгі-восьмерка сынағымен анықталатын және олардың созылымдылығын сипаттайтын иілімділікті анықтайды. Битумдардың үшінші ең маңызды сипаттамасы (тұтқырлық және созылымдылық) қаттыдан немесе тұтқыр иілімді күйден сұйыққа битумның өтуін бейнелейтін жұмсару температурасы болып табылады. Ол «Сақина 241 және шар» әдіс бойынша анықталады. Құрал сақинасында орналасатын битум 5°С/мин жылдамдығымен қыздыру кезінде жұмсарады, ал битумда орналасатын болатты шағын шар түсіріледі және құралдың бақылау дискісін (негізін) тигізеді, битум жұмсаруының негізгі температурасын белгілейді. Мортты күйге битумның өтуі Фраас арнайы құралда анықталатын морттылық немесе қатаю температура кезінде болады. Оған 1 °С/мин жылдамдығымен салқындату кезінде майысуға ұшырайтын, болатты пластинкаға жағатын битум қабатында бірінші жарылудың пайда болуы сәйкес келеді. Битумдардың жылу тұрақтылығы туралы жұмсару температура бойынша ғана емес, пенетрация индексі бойынша есептейді. Пенетрация индексін (ПИ) мына формула бойынша есептейді: 30 100, 1 50 ПИ А 25 2, 9031 25 П А Тж мұндағы, А – коэффициент; Т ж – жұмсару температурасы, о С; П 25 – 25 о С-ғы пенетрация. Неғұрлым пенетрация индексі жоғары болса, соғұрлым жылу тұрақтылығы көп және битум иілімділігінің интервалы кең болады. Қасиеттерді жақсарту үшін битумдарға латекстерді, каучукты және басқаларды қосады. Конструкцияны пайдалану процесінде битумдардың қасиеттері өзгереді, яғни битумдар біртіндеп тозады, бұл олардың өндіріс түрінен және тәсілінен тәуелді: мысалы, крекинг-битумдар тотыққаннан тез тозады. Гидрохинонды, сульфопиридинді, күкіртті, полиэфирлі қанықпаған шайырларды, кумаронды шайырларды, өнеркәсіпті бутилкаучукты қалдықтарының регенераторларын, стеаринді, нафтендерді, олеин тұздары ингибиторларын қосу битумдар тозуын бәсеңдетеді. Негізгі қасиеттеріне сәйкес мұнай битумдарын былай маркирлейді: Мұнай жол битумдарын БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300 (19.2 кесте); мұнай битумдарын БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300. Бөлшектің алымы 25 °С-да жұмсару температурасы көрсеткіштерінің орташа мәнін, ал бөлімі 25 °С кезіндегі пенетрация көрсеткіштерінің орташа мәнін көрсетеді. БНД маркалардың битумдары тас материалдармен жақсы ілінісімен ерекшеленеді, төмен температура кезінде жеткілікті жоғары иілімділігі бар, климаттық өзара әсерлігіне төзімді болып келеді. Шатырлы және гидроизоляциялық материалдарды дайындау үшін битумдардың келесі маркаларын қолданады: БНК 45/180 (сіңірілген); БНК 90/40 және БНК 90/130 (жабынды). Мұнай мен газды тасымалдау кезінде оларды оқшаулау үшін қатты құрылыс битумдарының БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10 маркаларын қолдануға болады. Мұндай битумдарды мұнайды тура айдаудан қалған өнімдердің және 242 май өндірісінің экстрактсі және асфальттардың қоспаларын тотықтырып алады. Мұнай изоляциялық битумдар БНИ-IV-3, БНИ-IV және БНИ-V құбырды коррозиядан сақтау үшін қолданылады. Оларды мұнайды тура айдаудан қалған өнімдердің және май өндірісінің экстрактсі және асфальттардың қоспаларын тотықтырып алады. Қасиеттері арнайы химиялық өңдеу немесе пластификаторды қосу арқылы жақсартылған битумдар немесе олардың балқымалары динамикалық беріктілігі және жылу тұрақтылығы жоғары рулондарды, гидроизоляциялық материалдарды және лактарды дайындау кезінде бояғыш немесе жабысқыш гидроизоляциялық құрамдар сияқты қолданады. Сұйық битумдарды салқын (15-20 °С) және 100 °С дейін қыздырылған күйінде қолданады. Қоюлану жылдамдығынан сәйкес сұйық битумдар 2 топқа бөлінеді: 1) битумдарды сұйық мұнай өнімдерімен сұйылту арқылы алынған орташа қоюланатын СГ маркалы; 2) қалдық немесе жартылай тотыққан мұнай өнімдерінен және олардың қоспаларынан алынатын баяу қоюланатын МГ және МГО маркалары. Тұтқырлығына қарай сұйық битумдарды мынадай маркаларға бөледі: СГ 40/70, СГ 70/130, СГ 130/200, МГ 40/70, МГ 70/130, МГ 130/200, МГО 40/70, МГО 70/130, Р4ГО 130/200. СГ маркалы сұйық мұнай битумдарын лигроинмен, бензинмен, керосинмен тұтқыр битумдарды сұйылту жолымен дайындайды; баяу қоюланатын битумдарды сұйылтқыш ретінде майлы мұнай өнімдерін, табиғи шайырлы мұнайларды және т.с.с. қолданып алады. Баяу қоюланатын битумдар табиғи – ауыр шайырлы мұнай болуы мүмкін. Сұйылтқышты қосу кезінде тұтқыр битумның дисперсті құрылымы өзгеруі мүмкін. Кейбір сұйылтқыштар битумдардың дисперсті фазасының коагуляциясын тудырады және олардың қасиеттерін нашарлатады, сондықтан сұйылтқыштың қажетті фракциясы болуы керек. Сұйық битумдарды дайындау үшін тұтқыр битумдарды, егер жеңіл сұйылтқыштарды қолданса, 80-90 °С температураға дейін, ал ауыр сұйылтқыштарды қолдану кезінде 130-140 °С температураға дейін қыздырады; ауыр сұйылтқыштарды алдымен жеке сыйымдылықта қыздырады, содан кейін қоспаны тұрақты араластыру кезінде сұйылтатын битумға қосады. |