Асфальт

Асфальт

АСФАЛЬТ, горная смола, название битуминозной горной породы, состоящей из органического вещества - битума, тесно объединенного с мелким минеральным веществом. Представителем является асфальт с острова Тринидад (в Южной Америке, близ устья р. Ориноко). В сыром виде в асфальте присутствует примесь воды и растительного вещества. Состав асфальта: битума, растворимого в сероуглероде, 56%, минерального вещества 36,8%. Удельный вес 1,40; точка размягчения около 89°; для асфальта характерно содержание серы. Остаток при коксовании экстрагированного битума 11%, углерода свободного 6%. Глубина проникания, при 25° нормальной иглы № 2 при нагрузке 100 г в течение 5 сек., 0,5. Химический состав битума в тринидадском асфальте: С—82,5%, Н—10,5%, N—0,5%, S—6,5% (по другим данным - до 10%).

Асфальт принадлежит к числу старейших строительных материалов; применяется как вяжущее вещество в кладке, для водоупорных изоляций, в асфальтовых растворах и бетонах. На свойстве асфальта размягчаться от нагревания, переходить в текучее состояние, снова отвердевать при охлаждении и проявлять при этом большую силу сцепления, основаны наиболее распространенные горячие способы применения асфальта. Кроме того, существуют способы и холодного асфальтирования, с применением летучих растворителей битума (например, асфальтовый лак) и в виде водных эмульсий. Асфальт применяется также при производстве изоляционных материалов. В виду сравнительно немногочисленных месторождений асфальта, подобия по внешним признакам некоторых дешевых отбросных продуктов от перегонки минерального топлива и сложности распознавания природных продуктов от подделок, последних появилось очень много. Попытки замены асфальта этими внешне подобными материалами почти всегда приводят к отрицательным результатам.

Асфальтом иногда называют твердые битумы как самородные, так и полученные от перегонки нефти. Продукт заводского производства, сваренный из порошка асфальтового камня с битумом, в торговле называют асфальтом. Так же называют готовый строительный материал, служащий для одежды проезжей части улиц и тротуаров, а именно: литой асфальт, т. е. материал, приготовленный из асфальтовой мастики с добавкой гравия или песка, настланный в горячем состоянии слоем толщиной от 1 до 2,5 см, и прессованный асфальт, т. е. материал, полученный трамбованием или укаткой горячего порошка асфальтового камня, в виде сплошного слоя толщиной от 2 до 5 см. В настоящее время эти оба вида асфальтовых материалов уступили место более рациональному в техническом и экономическом отношении асфальтовому бетону и асфальтовому раствору.

Основой правильного применения асфальтовых материалов является лабораторное испытание свойств их, а именно: 1) определение количества битума, растворяемого в сероуглероде (CS2), четыреххлористом углероде (ССl4), нефтяном эфире (иногда в бензоле и других растворителях); производится способами декантации, сожжения, фильтрования в специальных аппаратах (например, Сокслета, Грэфе, центрифугальном Дьюлина и т. д.); 2) определение летучих и легких продуктов, т. е. кипящих до 100° (нагревание в течение 2 ч.) и до 165° (нагревание 5 ч.); 3) испытание физических свойств экстрагированного битума до и после определения потерь от нагревания (п. 2).

Температура размягчения. Так как по мере повышения температуры битуминозное вещество меняет консистенцию непрерывно, то определение точки размягчения для получения сравнимых результатов должно производиться вполне определенными методами. Наиболее употребительные методы следующие: а) «Кольцо с шаром»: испытуемый материал плавят и наливают в амальгамированное латунное кольцо; по охлаждении на поверхность битума помещают стальной шар и вместе с термометром подвешивают в стакан, нагреваемый со скоростью 5° в мин.; температура, при которой битум упадет на дно стакана, принимается за точку размягчения. б) «Метод кубом на крюке»: битуминозное вещество отливают в форму куба, надевают на горизонтальное плечо проволоки, согнутой под прямым углом, и нагревают в стакане; температура, при которой куб упадет на дно стакана, принимают за точку размягчения, в) Метод Кремера и Сарнова и др.: глубина проникания нормальной иглы № 2 под действием груза (200, 100, 50 г) при определенных температурах ( 0°, 25°, 45°) и в определенный промежуток времени (60 и 5 сек.); испытание производят аппаратом пенетрометром.

Тягучесть, т. е. длина в см, на которую растягивается нормальный образец битуминозного вещества при определенной температуре (0°, 25°, 50°) и при определенной скорости растяжения. Аппарат, которым испытывают, называется «дуктилометр».

Точки вспышки и горения, т. е. минимальные температуры, при нагревании до которых: 1) выделяющиеся из асфальта пары воспламеняются при приближении к ним пламени, и 2) весь материал загорается.

Вязкость удельная и абсолютная определяется приборами, носящими название вискозиметров (Энглера, Ридвуда, Рютгерса, Сэйболта, Убелоде, Мак Майкела и др.) или измерителей вязкости (Лунге, Хэтчинсона).

Сюда же относится испытание плаванием (Float test), состоящее в определении времени, необходимого для погружения в воду при определенной температуре (50°, 75°, 100°) алюминиевого чашеобразного поплавка, в дно которого ввинчена латунная трубка, наполняемая асфальтом.

Наиболее известные месторождения асфальта находятся в Америке - на острове Тринидад, где имеется озеро поверхностью около 47 га, расположенное около 40 м выше уровня моря; толщина слоя асфальта около 23 м, при глубине в центре свыше 40 м. Асфальт добывают киркой и лопатой. Для очистки от примесей сырой асфальт нагревают 3—4 дня в котлах; при этом испаряется вода, растительные примеси вычерпывают вместе с пеной, а землистые части оседают на дно. Нагревание не доводится до критической температуры, при которой происходят химические изменения в материале. Очищенный асфальт в виде темно-бурого твердого с матовым раковистым изломом материала применяется на работах вместе с плавнем. Асфальт из озер в штате Бермудец, в Венесуэле (Южная Америка), содержит большую или меньшую примесь песка, глины и растительных веществ. Очищается так же, как тринидадский, но быстрее, в виду меньшего содержания воды и растительных веществ. Из других месторождений США известны калифорнийские и так называемые Маракайбо.

В СССР находятся запасы асфальтового сырья во многих районах. К числу разрабатываемых месторождений относятся: а)    Сызранские – на р. Волге, близ Батраков и в Жигулевских горах (Бахиловское), б) Щугуровское - по р. Лесная Шешма в Бугульминском кантоне Татреспублики, в) Грузинские - близ ст. Натапеби Закавказской ж. д., в Кутаисском районе, в Ширахской степи и пр., - отличаются богатством запасов и разнообразием свойств, г) Эмбинские, д) Ферганские.

Для строительных работ производят заводским путем материал, подобный асфальту, т. е. представляющий собою тесную смесь битума с тонким минеральным порошком в концентрациях, обусловленных способом применения его. Этот заводский продукт получил название асфальтового вяжущего вещества. Свойства этой дисперсной системы зависят от свойств компонентов, образующих ее, и от их соотношения. Чем мельче минеральное вещество, тем его удельная поверхность больше и тем, при остальных одинаковых условиях, больше количество поверхностной энергии и сильнее вяжущие свойства материала. Рыночный продукт, называемый асфальтовой мастикой, б. или м. приближается по своим свойствам к асфальтовому вяжущему веществу или к асфальтовому раствору - в зависимости от свойств, количества и крупности помола минерального вещества. Как в асфальте, так и в асфальтовом вяжущем веществе битум д. б. с большим содержанием асфальтенов. Минеральная составная часть (filler, или наполнитель) по английским и американским нормам должна быть не крупнее нормального портландцемента. Лучшими породами являются асфальтовые известняки или асфальтовые доломиты, т. е. пропитанные битумом, а за ними - известняки и доломиты, не содержащие битума.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 1 - 1927 г.

Асфальт

Асфальт

Асфальт