Các nhóm cấu tạo hoá học của bitum

Các nhóm cấu tạo hoá học của bitum như sau
Nhóm chất dầu:
Nhóm chất nhựa:
Nhóm asfalt:
Nhóm cacben và cacboit:
Nhóm axit asfalt và anhiđrit: 1%.
Các nhóm cấu tạo hoá học của guđrông than đá:
Dầu guđrông: 60 80%;
Nhựa mềm(tan trong benzen): 10 – 15%;
Nhựa rắn (tan trong puritdin): 5 – 10%;
Cacbon tự do (không tan): 5 – 25%;
Naftalin: nhỏ hơn 7%;
Antraxen: nhỏ hơn 10%;
nhỏ hơn 5%; 
Các nhóm hoá học trên ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc và tính chất hoá lí (tính tia cực, sức căng bề mặt, độ thấm ướt vật liệu khoáng) của CKDHC.
Nhóm chất dầu gồm những hợp chất có phân tử lượng thấp (300 – 600) không khối lượng riêng nhỏ (0,91 – 0,925). Nhóm chất dầu làm cho CKD có tính lỏng.  hàm lượng của nhóm này tăng lên, tính quánh của CKD giảm. Trong bitum nhóm chặ dầu chiếm 45 – 60%; trong guđrông than đá 60 – 80%.
Nhóm chất nhựa gồm những hợp chất có phân tử lượng cao hơn (600 – 900), khộ’. lượng riêng xấp xỉ 1, màu nâu sẫm. Nó có thể hoà tan trong benzen, etxăng, clorofooc Nhóm chất nhựa trung tính (tỉ lệ H/C = 1,6 – 1,8) làm cho CKD có tính dẻo. Hàm luợng của nó tăng, độ dẻo của CKD cũng tăng lên. Nhựa axit (H/C = 1,3 – 1,4) làm tăng tính dính bám của CKD vào đá. Hàm lượng của nhóm chất nhựa trong bitum dầu mỏ vào khoảng 15 – 30%, trong guđrông than đá 10 – 15%.
Nhóm asfalt rắn, gồm những hợp chất có phân tử lượng lớn (1000 – 6000), khối lượng riêng 1,10 – 1,15, có màu nâu sẫm hoặc đen, không bị phân giải khi đốt. Khi ở nhiệt độ lớn hơn 300°c thì bị phân giải ra khí và cốc, tỉ lệ H/C =1,1.
Asíalt có thể hoà tan trong cloroíooc, têtraclorua cacbon (CC14), không hoà tan trong ête, dầu hoả và axêtôn (C3H5OH). Tính quánh và sự biến đổi tính chất theo nhiệt độ của CKD phụ thuộc chủ yếu vào nhóm này.
Hàm lượng nhóm asfalt tăng lên thì tính quánh, nhiệt độ hoá mềm của CKD cũng tăng lên. Hàm lượng của nhóm asfalt trong CKD vào khoảng 10 – 38%.
Nhóm cacben và cacbôit. Tính chất của cacben gần giống như chất asfalt, chỉ khác là không hoà tan trong benzen và trong CCI4, hoà tan được trong đisunfuacacbon, khối lượng riêng lớn hơn 1.
Cacbôit là một chất rắn dạng muội, không hoà tan trong bất cứ dung môi hữu cơ nào. Hàm lượng của các chất này ở trong bitum nhỏ hơn 1,5%; làm bitum kém dẻo.
Nhóm axit asfalt và các anhiđrit. Nhóm này là những chất nhựa hoá (nhựa axit) mang cực tính (gồm những phân tử có chứa gốc cacbôxin – COOH); nó là thành phần hoạt tính bề mặt lớn nhất của bitum, dễ hoà tan trong rượu cồn, benzen, cloroíooc và khó hoà tan trong etxăng. Axit asíalt có khối lượng riêng nhỏ hơn 1, màu nâu sẫm, hàm lượng ở trong bitum nhỏ hơn 1%. Khi hàm lượng tăng lên, khả năng thấm ướt và cường độ liên kết của bitum với bề mặt vật liệu khoáng dạng cacbonat tăng lên.
Nhóm para/in là nhừng hiđro cacbua ở dạng rắn. Parafin có thể làm giảm khả năng phân tán và hoà tan của asialt vào trong các nhóm khác, có thể làm giảm tính đồng nhất của bitum. Nếu tỉ lệ parafin tăng lên, nhiệt độ hoá mềm (tính giòn của bitum ở nhiệt độ thấp sẽ tăng lên, bitum hoá lỏng ở nhiệt độ thấp hơn so với bitum không chứa parafin. Tỉ lệ của parafin trong bitum dầu mỏ đến 5%.
Tính chất của bitum phụ thuộc vào thành phần và tính chất của hỗn hợp các nhóm cấu tạo hoá học. Dựa vào nhóm cấu tạo hoá học có thể chia bitum dầu mỏ thành 3 loại-
ßittim loại 1: nhóm asfalt > 25%, nhựa < 24% và dung dịch cacbon > 50%. Bitum loại 7 C0 hàm lượng nhóm cấu tạo hoá học tương ứng: > 18%; > 36% và 48%. Bitum loại
21 ỉ 23%, 30 7 34% và 45 7 49%. Ba loại bitum trên có độ biến dạng khác nhau. fịi;ình phần hoá học của chúng thay đổi iheo thời gian sử dụng kết cấu mặt đường.
12 2 2. Cấu trúc cứa CKDHC
Tính chất của CKDHC phụ thuộc vào cấu trúc của nó. CKDHC là một hệ thống keo hức tạp có cấu trúc cơ bản là cấu trúc mixen.
Trong lí thuyết mixen đối với những chất cao phân tử, cấu trúc của chúng được coi như là tflôt hệ thống tinh thể (mixen). Mỗi mixen là một hệ thống phức tạp bao gồm một số lượng lớn các phân tử có phân tử lượng nhỏ bao quanh một tinh thể bằng những lực tương hỗ. Khi lực tương hỗ lớn thì mỗi một mixen là một nút của mạng. Cấu trúc mixen được coi là những pha phân tán. Với bitum, pha phân tán là asfalt, xung quanh chúng là những chất nhựa và môi trường phân tán là chất dầu (hình 12.1).
Trong bitum quánh và cứng, mixen chiếm tỉ lệ rất lớn. Còn trong bitum lỏng chúng chiếm một tỉ lệ nhỏ đến nỗi không có tương tác gì với nhau nên có thể chuyển động tự do trong chất dầu. Đối với guđrông than đá, pha phân tán là cacbon tự do, môi trường phân tán là chất dầu, còn chất nhựa đóng vai trò là chất hoạt tính.
Quan hệ giữa hàm lượng và cấu tạo của các nhóm trong bit um (dầu, nhựa, asfalt) có thể tạo nên các cấu trúc phân tán khác nhau (sol, gel, sol-gel) có những tính chất cơ – lí nhất định (hình 12.2).

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *