Твердые парафины
В битумах, содержащих некоторое количество твердых парафинов, при охлаждении происходит кристаллизация последних, битум теряет блеск, становится матовым. Кристаллы парафина служат центрами ассоциации асфальтенов, которые образуют большие агрегаты, затем выпадают в осадок.
Из-за асимметричной формы молекулы высокомолекулярных соединений в различных участках покрыты сольватными прослойками неодинаковой толщины: отдельные их участки, особенно на концах и в местах перегибов, могут быть лишены сольватной оболочки и служить центрами неэкранированных молекулярно-силовых полей.
Поведение таких сложных систем, как битум, зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются концентрация асфальтенов, количественное соотношение смол и различных групп углеводородов в системе, химическая природа их, а также химическая природа самих асфальтенов, размеры их молекул как подлине, так и в поперечнике, формы молекул. Огромные размеры макромолекул асфальтенов, в сотни раз превосходящие размеры обычных молекул, накладывают особый отпечаток на поведение их растворов. Не меньшее влияние оказывают форма и детали строения макромолекул асфальтенов, а также растворяющее действие углеводородной среды и пластифицирующее действие смол. Эти обстоятельства обусловливают особенности структуры битумов и их реологических свойств.
Структурообразование является одним из основных факторов, влияющих на реологические характеристики битумов, поэтому изучение структуры очень важно для оценки их эксплуатационного поведения.
Если количество асфальтенов и насыщенных соединений избыточно, то показатель дисперсности низкий (0,49—0,55), битум плохо диспергирован. Если смолы и циклические соединения преобладают, значение показателя дисперсности высокие, битум обладает малой внутренней структурой.
Характеристику Д определяют только количественные значения составляющих. Более близкое решение задачи выражения связи структуры с составом битумов дается в формуле, где структурная характеристика битума.
Указанные зависимости не могут в полной мере установить связь химического состава и структуры битумов. Материал этот, известный еще за 5000 лет до н. э., вследствие сложности состава и структуры только в настоящее время с развитием тончайших методов физического и химического анализов поддается более глубокому изучению.