Высокомолекулярные органические соединения.

Органические вяжущие являются полидисперсными материалами. Они состоят из сложной смеси веществ различной молекулярной массы и различного строения. Молекулярно-массовое распределение и структура молекул определяют физико-механические, реалогические и усталостные свойства, а так же интервал температур, в котором вяжущие обеспечивают надежную работу дорожного покрытия. Органические вяжущие содержат высокомолекулярные соединения углерода, включающие атамы кислорода, азота и серы. В нефтяных битумах высокомолекулярные соединения содержат следующие группы углеводородов:

1. Масла: содержиться 45-65%. С повышением содержания снижается твердость и температура размягчения, увеличивается текучесть и испаряемость.

2. Смолы: содержаться от 15 до 30%. Содержание смол определяет пластичность и растяжимость. При нагреве и окислении из смол образуются асфальтены.

3. Асфальтены: содержаться от 10 до 30%. Влияют на процессы структурообразования, определяют термостойкость, вязкость и твердость битума.

4. Карбены и карбоиды: встречаются преимущественно в крекинг – остатках в количестве 1-2%.

5. Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды – наиболее полярный компонент битума (наиболее поверхностно активный). Определяет интенсивность прилипания битума к каменным материалам.

6. Парафины: содержаться в количестве от 0,6 до 4%. При содержании более 4% ухудшается сцепление, уменьшается растяжимость, увеличивается хрупкость. Парафины снижают дисперсность асфальтенов и их растворимость в других компонентах битума.

Взаимодействие битума с каменными материалами и внутренее взаимодействие может быть молекулярное и физическое. Оно зависит от минералогического состава и удельной поверхности. Пористость и структура пар оказывают влияние на адсорбиционные процессы.

Гроздья асфальтенов имеют объемное содержание – почки, т.е. молекулы асфальтенов группируются друг с другом через водородные связи.

N=0.0055-0.0006мкм

δ=0.00035мкм

H=0.012-0.002мкм

Все структурные образования разрушаются и вновь могут возникнуть при изменении концентрации и температуры. В битуме растворитель и ВМС (высокомолекулярные соединения) совместимы, поэтому эти компоненты образуют однородную термодикамическую систему, условием образования которой являются величина силового поля вокруг молекул каждого из смешиваемых компонентов. На растворимость ВМС влияют внутримолекулярные и межмолекулярные связи. При отсутствии их система переходит в аморфную (студень). Это явление из-за неоднородности вяжущего вызывает разрушение сооружения.