рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Склад, структура і властивості нафтових дорожніх бітумів

Склад, структура і властивості нафтових дорожніх бітумів - раздел Химия, ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ Навколишній світ та дисперсні системи Під Терміном «Бітум» Розуміють Суміш Рідких, Напівтвердих Чи Твердих Сполук В...

Під терміном «бітум» розуміють суміш рідких, напівтвердих чи твердих сполук вуглецю і водню, що містять у невеликій кількості кисень-, сірку- й азотовмісні речовини і метали, а також значну кількість асфальто-смолистих речовин, добре розчинних у сірковуглеці, хлороформі й інших органічних розчинниках.

Бітуми представляють складну суміш низько- та високомолекулярних вуглеводнів нафти і їхніх гетеропохідних, що містять кисень, сірку, азот і метали (ванадій, залізо, нікель, натрій і ін.). Елементний склад бітумів приблизно наступний (мас., %) : вуглець 80-85; водень 8-11,5; кисень 0,2-4; сірка 0,5-7; азот 0,2 - 5.

За селективною розчинністю з бітумів виділяють наступні групи вуглеводнів: масла, смоли (кислі і нейтральні), асфальтени, рідше асфальтогенові кислоти і їх ангідриди, карбени і карбоїди, парафіни.

Орієнтовний груповий склад бітуму (мас. %): масла – 40 - 60, смоли –
20 - 40, асфальтени – 10 - 25, карбени і карбоїди – 1 - 3, асфальтогенові кислоти і їх ангідриди – 1.

Масла – речовини жовтого кольору щільністю нижче 1000 кг/м3, складаються із суміші парафінових, нафтенових, ароматичних і поліциклічних вуглеводнів з молекулярною масою 300-800. Масла виділяються з бітуму легким бензином. Вони додають в'яжучому текучість, сприяють випаровуваності і зниженню температури розм'якшеності та крихкості.

Смоли (нейтральні і кислі) – легкоплавкі в’язкопластичні речовини темно-коричневого кольору щільністю близько 1000кг/м3.

Смоли складаються з більш складних, ніж масла вуглеводнів з молекулярною масою 600-1000. За хімічним складом вони, в основному, відносяться до гетероциклічних ароматичних високомолекулярних сполук.

Значну частину смол складають хімічно нейтральні речовини, меншу – речовини кислого характеру, що містять групи СООН, ОН. У смолах сконцентрована основна маса сірчаних, кисневих і азотистих сполук (до 2%). Ці сполуки полярні, поверхнево-активні і обумовлюють бітуму здатність добре прилипати до поверхні кам'яних матеріалів.

Смоли переважно складаються з конденсованих ароматичних сполук з аліфатичними бічними ланцюгами, більш розвинутими, ніж в маслах. Добре розчиняються в етиловому ефірі, бензині, бензолі. Смоли обумовлюють стабільність бітумів, їх стійкість проти старіння, адгезію, підвищують температуру крихкості.

Асфальтени – тверді, неплавкі речовини щільністю небагато більше 1000 кг/м3. Являють собою поліциклічні конденсовані ароматичні структури з включенням гетероциклів переважно із сіркою й азотом, з бічними заступниками у вигляді граничних аліфатичних ланцюгів і нафтенових кілець, що містять функціональні полярні групи з кисневим атомом.

Запропоновано структуру асфальтенів у вигляді упорядкованих агрегатів типу плоских пакетів радіусом 8,5-15 Å і товщиною 16-20 Å. Ці пакети мають підвищену полярність. Наявність аліфатичних “хвостів” стабілізує ці агрегати. Молекулярна маса більшої частини асфальтенів не перевищує кілька тисяч. Асфальтени розчинні в бензолі. Вміст асфальтенів визначає в'язкість, адгезію, твердість і температуру розм'якшеності та крихкості бітуму.

Смоли й асфальтени містять однакові хімічні групи, і розходження в їхній будові носить кількісний характер. При поступовому переході від смол до асфальтенів наростає ароматичність в’яжучого, збільшується число конденсованих ароматичних кілець у структурі.

 


Рис. 10.19. Груповий склад бітумів

 

 
 

 


1. Масла = 40-60 %; виділяють петролейним ефіром (легкий бензин); колір – світло-жовтий; r = 911 – 925 кг/м3; Мn = 300 –800; склад: СnH2n+2, CnH2n, CnH2n-6; додають рухливість, текучість, збільшують і знижують температуру розм’якшеності. 2. Смоли нейтральні і кислі = 20-40 %; виділяють етиловим ефіром, бензолом, бензином; колір – темно-коричневий; r = 1056 - 1078 кг/м3; Мn = 600 –800; склад: гетероциклічні ароматичні сполуки, що утримують функціональні групи: СООН, ОН, NH2, H2S і ін., конденсована ароматика з аліфатичними бічними ланцюгами; додають розтяжність, погодостійкість і адгезію. 3. Асфальтени = 10 – 30 %; – виділяють бензолом; колір – чорний; r = 1117 - 1121 кг/м3; Мn = 1000 –5000; склад: поліциклічні конденсовані ароматичні структури з включенням гетероциклів, переважно із сіркою й азотом; додають в’язкість, твердість, підвищують температуру розм’якшеності, крихкості та адгезію. Карбени і карбоїди = 1 –3 %; нерозчинні у бензині; колір – чорний; r > 1250 кг/м3; Мn > 5000; склад: характеризуються більш високим ступенем конденсованості у порівнянні з асфальтенами; додають в’язкість і крихкість.
Асфальтогенові і інші карбонові кислоти і їх ангідриди – до 1 % - RCOOH (R = C10….C14)
Парафіни 2 –5 %

Елементний склад, %

С Н О S N
73-87 8-12 1-12 1-5 до 1

 


Запропоновано декілька типів поліциклічних структур, як основних ланцюгів молекул смол і асфальтенів. Найбільш імовірна структура асфальтенів – це 12 – 14 конденсованих кілець з переміжними аліфатичними бічними ланцюгами і атомами кисню або сірки у цих ланцюгах або кільцях. Найбільш можливі з них представлені нижче.

 

I       II
 
 

 

 

III
 
 

 

 

  ІV
 
 

 

 

V
 
 

 

  VI
 
 

 


Структура асфальтенів може бути також представлена чотирма однаковими чотири-, ядерними групами, що зв’язані між собою гетероатомами. Кожна група утримує два ароматичних і два нафтенових ядра (стрілками показані місця, по яких легко відбувається конденсація) (VII):

 

VII
 
 

Карбени і карбоїди зустрічаються, переважно в крекінг – бітумах, у кількості 1-2%. Вони характеризуються більш високим ступенем конденсованості в порівнянні з асфальтенами. Нерозчинні в бензолі. Збільшення їхнього вмісту підвищує в'язкість і крихкість бітуму.

Асфальтогенові кислоти і їхні ангідриди - речовини коричнево-сірого кольору, мають густу маслянисту і смолисту консистенцію. Щільність їх вище 1000 кг/м3, вони добре розчиняються в спирті, хлороформі і погано - у бензині. Асфальтогенові і карбонові кислоти, і їхні ангідриди, а також феноли - найбільш полярні компоненти в'яжучих, а отже і найбільш активні. Їх вміст визначає адгезійну активність бітуму до поверхні мінеральних матеріалів і, у першу чергу, до основних карбонатних порід. Про вміст асфальтогенових кислот і їхніх ангідридів можна судити по кислотному числу і числу омилення. Кислотні числа бітумів рідко бувають вище 0,5-1мг/КОН, число омилення - у межах 10-30 мг/КОН/г.

Парафін відноситься до твердих метанових вуглеводнів. Його вміст у бітумах не повинен перевищувати 5%. Високий вміст парафіну знижує розтяжність бітуму і підвищує температуру затвердіння.

На цей час не існує єдиного уявлення про структуру бітумів. У більшій мірі розвинуті дві теорії їхньої будови: міцелярна і макромолекулярна.

Більшість дослідників вважають бітуми колоїдними системами, у яких дисперсною фазою є асфальтени, що утворюють міцелярне ядро, навколо якого розташовуються послідовні шари меншої молекулярної маси і меншого ступеня ароматичності, що переходять потім у інтерміцелярне дисперсійне середовище. При цьому не існує різкої границі і чіткого розділу між асфальтенами і смолами, з одного боку, і смолами й маслами - з іншого.

Сучасні узагальнені уявлення про роль дисперсної фази у нафтових дорожніх бітумах наведені у роботах Л.М. Гохмана.

Частинки дисперсної фази бітумів являють собою зародки структури (асфальтени), що адсорбували і поглинули частину дисперсійного середовища, створюючи комплекси із зародку з сольватною оболонкою (асфальтенові комплекси), що ведуть себе як єдине ціле при тепловому русі і деформуванні.

Об’єм, що займають асфальтенові комплекси у бітумі Сv, розраховується за формулою (10.6):

Cv = Cm l (10.6)

де: Сm – концентрація асфальтенів у долях одиниці (асфальтени видаляють із бітумів осадженням з бензольного розчину 40 – кратним об’ємом петролейного ефіру, н – гексану, ізопентану, або у 10 – кратному об’ємі н – гептану);

l – коефіцієнт об’ємності, що розраховується як відношення об’єму частки дисперсної фази до об’єму її зародку;

– співвідношення щільності зародку d0 і частинки дисперсної фази d.

Вважаючи, що на міцність асфальтобетону будуть впливати тільки контакти, в яких товщина прошарок dа.к., її розраховують як здвоєну товщину плівки дисперсійного середовища 0,5 (1-Cv), яка спроможна вільно і рівномірно розподілятися на поверхні кожного комплексу.

Таким чином dа.к. – прийнята у середньому рівною здвоєній частці від ділення об’єму середовища на загальну поверхню комплексів. Кількість комплексів дорівнює частці від ділення загального об’єму комплексів на об’єм одного комплексу. Форма комплексу прийнята кулястою з діаметром Dа.к.. Товщина прошарку між зародками (асфальтенами) dа=dа.к.+2×dс.о. (де dс.о. – товщина сольватної оболонки комплексу, різниця між діаметром комплексу і його зародком), розраховується за знайденим Сv (10.7).

(10.7)

Розмір колоїдних частинок дисперсної фази нафтових бітумів 20-30 Ǻ, об’єм їх у в’яжучому Сv складає від 48,7 до 61,2 %, кількість nа.к.
(мільярди).

Для розрахунків dа.к. і dа із 10.7 прийнято мінімальний розмір асфальтенових комплексів Да.к. = 19,8 Ǻ (min), і максимальний 30,2 Ǻ (mах) і по спроможності зародку дисперсної фази асфальтену – імобілізовувати частину дисперсійного середовища, що виражається у коефіцієнті об’ємності l (мінімальний 1,79, максимальний 2,20). Сm=0,3, =1. Вихідні дані і результати розрахунку за формулами 10.6 і 10.7 дозволили отримати значення в межах: діаметр асфальтенового комплексу Dа.к .= 19,8 – 30,2 Ǻ; діаметр асфальтенів Dа=15,38 – 23,42 Ǻ; коефіцієнт об’ємності l = 1,790 – 2,145; об’єм асфальтенового комплексу Сv = 0,511 – 0,545; товщина прошарків між комплексами dа.к. = 3,57 – 4,39 Ǻ; dа = 7,68 – 11,17 Ǻ; nа = (7,68 – 12,58)×1019 шт.; dс.о. = 2,21 – 3,39 Ǻ; Таким чином dа, як правило, менш 10 Ǻ, а число частинок nа.к. у 1 см3 мільярди мільярдів.

Залежно від змісту асфальтенів, їх ліофільності стосовно середовища, молекулярної маси, а також ступеня ароматичності вуглеводнів дисперсійного середовища і рівня структурованості смолами виділяють три структурних типи бітумів (А.С. Колбановська).

Структура I типу (гель) представляє собою коагуляційну сітку з асфальтенів, що знаходиться в слабко структурованому смолами дисперсійному середовищі, що складається із суміші парафінонафтенових і ароматичних вуглеводнів. При цьому асфальтени, що складають сітку, взаємодіють один з одним полярними ліофобними ділянками через тонкі прошарки дисперсійного середовища. На зовнішній ліофільній поверхні асфальтенів адсорбуються смоли, що мають у тонкому плівковому стані підвищені механічні властивості. Асфальтени сольватуються і набухають та розчиняються в ароматичних вуглеводнях.

Бітуми I типу містять понад 25% асфальтенів, менш 24% смол і більш 50% вуглеводнів. При цьому частка асфальтенів у загальній сумі асфальтосмолистих речовин складає більш 0,5, а відношення асфальтенів до суми вуглеводнів і смол – більш 0,35.

Бітуми II структурно-реологічного типу (золь) представляє собою розведену суспензію асфальтенів у сильноструктурованому смолами дисперсійному середовищу. Асфальтени, не зв'язані і не взаємодіють один з одним, адсорбують смоли, переводячи їх у плівковий стан.

Бітуми II структурно-реологічного типу містять не більш 18% асфальтенів, понад 36% смол і не більш 48% вуглеводнів. Частка асфальтенів у загальній сумі асфальтосмолистих речовин складає менш 0,34, а стосовно суми вуглеводнів і смол - менш 0,22.

Бітуми ІII структурно-реологічного типу (золь-гель) являє собою систему, у якій окремі агрегати чи інші вторинні структурні утворення асфальтенів знаходяться в дисперсійному середовищі, структурованому смолами в значно більшій мірі, ніж середовище I типу, але в меншій, ніж середовище бітумів II структурного типу.

Кількість асфальтенів у цій системі така, що вони вже можуть взаємодіяти своїми ліофобними полярними ділянками поверхні, утворюючи агрегати і зародки коагуляційної структури, але їх ще недостатньо для створення суцільного структурного каркасу.

 

Рис. 10.20. Інтегральні діаграми та диференційні криві в долях розподілу компонентів залежно від молекулярних мас для бітумів трьох структурних типів (І, ІІ, ІІІ) (а) і схематичне зображення їх (б)

Структурно-реологічні типи бітумів

І ІІ ІІІ
А > 25% А < 18 % А = 21-23 %
С < 24 % С > 36% С = 30-34 %
М (У) > 50 % М (У) < 48 % М (У) < 45-49 %

 

На ліофільній зовнішній поверхні агрегатів і окремих часток асфальтенів орієнтовано адсорбуються смоли. Структуровані адсорбційно-сольватні плівки смол пронизують усю систему і визначають її міцність. Взаємодія двох структур – окремих агрегатів асфальтенів і високоструктурованих смол, що служать ніби містками між ними, визначають особливості цього типу структури.

Бітуми III типу мають проміжний склад і містять асфальтенів у межах 21-23%, смол - 30-34% і вуглеводнів – 45-49%. При цьому частка асфальтенів у сумі асфальтосмолистих речовин складає 0,39-0,44, а їхнє відношення до вуглеводнів і смол 0,25-0,30.

Схематично зображення структури розглянутих типів бітуму та вміст компонентів для кожного типу наведено на рис. 10.20.

Зіставляючи існуючі уявлення про структуру бітумів (дисперсні ліофобні системи – А.С. Колбановська; розчин асфальтенів у мальтенах – А.Дж. Хойберг; розчини високомолекулярних речовин – асфальтенів і твердих смол у низькомолекулярному середовищі з нафтових масел і плавких смол – І.М. Руденська), слід зазначити їх деякі загальні положення. За основний структуротвірний елемент бітумів приймаються асфальтени, а їхній кількісний вміст за інших рівних умов багато в чому визначає механічне поводження бітумів. Смоли сприяють значній стабілізуючій дії на структуру бітумів. У будь-якому уявленні про структуру виділяються три характерних типи, два з яких відрізняються вкрай різними структурними особливостями, що визначають принципово відмінне реологічне поводження бітумів.

Принципова відмінність у поводженні полімерних і дисперсних систем різних типів виявляється на передстанціонарній стадії їхнього деформування при заданій постійної швидкості зсуву, коли в системі відбувається перехід через межу зсувної міцності (Г.В. Виноградов).

Величина цієї межі для полімерних систем перевершує величини напруження на сталих режимах течії не більш, ніж на 15-30 %. Навпроти, у пластичних дисперсних системах розглянуте перевищення може складати 100-130%. У зв'язку з цим велике значення мають дослідження закономірностей виходу на режим стаціонарної течії бітумів (В.О. Золотарьов).
Результати експериментів на бітумах трьох структурних типів наведено на рис. 10.21.

Рис.10.21. Кінетика виходу напруження зсуву на сталий режим течії при швидкості зсуву: 1-10,5·10-1 с-1; 2-2,1·10-2 с-1; 3-3·10-3 с-1; 4-8,4·10-4 с-1 для бітумів: І – (а - асфальтени 20,1%; смоли 25,9%; масла 54%); ІІ – (б – асфальтени 7,4%; смоли 42,9%; масла 49,7%); ІІІ– (в – асфальтени 15%; смоли 41,7%; масла 43,3%) структурних типів

Загальним у поводженні бітумів є монотонне наростання напруження зсуву до виходу на сталий режим течії при швидкостях зсуву нижче 10-3 с-1 і скорочення часу виходу на цей режим з підвищенням швидкості зсуву.

При швидкостях зсуву, більш від зазначеної, спостерігається різке розходження в поводженні трьох представлених бітумів. Бітумам, що не мають структурного каркасу з асфальтенів, властиве монотонне зростання напруження у всьому досліджуваному діапазоні швидкостей зсуву. Збільшення вмісту асфальтенів, що утворюють зародки структурного каркасу (бітум ІІІ), приводить до виникнення максимуму напруження, що відповідає межі зсувної міцності. При подальшому структуруванні системи асфальтенами (бітум І) з'являється яскраво виражена межа зсувної міцності при менших, ніж в інших бітумах, швидкостях зсуву. Рівень цієї межі зростає з підвищенням швидкості деформації. Специфічною особливістю досліджуваних бітумів є істотне розходження у величині відношення межі зсувної міцності () до напруження сталої течії (τст), що досягає двох одиниць для бітуму І, знижується до значення 1,4 для ΙΙΙ типу і дорівнює одиниці для бітумів ΙΙ типу.

Аналіз отриманих даних показує, що бітуми з комплексу виявлених ними властивостей охоплюють весь спектр в’язкопружних систем від типово дисперсних до полімерних: за величиною відношення бітум структурного типу І явно тяжіє до дисперсної ліофобної системи; а бітум ІІ типу поводиться подібно полімерній системі; бітум ІІІ типу займає проміжне положення.

Зникнення максимуму на залежності напруження від часу з переходом до бітуму ІІ пояснюється високою в'язкістю дисперсійного середовища, обумовленою наявністю значної кількості смол і ароматичних вуглеводнів, що переводять асфальтени в розчин, близький за властивостями до смол. При цьому в’язкий опір середовища значно перевершує міцнісні властивості систем, що не можуть бути розпізнані звичайним способом при постійній швидкості деформування.

Специфічна особливість бітумів будь-яких типів – аномалія в'язкості, причому перехід до аномальної течії за швидкістю зсуву залежить від температури і структури бітуму (рис. 10.22).

При підвищенні температури швидкість зсуву, що відповідає цьому переходу, зміщується убік великих її значень. Аналогічний зсув швидкості зрушення спостерігається при зміні структури бітуму і переходу від бітуму з великим вмістом асфальтенів до бітуму з малим вмістом. Найбільший ефект аномалії в'язкості відзначається для бітуму І-першого типу. При цьому характерно, що прояв ефекту аномалії в'язкості визначається в більшій мірі структурними особливостями бітумів, ніж технологією його одержання, оскільки характер зміни залежності в'язкості від швидкості зсуву практично однаковий для окисленого бітуму з малим вмістом асфальтенів і залишкового бітуму з великою кількістю смолистих речовин. У той же час, найбільша ньютонівська в'язкість залишкового бітуму перевищує в'язкість окисленого бітуму тим більше, чим вище температура.

Рис.10.22.Залежність ефективної в'язкості h·10-1 (Па·с) від швидкості зсуву (c-1) для окислених бітумів від температури: 1 – І тип; 2 – ІІІ тип; 3 – залишковий бітум; 4 – ІІ тип при температурах 10°С (а); 25°С (б); 40°С (в); 50°С (г)
ℓg

Бітуми нафтові дорожні в’язкі застосовуються як в'яжучий матеріал при будівництві дорожніх і аеродромних покрить. В’язкі дорожні бітуми розділяють на марки. Марка бітуму визначається комплексом показників властивостей (табл. 10.5). Межі умовної в'язкості за глибиною занурення голки в градусах шкали пенетрометра (0,1 мм) наведено у першому рядку (позначення марки бітуму).

Таблиця 10.5

Фізико-механічні властивості в’язких дорожніх бітумів за ДСТУ 4044-2001

Назва показника Значення для марок
БНД 40/60 БНД 60/90 БНД 90/130 БНД 130/200
1.Глибина проникності голки (пенетрація) за температури 25°С, 10-4 (0,1 мм) Від 40 до 60 Від 61 до 90 Від 91 до 130 Від 130 до 200
2. Температура розм'якшеності за «кільцем» і «кулею», °С Від 51 до 57 Від 47 до 53 Від 43 до 49 Від 39 до 45
3. Розтяжність (дуктильність), м×10-2 (см), не менше 3.1. За температурою 25°С 3.2. За температурою 0°С     -     3,0     4,0     6,0
4. Зміна властивостей після прогрівання: 4.1. Зміна маси після прогрівання, %, не більш 4.2. Залишкова пенетрація, %, не менше 4.3. Зміна температури розм’якшеності, °С, не більше     0,8   6,0     0,8   6,0     1,0   6,0     1,2   7,0
5. Температура крихкості, °С, не вище -10 -12 -15 -17
6. Температура спалаху, яку визначають у відкритому тиглі, °С, не нижче
7. Зчеплюваність із склом Не нормується. Визначення обов’язкове для накопичення даних
8. Масова частка парафінів, % Не нормується. Визначення обов’язкове для накопичення даних
9. Розчинність в органічному розчинникові, %, не менше 99,00 99,00 99,00 99,00
10. Індекс пенетрації Від – 2,0 до + 1,0
             

Примітка. Показник 7 не нормується протягом 2 років та визначається споживачем протягом першого року із зазначених двох.

Додаткові дані:

Об'ємне теплове розширення бітумів характеризується коефіцієнтом об'ємного розширення при температурі 25˚С. Він знаходиться в межах від 5·10-4 до 8·10-4 град-1. Теплоємністьбітумів дорівнює 1,8-1,97 кДж/кг. Теплопровідність бітуму 0,15-0,175 Вт/(м·°С). Поверхневий натяг бітумів при температурі 20-25˚С дорівнює 25·10-3…35·10-3Дж/м2.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ Навколишній світ та дисперсні системи

ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ... Навколишній світ та дисперсні системи... Фізико хімічна механіка як наукова дисципліна її задачі...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Склад, структура і властивості нафтових дорожніх бітумів

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Навколишній світ та дисперсні системи
Навколишній світ існує багато в чому завдяки існуванню тіл, що створені сполученням, злипанням, зростанням найтонших часток (їх коагуляції) або, навпаки, здатності цих часток знаходитись у завислом

Дисперсні системи. Класифікація дисперсних систем з позицій фізико-хімічної механіки композиційних матеріалів
1.3.1. Дисперсними (мікрогетерогенними) системами називаються системи, що складаються з двох чи декількох фаз, одна з яких представлена окремими дрібними часточка

Особливості властивостей колоїдних систем
1.4.1. Всі колоїдні системи здатні розсіювати світло (опалесціювати). Якщо через колоїдну систему пропустити пучок проміння, що сходиться, поставивши між джерелом світла

Короткий історичний огляд
Перша робота, яка згодом послужила народженню фізико-хімічної механіки, відноситься до 1928 р. і пов'язана з адсорбційним пониженням міцності твердих тіл. П.О. Ребіндер встановив, що розколювання н

Поверхнева енергія і її природа
Поверхневі шари на межах тіл поводяться абсолютно інакше, ніж в об'ємі кожного граничного тіла.  

Змочування і набухання
Явище змочування спостерігається на межі розділу трьох фаз, одна з яких звичайно є твердим тілом (3), інша рідиною, наприклад водою (1) і третя газом (2) (рис. 2.3). При неповному змочуванні рідка

Спонтанні процеси на межі розділу фаз
З термодинаміки відомо – система знаходиться в стійкій рівновазі, якщо її вільна енергія мінімальна в даних умовах:   F = Fmin (2.21)   Якщо над

Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра
Розглянуто на прикладі газ – тверде тіло – Г/Т. Передбачається: тверда поверхня однорідна, тобто активні центри поверхні мають залишкові валентності і здатні зв'язати кожний по одній молек

Полімолекулярна адсорбція
Поряд з ізотермою адсорбції, що наведено на рис. 3.3, часто на практиці зустрічаються ізотерми без прямолінійної ділянки, що паралельна осі абсцис і відповідає насиченню поверхні адсорбенту молекул

Рівняння Гіббса. Двомірний тиск
Величина адсорбції Г (моль∙см-2) визначається як надлишок маси даного (адсорбованого) компонента, що припадає на одиницю площі поверхневого шару:  

Правило Дюкло-Траубе
  Адсорбція та орієнтація молекул поверхнево-активних речовин на поверхні розділу фаз – це самовільні процеси, що приводять до мінімуму вільної енергії системи. Знаходячись

Адсорбція на межі тверде тіло – розчин
Кількість речовини a, молекулярно адсорбованої з розчину, обчислюють за рівнянням (3.16.):   (3.16)  

Правило зрівнювання полярності П.О. Ребіндера.
Відповідно до цього правила речовина С може бути сорбованою на поверхні розподілу фаз А і В, якщо вона в результаті своєї присутності в поверхневому шарі буде вирівнювати різницю полярності цих фаз

Склад і фізико-хімічна природа ПАР
Речовини, що при розчиненні навіть у дуже малих концентраціях здатні різко знижувати поверхневий натяг розчинника, називають поверхнево-активними речовинами (ПАР), а їх властивість знижувати поверх

Класифікація ПАР за хімічною будовою
У хімічному відношенні ПАР розділяють нанеіоногенні і іоногенніречовини. Молекули неіоногенних

А. Мила карбонових кислот
1. Карбоксильна група пов’язана безпосередньо з гідрофобним радикалом. Надалі розподілення залежить від характеру гідрофобного радикала (наприклад, мила жирних кислот, каніфольні мила і ін.).

Катіоноактивні ПАР
Катіоноактивні ПАР підрозділяються на наступні основні групи: аміни різного ступеня заміщення і четвертичні амонієві основи, азотвмісні основи (гуанідини, гідрадини, гетероциклічні сполуки і т. ін.

Класифікація ПАР за механізмом дії
За механізмом дії ПАР поділяються на чотири основні групи: 4.5.1. До першої групи відносяться речовини, поверхнево-активні на границі рідина – газ, і насамперед

Класифікація ПАР за механізмом дії
За механізмом дії ПАР поділяються на чотири основні групи: 4.5.1. До першої групи відносяться речовини, поверхнево-активні на границі рідина – газ, і насамперед

Використання ПАР в техніці
На даний час ПАР широко використовують у багатьох галузях господарства. Наприклад, у текстильній і паперовій промисловості, у виробництві косметики, фармацевтичних, бактерицидних, фунгіцидних і зас

Будова колоїдних міцел
Частки дисперсної фази ліозолів несуть на своїй поверхні заряд, що обумовлений наявністю на їх поверхні подвійного електричного шару, який представляє собою тонкий поверхневий шар із просторово роз

Стійкість і коагуляція дисперсних систем
Існує два поняття – агрегативна і кінетична нестійкість дисперсних систем. Агрегативна нестійкість виявляється в самовільному утворенні агрегатів з часток дисперсної фази системи з наступним їхнім

Молекулярно-адсорбційна стабілізація дисперсних систем
У неполярному дисперсійному середовищі частки дисперсної фази позбавлені електричного заряду. Електричний фактор стабілізації відсутній. Між дисперсними частками діють тільки сили взаємного притяга

Процеси стабілізації дисперсних систем і їхня роль у техніці
  Типові колоїдні системи чуттєві до дії електролітів. Однак при введенні в них незначних концентрацій високомолекулярних речовин і утворенні на поверхні часточок відповідного ад

Поняття про структурно-механічні властивості
Найважливіші властивості фізичних тіл, насамперед твердих тіл, їх механічні властивості: в'язкість, пружність, пластичність, міцність. Вони визначають здатність тіл чинити опір руйнуванню під дією

Загальні відомості про структуроутворення в дисперсних системах
Згідно з уявленнями П.О. Ребіндера, структури в колоїдних і мікрогетерогенних системах можна розділити на коагуляційні (тиксотропно-оборотні) і конденсаційно-кристалізаційні (необоротно руйнуються)

Деформації і течії
Реологія – наука про деформації і течії різноманітних реальних тіл. Реологія – це наука про поведінку матеріалів (систем, тіл) з вра

Методи реологічного моделювання
Для характеристики тіл з комплексними властивостями використовують класичний для реології спосіб механічного моделювання. Структурними елементами реологічних моделей є пружина, поршень (або куля) т

Методи реологічного моделювання
Для характеристики тіл з комплексними властивостями використовують класичний для реології спосіб механічного моделювання. Структурними елементами реологічних моделей є пружина, поршень (або куля) т

Методика побудови реологічних кривих
В'язкість можна вимірити при постійному крутильному моменті (постійне навантаження), прикладеному до однієї з поверхонь, чи при постійній швидкості обертання однієї з поверхонь

Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр

Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр

Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр

Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр

Основні закономірності кінетики кристалізації нової фази з пересичених розчинів і фазовий склад цементного каменю
В ідеалізованому випадку процеси кристалізації складаються з послідовно елементарних актів виникнення зародків нової фази і їхнього росту. Теорія виникнення зародків кристалізації дана в п

Формування структури цементного каменю
За сучасними поглядами, у початковий період (перша стадія гідратації) при змішуванні цементу з водою в процесі гідролізу трикальцієвого силікату виділяється гідроксид

Фізичні основи ущільнення і формозміни бетонних сумішей
Свіжоприготовлена бетонна суміш має пухку нестабільну структуру з високою пористістю (П0 до 15%) і значним об'ємом залученого повітря (особливо при низькому водоутриманні суміші). Необхі

Основні параметри вібраційного ущільнення бетонної суміші
Ущільнення суміші як пружньов’язкопластичного тіла може відбутися, якщо енергетичні параметри зовнішніх впливів достатні для подолання граничного опору зсуву бетонної суміші. При відповідності пара

Вібродиспергування та виброперемішування суміші
Вібродиспергування. Робота, що необхідна для руйнування твердого тіла, не залежить від того, яка машина буде використана для подрібнення. Роботу руйнування можна підраховувати

Шляхи інтенсифікації ущільнення сумішей
9.4.1. Принциповий зміст процесу перемішування сумішей Технологія виробництва асфальтових та дьогтевих бетонних сумішей і бетонів складається з двох осно

Шляхи інтенсифікації ущільнення сумішей
9.4.1. Принциповий зміст процесу перемішування сумішей Технологія виробництва асфальтових та дьогтевих бетонних сумішей і бетонів складається з двох осно

Бітумополімерні в’яжучі і асфальтобетони на їх основі
Органічні в'яжучі речовини являють собою групу природних чи штучних термопластичних твердих, в’язкопластичних чи рідких речовин, що складаються із суміші органічних, від

Бітумополімерні в’яжучі і асфальтобетони на їх основі
Органічні в'яжучі речовини являють собою групу природних чи штучних термопластичних твердих, в’язкопластичних чи рідких речовин, що складаються із суміші органічних, від

Галузь застосування.
10.3.1. Визначення. Склад. Класифікація. – Дорожні бітумні емульсії являють собою дисперсні системи з двох не розчинних одна в одній рідин. Перша

Бітумні емульсії – мікрогеторогенні дисперсні системи
Дослідники розглядають емульсію як дисперсну мікрогетерогенну стабілізовану систему рідина – рідина. У емульсії виділяють дві фази: дисперговану (переривну) і диспергуючу (або непереривну). На пове

Технологія виробництва
Процес утворення емульсії складається з розподілення однієї рідини в іншій і утворення стійких крапель при наявності ПАР у системі, яка знижує поверхневий натяг середовища. Рідина з низьким поверхн

Технічна характеристика триступеневого диспергатора
  Продуктивність, м3/с (т/ч) …………………………16,7×10-4 (5) Ширина робочих зазорів, мм ……………..……….0,5 – 4 Частота обертання вала, хв-1

Приготування аніонної і катіонної емульсій.
Температуру бітуму і розчину емульгатору визначають таким чином, щоб сума цих двох температур не перевищувала 2000С. В противному випадку може відбутися закипання суміші бітуму і розчину

Фізико-механічні властивості та технологічні вимоги.
Згідно з вимогами ДСТУ БВ.2.7-2005 “Емульсії бітумні дорожні” вони повинні відповідати наступним вимогам (табл. 10.8). Емульсії повинні бути стійкими при транспортуванні, тобто не повинно

Галузі застосування.
Таблиця 10.9 Клас емульсії Вид роботи ЕА - Ш ЕАМ – Ш Доглядання за свіжоукладеним цементобетоном і цементогрун

Водостійкість асфальтополімербетонів
Використання бітумів, що модифіковані полімерами (БМП) у промислово розвинених країнах набирає усе більш широкі масштаби. Близько 10 % всіх застосовуваних у дорожньому будівництві бітумів модифікую

Роль матриці асфальто- і дьогтебетону у формуванні властивостей бетонів
Структура асфальто- і дьогтебетону - багатокомпонентного, полідисперсного, композиційного матеріалу, характеризується кількістю, формою, співвідношенням зерен різної крупності, складом, структурою

Дьогтебетон
Дьогтебетон – це штучний будівельний матеріал, одержуваний ущільненням перемішаної до однорідного стану при оптимальній температурі суміші дьогтю, щебеню, піску і мінерального поро

Асфальтобетон
Відповідно до ДСТУ Б В. 2. 7 – “Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний” асфальтобетонні суміші підрозділяються на щебеневі, гравійні і піщані. За температурою уклад

Утомленісна довговічність асфальтобетонів і роль агресивних середовищ
Довговічність – здатність матеріалу забезпечувати працездатність конструкції при заданих режимах експлуатації. Довговічність – це узагальнена властивість матеріалу, яка може характ

Дьогтебетони і асфальтобетони з комплексно-модифікованою мікроструктурою
Властивості бетонних сумішей на органічних в’яжучих, що призначені для будівництва конструктивних шарів нежорстких дорожніх одягів, визначаються насамперед якістю органічного в’яжучого і процесами

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА ДО ВИВЧЕННЯ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ
1. Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Высш. шк., 1987.– 415 с. 2. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1969. – 319 с. 3. Братчун В.И., Золотарёв В.А. Мо

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги