Composition chimique des bitumes au Iatroscan

Composition chimique des bitumes au Iatroscan
OBJECTIF
Applications
Séparer et doser par chromatographie sur baguette
les constituants du bitume en fonction de leur polarité.
• Approche de la nature colloïdale du bitume
SATURÉS
PARAFFINES
+
CYCLES NAPHTENIQUES
AROMATIQUES
30 % C : DANS CYCLE AROMATIQUE
INCOLORES
JAUNATRES
SOUFRE (S) : 2 à 3 %
CONSISTANCE
- LIQUIDE
- PATEUX
LIQUIDE VISQUEUX
f (ORIGINE - COMPOSITION)
- ROUGE SOMBRE
- BRUN
RÉSINES
Équilibre de la structure colloïdale du bitume
Molécules
PLUSIEURS CYCLES AROMATIQUES
CONDENSÉS
AROMATIQUES + POLAIRES :
ASSOCIÉS
N, O : 0,8 à 1 %
POIDS MOLÉCULAIRES ÉLEVÉS
S:3à8%
S, O, N + IMPORTANTS
CONSISTANCE : VERNIS
SOLIDE NOIR CASSANT INFUSIBLE
IC =
IC faible
A
A
ASPH + S A T
RES
Agglomérats
A
par le calcul de l'Indice d’instabilité colloïdal :
ASPHALTÈNES
Micelles
A
A
+ ARO
A
A
bitume « SOL », IC élevé
bitume « GEL »
Micelles
individuelles
d'asphaltènes
Résines
Agglomérat
d'asphaltènes
Milieu intermicellaire
(huiles saturées et aromatiques)
Polarité croissante
• Évaluation de la compatibilité d'un bitume en vue de la fabrication
Principe
d'un liant modifié :
bitume classique
Précipitation
des Asphaltènes
dans le n-heptane
ASPH
RES
ARO
SAT
IC
% ASPHALTÈNES
bitume compatible
12.0
2.1
8.2
13.0
71.5
79.4
8.3
5.5
0.25
0.08
• Évolution de la composition chimique lors du vieillissement du bitume :
% RÉSINES
% AROMATIQUES
% SATURÉS
100
Saturates
Percent weight
80
mV Chromatogram : BREF0007
Aromatics
60
40
Resins
40
Asphaltenes
0
0
2
4
6
8
Time in service, years
25
10
12
14
© SHELL
30
RÉSINES
AROMATIQUES
35
20
SATURÉS
Séparation des maltènes
par Chromatographie sur
Couche Mince après élution
dans différents solvants
(pentane puis
toluène/chloroforme)
20
15
10
5
0
0.00
© COLAS 2004
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
min
• Suivi ou vérification d'une production, d'un nouvel approvisionnement…