Mavzu: Organik bog'lovchi materiallarning asosiy fizik mexanik hossalari

Mavzu: Organik bog'lovchi materiallarning asosiy fizik mexanik hossalari


1. Organik bog’lovchi moddalar haqida umumiy ma’lumot.


2. Bitumli va qatronli bog’lovchilar. Xom ashyosi va ishlab chiqarish texnologiyasi, xossalari va ishlatilish sohasi.


3. Polimer bog’lovchi moddalar. Xom ashyosi, ishlab chiqarish texnologiyasi, xossalari va ishlatilish sohalari.


4. Foydalandan adabiyotlar.

Organik bog’lovchi moddalar haqida ma’lumot.
Organik bog‘lovchi moddalar nafaqat yo’l qurilishida, balki sanoat korxona maydonlari, yo’lka qurilishlarida, tombop va gidroizolyasiya ashyolari ishlab chiqarishda hamda radioaktiv nurlardan saqlanishda keng ishlatiladi. Respublikamizda ishlatilayotgan bitumlarni 60–70 % yo’l qurilishiga, 20–24 % umumiy qurilishga, 5–7 % tom yopish ishlariga, 1–2 % maxsus ishlarga sarflanadi. Organik bog’lovchilarning afzalligi ular tosh ashyolar bilan yaxshi yopishadi, ularning sirtida nam va zararli muhitlarga chidamli parda hosil qiladi, xohlagan quyuklikda tayyorlab ashyoning yuzasiga surtish yoki shimdirish mumkin, bog’lovchi sifatida mayda va yirik to’ldirgichlarni o’zaro yopishtiradi, shu bilan birga yaxlit, zararli muhitga chidamli buyum hosil qiladi.
Organik biriktiruvchi moddalar haroratga qarab fizik-mexanik xususiyatlarini o'zgartirishi mumkin bo'lgan tabiiy yoki sun'iy qattiq, viskoplastik yoki suyuq (xona haroratida) mahsulotlardir. Kimyoviy tarkibi yoki yuqori molekulyar og'irlikdagi uglevodorodlar va ularning metall bo'lmagan oltingugurt, azot, kislorod (bitum va tar) yoki karbokep va heterosepik birikmalarning murakkab aralashmalari bo'lib, ular asosan vodorod, azot, oltingugurt, kislorod va silikon (polimer) atomlari bilan birgalikda uglerod atomlaridan iborat.

Organik bog'lovchi uchta asosiy guruhga bo'linadi: tabiiy va neft bitumlari; ko'mir, slanets, hijob va yog'och; polimerizatsiya va polikondensatsion polimerlar.

Qurilish konglomeralarining yagona tasnifida organik bog'lovchi moddalar yonmaydigan materiallar guruhida joylashgan va quyidagi umumiy xususiyatlar bilan tavsiflanadi:

1. Ularning kimyoviy tarkibi organik birikmalar bilan ifodalanadi va ularning barchasi tabiiy yoki sintetik xom ashyoni, asosan, neft, ko'mir, yonuvchi slanets, hijob, yog'och, tabiiy gazlar, neft va gaz, monomerlar va boshqalarni kimyoviy qayta ishlash mahsulotlariga tegishli.

2. Shunday qilib, isitish, tarqatib yuborish, emülsifikasyon va — (konglomerat) matritsasi olish uchun bog'lovchi turli yo'llar bilan erishish plomba yoki plomba yuzasida yupqa film shakllanishini ta'minlash, berilgan mustahkamlik ega bo'lishi talab qilinadi. Ular to'ldiruvchilarga (to'ldiruvchilarga) yaxshi yopishishadi va ularni monolitga ulash qobiliyatiga ega bo'lib, ular makro va mikrokonglomeratlar bilan bog'liq, shuningdek, bog'lovchi materiallar guruhiga kiradi.

3. Bir tarzda yoki boshqa darajada ular hidrofobik va materiallarga suvga chidamli xususiyatlarni beradi.

4. Organik erituvchilarda — benzol, benzin, kerosin, tolüen va boshqalarda yaxshi eriydi, faqat shishganda.

5. Ko'pgina organik bog'lamlar havoning kislorodlari, ultrabinafsha nurlar, isitma, quyosh nurlari va boshqa omillar ta'siri ostida asl xususiyatlarini o'zgartirishga moyil. Ularning deyarli barchasi kuyishga qodir, ba'zilari toksik.

Mineral agregatlar (plombalarning) huzurida davolagandan so'ng, organik biriktiruvchi moddalar asfalt yoki polimer konglomeratlar hosil qiladi va boshqalar kabi to'ldiruvchi qismga, biriktiruvchi moddaga, kontakt maydoniga va ko'zalarga ega. Shu bilan birga, ulardagi bog'lovchi qism makrostrukturani shakllantirishda faol ishtirok etadigan mikrokonglomeratning bir turi sifatida qaralishi mumkin. Qurilish materiallari va optimal tuzilishi ostida asfalt va degtebetonlar va eritmalar, plastik massalari va boshqalar shaklida tuzilishi konglomerat turi bilan mahsulotlar umumiy nazariyasi asosiy qonunlariga bo'ysunadi. 2. Tabiiy bitum

Tabiiy bitum (yopishqoq va suyuq) sof shaklda ham, "bitum" jinslarida ham paydo bo'lishi mumkin. Bitum yoki asfalt toshlari tabiiy bitum bilan singdirilgan jinslar (ohaktosh yoki qumtoshlar) deb ataladi. Ular bu cho'kindi jinslarni emdirgan uzoq muddatli oksidlanish jarayonlari va neft polimerizatsiyasi natijasida er qobig'ida hosil bo'lgan.

Viskoz tabiiy bitumlar ularni tabiiy bitum bilan singdirilgan ohaktosh, dolomit yoki qumtoshlardan chiqarib olinadi.

Ularning xususiyatlari (yuqori hisobga olish, ob-havo qarshilik) bir qator tabiiy bitum neft ustundir. Qurilishda tabiiy bitumlardan foydalanish yuqori xarajat va nisbatan kam ishlab chiqarish bilan cheklangan. Viskoz tabiiy bitum asosan kimyoviy va bo'yoq sanoatida qo'llaniladi. Asfalt toshlarini qayta ishlashda asfalt kukuni, asfalt mastik yoki asfalt beton ishlab chiqarilishi mumkin. Asfalt kukuni karbonat jinslarini maydalash orqali olinadi, agar ularda tabiiy bitum miqdori 2 dan oshmasa... 3% massa bilan. Asfalt beton va eritmalar ishlab chiqarish uchun keng qo'llaniladi. Asfalt mastikasi asfalt kukunini tabiiy yoki neft bitum bilan birlashtirish mahsulotidir.

Tabiiy va neft bitumlarining kamchiliklari salbiy haroratlarda ularning yuqori darajadagi kırılganlığını o'z ichiga olishi kerak.

Qurilishda tabiiy suyuqlik bitumlari sifatida og'ir, yuqori qatlamli yog'lar ishlatiladi. 3. Neft bitumlari, tarkibi, tarkibi va xususiyatlari

Neft bitumlari qattiq, viskoplastik yoki suyuq neftni qayta ishlash mahsulotlari. Bitumlarning kimyoviy tarkibi-yuqori molekulyar og'irlikdagi uglevodorodlarning murakkab aralashmalari va ularning metall bo'lmagan azot, kislorod va oltingugurtda to'liq eriydigan oltingugurt hosilalari. Bitumlarni o'rganish uchun ular uglevodorodlarning asosiy guruhlariga (xususiyatlarga yaqin) — yog'lar, qatronlar, asfalt, asfalt kislotalari va ularning anhidridlariga bo'linadi.

Yog ' -1 va 300 molekulyar og'irligi kamroq zichlikka ega bo'lgan engil sariq rangli siklik uglevodorodlar (asosan naften seriyali) aralashmasi...500; bitumlarda yog'larning yuqori miqdori ularga harakatchanlik, akışkanlık beradi. Bitumdagi yog'lar soni 45 orasida o'zgarib turadi...60%.

Qatronlar 1 zichligi va 1000gacha bo'lgan molekulyar og'irligi bilan quyuq jigarrang viskoplastik moddalardir. Qatronlar neftdan ko'ra uglevodorodlarning murakkab tarkibiga ega. Ular asosan neytral xarakterdagi kislorodli heterosiklik birikmalardan iborat bo'lib, bitumlarga ko'proq moslashuvchanlik va moslashuvchanlikni beradi. Qatronlar tarkibi 15.,30%.

Asfalt va ularning modifikatsiyalari (karben va karboidlar) 1 va 1000 molekulyar og'irlikdan bir oz ko'proq zichlikka ega bo'lgan qattiq, yomon moddalardir...5000 va undan ortiq. Bu uglevodorodlar guruhi bitumlarning muhim qismidir. Bitumdagi asfalt miqdori uning yuqori viskozitesini va harorat qarshiligini aniqlaydi. Turli xil bitumlardagi asfaltinlarning umumiy tarkibi 5...30% yoki undan ko'p.

Karbenler va karboidlar nisbatan kam miqdorda bitum topilgan (1...2%) va bitumning kırılganlığını oshirishga yordam beradi.

Asfalt kislotalari va ularning anhidridlari 1 dan ortiq zichlikka ega bo'lgan qatron Tutarlılığının jigarrang moddalaridir. Ular polinaften kislotalari guruhiga mansub bo'lib, nafaqat yopishqoq, balki qattiq ham bo'lishi mumkin. Asfalt kislotalari bitumning sirt faol qismidir va mineral agregatlarning yuzasiga yopishishini oshirishga yordam beradi. Neft bitumlarida ularning tarkibi 1 % ga teng.

Yuqoridagi uglevodorodlar bitum guruhlari murakkab dispersiyali tizimni tashkil qiladi —suyuq muhit yog ' va yog'lardagi qatronlar eritmasi bo'lgan kolloid eritma va qattiq faza asfalt kislotalari adsorbsiyalangan asfalt kislotalari bilan ifodalanadi. Yog'lar, qatronlar va asfalt turli nisbatlarda bitumlarning bir qismidir va shu bilan ularning tuzilishini oldindan belgilaydi. "Gel", "chap", "zolgel" — moylari, qatronlar va asfalt (shuningdek isitish harorati) kolloid tuzilishi bitum miqdoriy mazmuniga qarab turi "gel" uchun "chap"dan o'zgaradi. Jel tuzilishi 2O haroratida qattiq bitumlarga xosdir...25°C va odatda yuqori asfalt tarkibiga bog'liq. Chap tuzilishi qatronlar va moylar yuqori kontent bilan bitum suyuq mustahkamlik xos. 4. Bitumlarning strukturaviy va mexanik xususiyatlarining xususiyatlari

Ularning sifatini tavsiflovchi bitumlarning eng muhim xususiyatlari viskozite, plastika, yumshatuvchi harorat va mo'rtlikdir; bundan tashqari, bitumlarning monolit mineral donalarini agregatlarga ulash qobiliyatiga olib keladigan yuqori yopishqoqlikni qayd etish kerak; ular bitum bilan davolash qilingan materiallarga hidrofobik xususiyatlarni ham berishi mumkin.

Bitumlarning strukturaviy-mexanik xususiyatlarining asosiy xarakteristikasi asosan harorat va guruh tarkibiga bog'liq bo'lgan viskozite hisoblanadi. Viskozite-bitum ichki qatlamlarining bir-biriga nisbatan harakatlanishiga qarshilik. Ko'pgina bitumlar uchun viskozite doimiy emas va kesish zo'riqishida yoki deformasyon tezligi gradyanın ortishi bilan kamayadi. Harorat ko'tarilgach, viskozite kamayadi, uning pasayishi bilan viskozite tez oshadi va salbiy haroratlarda bitum mo'rt bo'ladi. Strukturaviy viskozitani o'lchash uchun mutlaq birliklarda (Pa-C) Viskoziteyi aniqlash yoki shartli birliklarda ifodalash uchun turli xil qurilmalar qo'llaniladi. Viskozitani, aniqroq teskari viskozite qiymatini, t ni tavsiflash uchun.. E. bitumlarning akışkanlığı, shartli indikator qabul qilinadi — igna bitum (penetratsiya) ga kirib borishi chuqurligi. Bitum ichiga igna kirib chuqurligi 25°C yoki 0°C da 5 ° C uchun 100 g og'irlikdagi yuk igna ustida harakat qachon qurilma — penetrometre aniqlanadi 200 60 s uchun g yuk da Qattiq yoki yopishqoq bitumlarning peietratsiyasi bitumga igna kirib borish uchun 0,1 mm ga teng bo'lgan birliklarda (darajalarda) ifodalanadi. Viskozite qanchalik katta bo'lsa, igna bitumga kirib boradi.

Plastika bitumlarning muhim xususiyati hisoblanadi. Yog ' miqdori, yukning davomiyligi va haroratning oshishi bilan ortadi. Qattiq va yopishqoq bitumlarning plastik xususiyatlari shartli ravishda kengayish (duktillik) bilan ifodalanadi —tashqi doimiy kuchlar ta'siri ostida nozik iplarga tortish qobiliyati. Valentlik maxsus qurilma bilan belgilanadi - "sakkiz" 5 sm/min, sinov harorati 25 va 0°s shaklida bitum namunasining deformatsiya darajasi da duktilometre valentlik ko'rsatkich santimetr ifodalangan namuna yorilishi vaqtida ip uzunligi hisoblanadi. Bitumning plastik xususiyatlari harorat, guruh tarkibi va tuzilishiga bog'liq. Misol uchun, qatron va asfalt tarkibining oshishi bilan bitumlarning doimiy haroratida plastika kuchayadi.

Bitum xususiyatlari muhim xususiyati, shuningdek, qurilma "ring va to'p" ("K va W") belgilangan yumshatuvchi harorati, Celsius darajada ifodalangan bitum yumshatuvchi harorati, bir vaqtning o'zida bir shisha qurilma suv hammomida harorat mos keladi bitum, guruch halqasida (diametri 16,0 mm) mavjud bo'lib, uning ostida deformatsiyalanadi. 3,5 g massa bilan metall to'pga ta'sir qilish va daqiqada 5 ° C tezlikda suvni asta-sekin isitish stendning pastki rafiga ta'sir qiladi. Qurilmaning stendining pastki Rafi 25 mm ga teng bo'lgan halqadan standart masofada joylashgan. Yopishqoq va qattiq bitumlarning yumshatilish harorati 20 dan 95°S gacha o'zgarib turadi.

Yumshatuvchi haroratdan tashqari, bitumlarning termal xususiyatlarini tavsiflash uchun kırılganlık harorati aniqlanadi.

Bitumning kırılganlığının harorati maxsus Fraas qurilma bilan belgilanadi. Shu maqsadda, test bitum bitum bilan birga, soğutulmuş va qurilma mavjud qurilma bilan egilib mumkin guruch plastinka, bir yupqa qatlam qo'llaniladi. Nopoklik harorati uchun, birinchi yoriq bitumning egiluvchan qatlamining o'chog'ida hosil bo'lgan haroratni oladi. Misol uchun, yo'l bitumlari kabi xiralik harorati -20 dan +5°S gacha bo'lishi mumkin. shubhasiz, bitumning kırılganlığının harorati pastroq bo'lsa, uning sovuqqa chidamliligi va sifati yuqori bo'ladi.

Flash nuqtasi-ochiq qoploqda bitum qizdirilganda hosil bo'lgan bug'lar ko'tarilgan olovdan alangalanadigan harorat. Fleshli nuqtasi standart qurilmada aniqlanadi va bitum bug'lari yonib turgan paytda termometrning o'qishiga ko'ra belgilanadi. Qattiq va yopishqoq bitumlarning momaqaldiroq nuqtasi odatda 200°C dan yuqori va isitilganda bitumning yonuvchanlik darajasini tavsiflaydi.

Bitumlarning muhim xususiyati ularning yuqori yopishqoqligi— turli mineral va organik materiallarning yuzasiga yopishishdir. Adezyonni aniqlash uchun ko'plab usullar va qurilmalar mavjud. Ulardan biri-bitumlarning mineral materiallar yuzasiga yopishish darajasi besh balllik miqyosda baholanadigan ingl. Tosh yoki shag'al yuzasida bitum filmi distillangan suvda qaynatilgandan so'ng butunlay saqlanib qolganda, bitum 5 ballari juda yaxshi yopishadi. Bitum filmi qaynab ketgach, mineral donalardan butunlay siljiydi va suv yuzasiga suzadi, bir nuqtada baholangan juda yomon yopishqoqlik.

Asosiy xususiyatlar, ayniqsa viskozite, plastisite va yumshatuvchi harorat ko'rsatkichlariga qarab, neft bitumlari tovarlarga bo'linadi:

1. Yo'l qurilishi uchun, lekin GOST BND (bitum neft yo'l)-200/300 dan BND-40 / 60gacha bo'lgan beshta brendni taqdim etadi, bu erda fraktsiya raqamlari 25°C da penetratsion indikatorlarning ushbu tovar uchun ruxsat etilgan chegaralarini ko'rsatadi va 200 / 300 dan bn-60 / 90 gacha bo'lgan to'rtta bn markasi.

2. Bn — 50 / 50, bn-70 / 30 va bn-90 / 10, bu erda fraksiyon numerator raqamlari "K va W" (ring va to'p) bo'yicha yumshatuvchi harorat ko'rsatkichiga mos keladi va denominator-GOST bo'yicha qurilish ishlari uchun "bn" — neft bitumida ko'rsatilgan uchta marka mavjud. 25 ° S

3. GOST bo'yicha tom yopish ishlari uchun quyidagi markalar mavjud: bnk (bitum neft tom yopish)-45 / 180, bnk-90 / 40 va 90 / 30, shuningdek bnk-45 / 90. Bunday holda, fraksiyonun numeratori "K va W" tomonidan yumshatuvchi harorat ko'rsatkichlarining o'rtacha qiymatiga mos keladi va denominator 25SSDA penetratsiya ko'rsatkichlarining o'rtacha qiymatiga teng.

Ushbu markalarning qattiq va viskoplastik bitumlaridan tashqari, suyuq bitumlar ham mavjud. Xona haroratida suyuq bitum bir oz yopishqoqligi, t. E. suyuq mustahkamlik bor, va sovuq yoki bir oz isitiladi (50 gacha.. .60°C) holati.

Uchuvchi fraktsiyalar va oksidlanish jarayonlarining bug'lanishi tufayli suyuq bitumlar asta-sekin qalinlashadi. Qalinlashuv tezligiga qarab, suyuq neft bitumlari ikki sinfni ishlab chiqaradi—o'rtacha tezlik (SG klassi) va sekin qalinlashtiruvchi (mg klassi) bilan qalinlashadi. SG sinfidagi suyuq bitumlar kerosin kabi oddiy, yopishqoq bitumlarni engil suyuqlik bilan suyultirish orqali ishlab chiqariladi. Mg sinfidagi bitumlarni olish uchun ko'mir yoki neft manbalaridan (neft, yoqilg'i va boshqalar) seyrelticiler ishlatiladi. Viskozite ko'rsatkichlariga qarab, SG va mg sinflarining yo'l suyuq bitumlari har biri uchta markaga bo'linadi - bu bitum Gost talablariga javob berishi kerak.