Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




14.12.2019


14.12.2019


13.12.2019


12.12.2019


12.12.2019


12.12.2019


12.12.2019


12.12.2019


12.12.2019


11.12.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Дегтевые материалы

Дегтевые материалы

30.07.2014


Дегти образуются в результате перегонки без доступа воздуха каменных и бурых углей, торфа, дерева и некоторых других органических материалов.
Каменноугольные дегти получаются путем переработки сырых каменноугольных дегтей (смол) — побочного продукта сухой деструктивной перегонки каменного угля В зависимости от температурного режима сухой перегонки угля сырые дегти обладают различными составом и свойствами. Они подразделяются на две группы: высокотемпературные сырые дегти, получаемые при температуре свыше 700° С при коксовании и газификации каменных углей; низкотемпературные сырые дегти, получаемые при температуре 450—600° С при выработке генераторного газа и искусственного жидкого топлива.
Для получения дорожных дегтей используют в основном сырые высокотемпературные дегти — коксовые и газовые. Из низкотемпературных дегтей получают обычно дорожные дегти более низкого качества (как вяжущий материал), но отличающиеся высокими показателями как поверхностно-активные добавки.
В состав высокотемпературных каменноугольных дегтей входят преимущественно углеводороды ароматического ряда — производные от бензола и их соединения с кислородом, азотом, серой и др.
Теплоустойчивость каменноугольных дегтей меньше, чем у нефтяных битумов, что объясняется более грубой дисперсностью и повышенной плавкостью смол.
В отличие от нефтяных битумов с уменьшением вязкости дегтей при постоянной температуре их относительная теплоустойчивость повышается.
Прилипание каменноугольных дегтей к поверхности минеральных материалов обычно лучше, чем прилипание нефтяных битумов, потому что в состав каменноугольных дегтей входит большое количество полярных веществ, придающих дегтям высокую поверхностную активность и лучшую прилипаемость.
Процесс старения дорожных дегтей (повышение вязкости, потеря пластичности) протекает более интенсивно, чем у нефтяных битумов, и ускоряется под действием кислорода воздуха, высоких температур и солнечных лучей. Плотность каменноугольных дегтей, как правило, выше 1.
Основными недостатками каменноугольных дорожных дегтей по сравнению с битумами является меньшая погодоустойчивость и теплоустойчивость. При низких температурах дегти оказываются слишком хрупкими (рис. 13), что может повлечь за собой разрушение связей между минеральными частицами в дорожной одежде. В связи с этим для одних и тех же целей дорожные дегти применяются обычно менее вязкие, чем нефтяные битумы.
Дегтевые материалы

Сырой каменноугольный деготь в редких случаях удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к дорожным дегтям, ввиду наличия в нем ряда вредных примесей: воды, нафталина, фенолов. Вместе с тем некоторые из этих примесей — ценное сырье для получения важных химических продуктов.
Сырые высокотемпературные дегти перерабатываются путем фракционной перегонки с выделением ряда масел, выкипающих до температуры 360° С. В качестве остаточного продукта перегонки получают твердый каменноугольный пек, реже — средний или мягкий (табл. 15).
Дегтевые материалы

Твердый пек имеет вид черной, блестящей аморфной массы с характерным раковистым изломом; состоит главным образом из смолистых веществ и свободного углерода, в ряде случаев содержит значительное количество угольной пыли. Плотность 1,25—1,27 г/см3, температура размягчения 75—85° С. Пек применяют как составную часть дорожных дегтей.
Дегтевые масла применяют в дорожном строительстве в качестве разжижителя битума и дегтя, антраценовые масла — для получения смешанных дорожных дегтей.
Дорожные каменноугольные дегти по способу получения разделяются на два вида:
- остаточные (отогнанные), получаемые путем отгонки из сырого дегтя летучих масел до получения вязкого остатка, соответствующего требованиям, предъявляемым к дорожному дегтю;
- смешанные (составленные), получаемые методом смешения пека и масел или других жидких дегтевых материалов в пропорции, обеспечивающей необходимую вязкость дорожного дегтя.
Наибольшее распространение в России получили составленные дорожные дегти, что связано с упрощением технологии переработки сырого дегтя и возможностью лучше использовать отдельные фракции масел и веществ, получаемых из него.
При получении составленных дегтей дорожные каменноугольные масла могут быть заменены жидким высокотемпературным сырым дегтем, предварительно обезвоженным перед смешением с пеком путем выпаривания воды.
Составленные дегти чаще получают, объединяя каменноугольный пек, нагретый в котлах до 150° С, и холодное каменноугольное масло.
Различные количественные соотношения этих материалов позволяют получить деготь заданных свойств. Разогретый пек смешивают с маслом непосредственно в котлах.
Составленный деготь можно получить также путем смешения пека и сырого дегтя. В этом случае сырой деготь добавляют к разогретому пеку небольшими частями, так как из-за наличия воды при смешении происходит сильное вспенивание.
Сырые или составленные каменноугольные дегти могут использоваться для приготовления дорожных эмульсий, в результате достигается хорошее обволакивание и прочная связь вяжущего с поверхностью влажного щебня. Это дает возможность удлинить строительный сезон, что особенно важно для северных и северо-западных районов России при обработке влажных каменных материалов холодным способом.
Каменноугольные фусы — отходы, получаемые при изготовлении кокса, конденсации и разгонке дегтя; они имеют вид тягучей черной массы и состоят из крупной угольной и коксовой пыли, сырого дегтя (около 50%) и минеральных солей Каменноугольные фусы в опытном порядке были применены в качестве вяжущего при устройстве оснований облегченных усовершенствованных покрытий. При этом фусы разжижались до требуемой консистенции антраценовым маслом или сырым дегтем. Возможность использования каменноугольных фусов в каждом конкретном случае требует опытной проверки.
Торфяные дегти — побочный продукт, образующийся при газификации и полукоксовании торфа в газогенераторных установках промышленных предприятий. Его можно получить также путем разжижения торфяных пеков сырыми торфяными смолами и различными маслами каменноугольного происхождения.
Имеется положительный опыт применения торфяного дегтя с добавкой каменноугольного пека (15—20%) для устройства дорожных одежд, не подвергающихся существенному воздействию воды.
Торфяной деготь имеет вид мазеобразной или твердой массы от темно-коричневого до черного цвета с содержанием воды не более 5%. В большинстве случаев сырые торфяные дегти содержат 10—15% фенолов и твердый парафин. Переработка сырого торфяного дегтя заключается в фракционировании с выделением масел, выкипающих до 300—350° С, и получении средних и мягких пеков. Для повышения качества мягкого пека его окисляют воздухом.
Торфяной дорожный деготь может быть получен в виде отогнанного или составленного из торфяного пека, разжиженного тяжелым торфяным или каменноугольным маслом, сырой жидкой каменноугольной смолой, крекинг-остатками и пр. Торфяные дорожные дегти отличаются меньшей теплоустойчивостью и погодоустойчивостью, чем каменноугольные.
Торфяные дегти — дешевые и распространенные добавки, применяемые при обработке битумами минеральных материалов. Наличие в их составе поверхностно-активных соединений — фенолов и органических оснований способствует повышению сцепления битумов с сухим и влажным минеральным материалом.
Древесные дегти — побочный продукт газификации древесного топлива при нагреве его без доступа воздуха в газогенераторных, уксусно-спиртовых и углевыжигательных установках.
По внешнему виду сырые древесные дегти представляют собой густую жидкость темно-коричневого цвета с большим содержанием воды, уксусной кислоты и фенолов.. Содержание этих веществ отрицательно влияет на дорожные качества дегтя. Специфическая особенность дорожных дегтей — значительная растворимость их в воде ввиду наличия водорастворимых компонентов.
Древесные дегти применяются в дорожном строительстве главным образом в качестве эмульгатора при приготовлении дорожной эмульсии.
Учитывая большое содержание в древесных дегтях поверхностно-активных соединений (жирные и смоляные кислоты и основания), их целесообразно применять также в качестве добавок для повышения сцепления битумов с поверхностью минеральных материалов.
Сырые древесные дегти должны быть улучшены путем отгонки воды и части масел, содержащих водорастворимые уксусную кислоту и фенолы. Качество дегтей повышается при добавке вязких битумов.
Древесный пек (вар) — остаточный продукт после разгонки древесных смол хвойных и лиственных пород на смолокуренных, углевыжигательных, уксусно-спиртовых заводах и газогенераторных установках.
Он представляет собой твердое аморфное вещество с температурой размягчения 80—100° С. Древесный пек резко отличается от каменноугольного как по химическому составу, так и по физикомеханическим свойствам. Он не растворяется в нефтепродуктах (керосине и бензине).
Древесный пек обладает гидрофобностью благодаря наличию фенолов и кислот, не растворимых в воде. Образцы связных грунтов, укрепленные 4% тонкомолотого порошка древесного пека, в течение 2—5 сут не размокали в воде (опыты Н. С. Колбаса). Однако механическая прочность таких образцов оказалась недостаточной.
Опыты показали, что для получения требуемой прочности грунты целесообразно одновременно подвергать термической обработке. Древесный пек нашел практическое применение как поверхностно-активное вещество.