Строительные материалы
Лекция №10 2часа
Каменноугольные дорожные дегти.
Дегти – органический вяжущий материал, получаемый из остатков от переработки каменного угля, древесины и торфа.
Дёготь получают при сухой перегонке (нагревании при высоких температурах без доступа воздуха) каменного или бурого угля, торфа, горючих сланцев и древесины. В зависимости от исходного сырья дёготь подразделяют на каменноугольный, буроугольный, торфяной, древесный или сланцевый.
Для строительных целей наибольшее применение получили каменноугольные дегти.
Сырой каменноугольный деготь, получаемый в процессе коксования и газификации угля, представляет собой вязкую жидкость черного цвета, состоящая из углеводородов, с характерным запахом фенола, крезола и нафталина.
Каменный деготь состоит из твердых и вязкопластичных смол и жидких дегтевых масел. Твердые смолы в составе дегтя сходны по своей роли с асфальтенами в битуме. Вязкопластичные смолы и жидкие дегтевые масла имеют такое же значение, как смолы и масла в битуме. Прочность и деформативность дегтя ниже, чем у битума.
Лучшим сырьем для производства дорожных дегтей являются высокотемпературные смолы. В процессе подготовки сырых смол к дальнейшей переработке их очищают. При очистке образуются фусы, которые содержат угольную и коксовую пыль, различные минеральные примеси и смолы. Фусы могут быть использованы в качестве вяжущего при строительстве местных дорог.
В дорожном строительстве при производстве дегтей используется среднетемпературный пек, который образуется в остатке от переработки сырой каменноугольной смолы.
Каменноугольный пёк — твёрдое вещество чёрного цвета, получаемое после отгонки из дёгтя почти всех масляных фракций.
Очищенные высокотемпературные смолы подвергают разгонке для выделения из них различных фракций. Получают бензол, толуол, ксилол, фенолы, креозол, нафталин и легкое нейтральное масло, антрацен и антраценовое масло. В остатке от переработки сырой каменноугольной смолы получают высокотемпературный и среднетемпературный пек.
Для строительных целей и в промышленности строительных материалов применяются дегти отогнанные, получающиеся после отбора из сырых дегтей летучих веществ, или составленные, изготовляемые смешением горячего пека с антраценовым маслом или другими жидкими дегтевыми материалами. Наибольшее распространение имеют составленные дегти.
Составленные и отогнанные дегти характеризуются вязкостью (по стандартному вискозиметру) и фракционным составом. По сравнению с битумами дегти отличаются меньшей теплостойкостью и худшей погодоустойчивостью. Однако адгезия (прилипание) дегтей выше, чем у битумов, вследствие большего содержания полярных групп в молекулах масел дегтя.
Дорожные каменноугольные дегти и другие дегтевые материалы (пек, антраценовое масло) применяются для изготовления дегтебетонов, а также для производства дегтевых кровельных и гидроизоляционных материалов.
Древесный деготь обладает малой прочностью пленки, имеет низкую деформативность при отрицательных температурах. Он хорошо прилипает к поверхности каменных материалов, но быстро стареет при воздействии тепла воздуха. Древесный деготь получают из древесной смолы. Эта смола является побочным продуктом сухой перегонки древесины при т-ре 300°Сс целью получения из нее кузнечного древесного угля, генераторного газа и других веществ.
Древесный деготь может быть использован в качестве вяжущего материала при строительстве местных дорог вне населенных пунктов., так как он имеет неприятный резкий запах. Деготь можно добавлять в нефтяной битум в количестве 10-15% для улучшения его прилипания к поверхности каменных материалов.
Торфяной деготь обладает примерно такими же свойствами, как и древесный. Его получают из торфяной смолы, являющейся побочным продуктом сухой перегонки торфа в интервале т-р 250-330°С. Торфяной деготь используется как вяжущий материал при строительстве местных дорог и как добавка в битум для улучшения его адгезионных свойств.
Для улучшения качества дегтя в них добавляют 10-15% дорожного битума вязких марок, 2-3% синтетического каучука и побочные продукты их производства – пек и полистирольную пыль. В деготь можно добавлять до 5% серы или побочный продукт производства серной кислоты – серный шлам.
Пекобитумные вяжущие состоят из 20-3-0% каменноугольного пека и 70-80% вязкого битума. Иногда такие вяжущие называю карбобитумами. Считают, что дорожные покрытия с этими вяжущими стойки к износу и имеют повышенный коэффициент сцепления с шинами автомбилей.
Сланцевые дегти получают при нагревании горючих сланцев без доступа воздуха. В настоящее время эти дегти в виде вязких и жидких. По химическому составу и свойствам сланцевые дегти приближаются к битумным материалам и поэтому им присвоен не совсем точный термин «сланцевые битумы». Сланцевые битумы в большей степени по сравнению с нефтяными изменяют свои свойства при нагревании. Погодоустойчнвость таких битумов также меньше, чем у нефтяных. Сланцевые битумы используются обычно при тех же видах работ, как и нефтяные битумы.