Добро пожаловать!

Сайт студент-строитель рассчитан на широкую аудиторию читателей и поэтому подойдет не только для студентов, но и для тех людей, которые интересуются строительством в профессиональных целях!

Студент-строитель – сайт для решения строительных проблем!

Старение битума. Изменение свойств битума


Старение битума

Под воздействием атмосферных факторов – температуры, света, воздуха и воды– происходят изменения физических свойств и химического состава битумов. Их составные части изменяются, переходя частично из одних видов в другие: масла переходят в смолы, смолы в асфальтены. Но процесс превращения масел в смолы идет значительно медленнее, чем превращение смол в асфальтены. Таким образом, с течением времени в битуме происходит увеличение количества асфальтенов. Количество же смол, придающих битуму пластичность, тягучесть, со временем уменьшается. По мере накопления асфальтенов постепенно теряются пластические свойства битума и увеличивается его хрупкость. Этот процесс называется старение битума.

При наблюдении за битумом, хранящимся длительное время на открытом воздухе, можно видеть внешние изменения: битум становится более светлым, с матовой поверхностью, на которой образуются складки, трещины, наблюдается деформация.

В результате длительного воздействия атмосферных факторов происходит процесс окисления битума за счет присоединения кислорода воздуха и полимеризации. В связи с этим изменяются свойства битума: увеличивается вязкость, повышается температура размягчения и уменьшается растяжимость.

В связи с тем, что происходит старение битума,  также происходит и старение асфальтобетона, что значительно ухудшает свойства дорожных покрытий. Повышающаяся с течением времени хрупкость битума делает асфальтовый бетон также более хрупким. В частности, он в значительной степени теряет способность к восприятию растягивающих напряжений. При этом в асфальтобетонном покрытии при резких понижениях температуры в зимнее время наблюдается образование трещин. Повышенная хрупкость асфальтового бетона усиливает процесс его выкрашивания, что снижает срок службы покрытия.

Битумы, подвергавшиеся длительному нагреву при высоких температурах, оказываются, как правило, менее стойкими против старения.(старение битума) Установлено, что образцы из смесей с более высоткой температурой во время перемешивания (170–190°С) обнаружили после длительного хранения наибольшее увеличение прочности на сжатие, а следовательно, и наиболее интенсивное нарастание хрупкости.

О том, насколько влияет длительный нагрев на старение битума, показывают и данные И. А. Уска. Изменения свойств битумов после десятилетнего хранения характеризуются сравнительно небольшими величинами. Но те же битумы, предварительно подвергнутые нагреву (в связи с определением потери в весе), показали после десятилетнего хранения значительно большие изменения свойств.

Большие изменения свойств битума происходят при нагреве битумоминеральных композиций. В этом случае некоторые минеральные материалы выполняют роль катализаторов, в присутствии которых окислительные реакции протекают более интенсивно. Это обстоятельство отмечалось также в работах А. И. Лысихиной, И. А. Уска, И. Пфейффера.

Рассматривая изменение свойств битума и битумоминеральных смесей во времени, можно отметить два основных периода. До определенного времени процессы старение битума могут быть охарактеризованы лишь как процессы упрочнения структуры улучшается сцепление битума с поверхностью минеральных зерен (кислотное число, у битума возрастает), вследствие чего повышается водоустойчивость и морозоустойчивость асфальтового бетона. Повышение вязкости битума в этот период приводит к оптимальному повышению прочности и деформационной устойчивости асфальтового бетона. Затем наступает период, к которому уже с полным правом применим термин «старение битума»: в связи с повышением хрупкости битума уменьшается сцепление, приводящее к снижению коррозионной устойчивости покрытия, а вследствие чрезмерной жесткости в нем чаще появляются трещины.

Битумы, как и битумоминеральные композиции, различаются по соотношению продолжительности этих периодов. У наиболее устойчивых против старения битумов первый период длится достаточно долго и практически соизмерим со сроками службы асфальтобетонных покрытий. Для покрытий с битумами, не устойчивыми против старения уже через год-два, может наступить период интенсивного старения.

В связи с тем, что старение битума происходит достаточно быстро, они наиболее «чувствительны» к нагреву, это должно учитываться в технологическом процессе приготовления асфальтобетонной смеси: температура нагрева минеральных материалов и битума, а также продолжительность нагрева битума должны быть, насколько это возможно по условиям производства работ, снижены.

Замедление старения покрытия может быть также достигнуто применением асфальтового бетона повышенной плотности (с минимально допускаемой остаточной пористостью), а также периодически возобновляемой поверхностной обработкой покрытия. Уменьшение циркуляции воздуха и воды в асфальтобетонном покрытии резко замедляет процесс окисления битума.

Большое влияние на интенсивность старение битума оказывает способ производства битумов. Как показали исследования, проведенные в СоюздорНИИ, большой стабильностью отличаются битумы, окисленные в диспергированном состоянии.

Старение битума, изменение свойств битума – статья на сайте “студент строитель.ру”

Технология строительных материалов