Битумные и дегтевые вяжущие - это сложные коллоидные системы, принадлежащие к лиофяльным золям, где в жидкой фазе (маслах) диспергированы частицы микроскопической величины (асфальтены, карбены, карбоиды и др.). Твердые частицы, адсорбируя на своей поверхности защитные вещества, образуют мицеллу, которая плавает в масляной среде. Устойчивость такой системы зависит от размеров мицеллы, величины поверхностного натяжения, электрического заряда и других показателей. Кстати, узнать про контроль строительных работ, вы можете тут.
В зависимости от температуры нагрева резко меняются структурно-механические свойства битумных и дегтевых вяжущих от твердообразного до жидкообразного состояния с различной степенью структурированности. В зависимости от величины внешней сдвигающей силы или степени теплового движения жидкости могут течь как ньютоновские жидкости с постоянным значением вязкости (минимальная вязкость) или как структурированные жидкости с эффективной вязкостью (максимальная вязкость), убывающей с ростом градиента скорости.
При нормальной температуре дегтевые и битумные вяжущие являются структурированными жидкостями. Структурно-механические свойства этих дисперсных систем непосредственно связаны с молекулярными взаимодействиями в этих телах, особенностями строения и теплового движения мицелл, с взаимодействием их с частицами (молекулами) дисперсионной среды и между собой.
Из битумных и дегтевых вяжущих можно получать различные дисперсные системы:
- коллоидные растворы,
- эмульсии,
- пасты,
- суспензии.
В настоящее время наибольшее распространение получили растворы, эмульсии, пасты на битумном вяжущем и мастики на их основе, поэтому ниже будут рассмотрены в основном битумное вяжущее и составы на его основе.
Кровельные битумы представляют собой коллоидную систему, состоящую главным образом из асфальтогеновых кислот, масел, смол, асфальтенов, карбенов и карбондов. Асфальтогеповые кислоты содержатся в битумах в незначительном количестве, легко растворимы в спирте и хлороформе, имеют удельный вес немного выше 1 г/см3. Цвет коричнево-серый. Консистенция кислот от полутвердой до твердой (от густой маслянистой до смолистой), реакция кислая. Маслянистая часть представлена вязкими флуоресцирующими минеральными маслами с удельным весом ниже 1 г/см3. В маслах растворены смолы и находятся в насыщенном состоянии асфальтены. Масло в битумах играет роль дисперсной среды, и от него зависит эластичность битума. С увеличением содержания масла растут эластичность и пенетрация, уменьшается теплостойкость.
Смолы
Смолы содержатся в битумах в значительном количестве, и обусловливают вяжущие свойства и эластичность. Смолы представляют собой вещества красно-бурой или черно-бурой окраски с высокой окрашивающей способностью и удельным весом около 1 г/см3. Консистенция смол от полутвердой до твердой, реакция нейтральная. Хорошо растворяются в бензине, бензоле, хлороформе и других растворителях.
Асфальтены
Асфальтены содержатся в битумах в малых количествах. Содержание их в нефти, богатых ароматическими углеводородами, достигает 4%, а в бедной нефти они могут вообще отсутствовать. Асфальтены представляют собой вещества от темнобурого до черного цвета с удельным весом, немного большим 1 г/см3, твердой консистенции. Они обладают блеском, неплавки, имеют сильно окрашивающую способность и хорошо растворяются в ароматических углеводородах. От содержания асфальтенов в значительной степени зависят твердость, температура размягчения и плотность битума. С увеличением содержания асфальтенов увеличивается твердость, повышается температура размягчения и плотность битумного вяжущего. При нагревании асфальтенов до температуры 300С и выше происходит разложение асфальтенов, без их размягчения, на газ и кокс.