CHƯƠNG IX: CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ VÀ BÊ TÔNG ASFALT

Chất kết dính hữu cơ (CKDHC) là hỗn hợp của các chất hữu cơ có phân tử lượng tương đối cao, tồn tại ở thể rắn, dẻo hay lỏng.Nguyên liệu để sản xuất chất kết dính hữu cơ là các sản phẩm có nguồn gốc hữu cơ như dầu mỏ, than đá, than bùn...Sau khi gia công hóa lí, ngoài các sản phẩm chính người ta còn nhận được một số loại nhựa cặn. Nhựa cặn được gia công tiếp tục để thành chất kết dính hưu cơ....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG IX: CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ VÀ BÊ TÔNG ASFALT CHƯƠNG IX CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ VÀ BÊ TÔNG ASFALT 9.1. Chất kết dính hữu cơ 9.1.1. Khái niêm và phân loại Khái niệm Chất kết dính hữu cơ (CKDHC) là hỗn hợp của các chất hữu cơ có phântử lượng tương đối cao, tồn tại ở thể rắn, dẻo hay lỏng. Nguyên liệu để sản xuất chất kết dính hữu cơ là các sản phẩm có nguồngốc hữu cơ như dầu mỏ, than đá, than bùn...Sau khi gia công hóa lí, ngoàicác sản phẩm chính người ta còn nhận được một số loại nhựa cặn. Nhựa cặnđược gia công tiếp tục để thành chất kết dính hưu cơ. Chất kết dính hữu cơ (nhất là bi tum và guđrông) được ứng dụng rộngrãi để xây dựng các lớp phủ mặt đường, vỉa hè, nền nhà công nghiệp, bảo vệbê tông và kim loại khỏi bị ăn mòn. Chất kết dính hữu cơ có những đặc tính kĩ thuật sau: - Dễ liên kết với vật liệu khoáng bằng lớp màng mỏng bền và ổn địnhnước. - Có độ nhớt nhất định, nhờ đó mà trong thời gian thi công nó bao bọcquanh vật liệu khoáng còn trong thời kì làm việc nó gắn kết những vật liệukhoáng thành một khối đồng nhất, tạo ra cường độ cần thiết. - Tương đối ổn định khí quyển, ít thay đổi tính chất trong quá trình sửdụng. - Hòa tan ít trong nước và trong axit vô cơ, hòa tan nhiều trong dungmôi hữu cơ. Phân loại Căn cứ vào các đặc điểm sau để phân loại chất kết dính hữu cơ. Theo thành phần hóa học, chia ra : Bitum và guđrông. Theo nguồn gốc nguyên liệu chia ra: - Bitum dầu mỏ là sản phẩm cuối cùng của dầu mỏ. - Bitum đá dầu là sản phẩm khi chưng đá dầu. - Bitum thiên nhiên là loại bitum thường gặp trong thiên nhiên ở dạngkết tinh hay lẫn với các loại đá. - Guđrông than đá là sản phẩm khi chưng khô than đá. - Guđrông than bùn là sản phẩm khi chưng khô than bùn. - Guđrông gỗ là sản phẩm khi chưng khô gỗ. Theo tính chất xây dựng chia ra: - Bitum và guđrông rắn: ở nhiệt độ 20 - 25 oC là một chất rắn có tínhgiòn và tính đàn hồi, ở nhiệt độ 180 - 200oC thì có tính chất của một chấtlỏng. - Bitum và guđrông quánh: ở nhiệt độ 20 - 25oC là một chất mềm, cótính dẻo cao và độ đàn hồi không lớn lắm. - Bitum và guđrông lỏng : ở nhiệt độ 20 - 25oC là một chất lỏng và cóchứa thành phần hyđrôcacbon dễ bay hơi, có khả năng đông đặc lại sau khithành phần nhẹ bay hơi và sau đó có tính chất gần với tính chất của bitum vàguđrông quánh. - Nhũ tương bitum và guđrông: là một hệ thống keo bao gồm các hạtchất kết dính phân tán trong môi trường nước và chất nhũ hóa. 9.1.2. Thành phần của CKDHC Chất kết dính hữu cơ là hệ thống phân tán của các chất hiđrôcacbonkhác nhau (thơm CnH2n-6, naftalin CnH2n và mê tan CnH2n+2) và các mạch dịvòng của các hiđrôcacbua có trọng lượng phân tử tương đối cao. Thành phần phân tố của bi tum nằm trong giới hạn: C: 73-87%; H: 8-12%; O :1-2%; S :1-5% ; N : 0,5 -1%. Những hợp chất hiđrôcacbon có cấu tạo hóa học và tính chất vật lígiống nhau được sắp xếp trong một nhóm cấu tạo hóa học, chúng có ảnhhưởng lớn đến tính chất của CKDHC. Các nhóm cấu tạo hóa học chủ yếubao gồm: Nhóm chất dầu gồm những hợp chất có phân tử lượng thấp (300-600),không màu, khối lượng riêng nhỏ (0,91-0,925). Nhóm chất dầu làm choCKDHC có tính lỏng. Nếu hàm lượng nhóm này trong CKDHC tăng lên sẽlàm cho tính quánh giảm.Trong bi tum nhóm chất dầu chiếm 45-60%; trongguđrông than đá 60-80%. Nhóm chất nhựa gồm những hợp chất có phân tử lượng cao hơn (600-900), màu nâu sẫm, khối lượng riêng xấp xỉ 1. Nó có thể hòa tan trongbenzen, etxăng, clorofooc. Nhóm chất nhựa trung tính (tỉ lệ H/C=1,6-1,8)làm cho CKDHC có tính dẻo. Nếu hàm lượng nhóm này trong CKDHC tănglên sẽ làm cho tính dẻo tăng. Nhóm chất nhựa axit (tỉ lệ H/C=1,3-1,4) làmtăng tính bám dính của CKDHC với vật liệu khoáng. Trong bi tum dầu mỏnhóm chất nhựa chiếm 15-30%; trong guđrông than đá 10-15%. Nhóm asfalt rắn gồm những hợp chất có phân tử lượng lớn (1000-6000), màu nâu sẫm hoặc đen, khối lượng riêng 1,1-1,15). Nhóm này khôngbị phân giải khi đốt. Ở nhiệt độ lớn hơn 300oC thì bị phân giải ra khí và cốc.Nhóm asfalt rắn có tỉ lệ H/C=1,1. Nó có thể hòa tan trong clorofooc, têtracloruacacbon (CCl4), không hòatan trong. ête, dầu hỏa và axêtôn (C3H5OH). Tính quánh và sự biến đổi tínhchất theo nhiệt độ của CKDHC phụ thuộc chủ yếu vào nhóm này. Nếu hàmlượng nhóm này trong CKDHC tăng lên sẽ làm cho tính quánh và nhiệt độhóa mềm của CKDHC cũng tăng lên.Trong CKDHC nhóm này chiếm 10-38%. Ngoài 3 nhóm cơ bản trên, trong thành phần của CKDHC còn có cácnhóm hóa học khác như nhóm cacben và cacbôit, nhóm axit asfalt và cácanhiđrit, nhóm parafin. Các nhóm này có ảnh hưởng nhất định đến tính chấtcủa CKDHC. Dựa vào thành phần các nhóm cấu tạo hóa học có thể chia bi tum dầumỏ thành 3 loại. Bi tum loại 1 có nhóm asfalt > 25%, nhựa < 24% và dungdịch cacbon >50%. Bitum lo ...