Asfaltas yra tamsiai rudas sudėtingas mišinys, sudarytas iš skirtingos molekulinės masės angliavandenilių ir jų nemetalinių darinių. Tai didelio klampumo organinis skystis, kuris yra juodo paviršiaus ir tirpus anglies disulfide. Asfalto panaudojimas yra plačiai susijęs su infrastruktūros medžiagomis, žaliavomis ir kuru.
Asfalto tipai
1. Akmens anglių deguto pikis: akmens anglių deguto pikis yra šalutinis koksavimo produktas, t.y. juodoji medžiaga, likusi distiliavimo virdulyje po deguto distiliavimo. Nuo rafinuotos dervos jis skiriasi tik fizinėmis savybėmis ir nėra aiškios ribos. Bendrasis klasifikavimo metodas nustato, kad tie, kurių minkštėjimo temperatūra žemesnė nei 26,7 °C (kubinis metodas), yra derva, o tie, kurių minkštėjimo temperatūra viršija 26,7 °C, yra asfaltas. Akmens anglių deguto pikio sudėtyje daugiausia yra ugniai atsparaus antraceno, fenantreno, pireno ir kt. Šios medžiagos yra toksiškos, o dėl skirtingo šių komponentų kiekio skiriasi ir akmens anglių deguto pikio savybės. Temperatūros pokyčiai turi didelę įtaką akmens anglių deguto pikio savybėms: žiemą jis linkęs trapėti, o vasarą suminkštėti.
2. Naftos asfaltas: naftos asfaltas yra likutis distiliavus žalią naftą. Priklausomai nuo rafinavimo laipsnio, kambario temperatūroje jis gali būti skystas, pusiau kietas arba kietas. Naftos asfaltas yra juodas, blizgus ir jautrus aukštai temperatūrai.
3. Natūralus asfaltas: natūralus asfaltas laikomas po žeme, o kai kurie formuoja mineralų telkinius arba kaupiasi žemės plutos paviršiuje. Didžioji dalis šio asfalto natūraliai išgaravo ir oksidavosi, paprastai jame nėra toksinų.
Asfalto skirstymas pagal naudą inžinerijoje
Asfalto medžiagos skirstomos į dvi pagrindines kategorijas: gruntinį asfaltą ir deguto asfaltą. Gruntinis asfaltas skirstomas į natūralų asfaltą ir naftos asfaltą. Natūralus asfaltas - tai likučiai po ilgalaikio poveikio ir išgaravus iš žemės išsiveržiančios alyvos; naftos asfaltas yra produktas, gaunamas atitinkamais procesais apdorojant alyvos likučius, likusius iš rafinuotos ir perdirbtos naftos. Didžioji dauguma inžinerijoje naudojamo asfalto yra naftos asfaltas, kuris yra sudėtingų angliavandenilių ir jų nemetalinių darinių mišinys.
Vandens įtaka asfaltui
Vanduo vaidina svarbų vaidmenį asfaltui keisti tiek mechaninėse, tiek chemose savybėse. Kai vanduo patenka į asfaltinį mišinį, gali įvykti šie procesai: sumažėja klampumas, keičiama minkštėjimo temperatūra ir gali pasireikšti vandens išsipurškimo efektas, kuris įtakoja dervos ir asfalto adheziją su užpildu. Žiemos sąlygos skatina šaltųjų temperatūrų poveikį, o vandens įtrauktis gali skatinti įtrūkimus ir šlaitų dempingo riziką. Vasaros metu didelis temperatūros svyravimas kartu su vandens išgaravimu gali keisti asfalto elastingumą ir atsparumą. Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad vandens įsisavinimas į asfaltą priklauso nuo jo tipo (natūralus, naftos arba deguto asfaltas) ir nuo jo šiek tiek skirtingų cheminės sudėties komponentų.
Temperatūros ir vandens santykis
Temperatūros pokyčiai turi didelę įtaką akmens anglių deguto pikio savybėms, o vanduo gali dar labiau moduliuoti šias savybes. Žiemą asfaltas linkęs trapėti dėl šaltų sąlygų ir vandens ekspozicijos, o vasarą suminkštėti dėl šilumos ir aukštesnės vandens garavimo greičio. Todėl klimato sąlygos ir drėgmė yra esminiai veiksniai planuojant asfaltinės dangos projektavimą ir priežiūrą.
Inžineriniai aspektai ir praktiška reikšmė
Didžioji dalis inžinerijoje naudojamo asfalto yra naftos asfaltas, kuris sudaro sudėtingų angliavandenilių ir jų nemetalinių darinių mišinį. Šio tipo asfaltas priklauso nuo rafinavimo proceso ir turi specifinę klampumo, minkštėjimo temperatūros bei atsparumo temperatūrai charakteristikas, kurios lemia jo taikymo sritis. Natūralus asfaltas, nors ir retesnis, taip pat gali turėti naudojimo vietų ten, kur svarbus grynieji natūralūs šaltiniai ir žemės poveikio istorija.
Santrauka
Asfaltas yra sudėtingos kilmės medžiaga, kurią sudaro įvairių molekulinių masių angliavandeniliai ir jų nemetaliniai dariniai. Akmens anglių deguto pikio, naftos asfalto ir natūralaus asfalto savybės skiriasi atsižvelgiant į šaltinius ir terminį poveikį. Vanduo vaidina svarbų vaidmenį asfaltinių dangų elastingume, atsparume ir ilgaamžiškume, ypač keičiant klampumą bei minkštėjimo temperatūrą priklausomai nuo temperatūros ir klimato sąlygų.
