Bitumen er et multifunktionelt materiale, der bruges i en lang række opgaver. Materialer imprægneret med dette stof er absolut ufølsomme over for vand, damp og fugt. Denne ejendom er den mest populære blandt egenskaberne ved bitumen.
Historien om bitumenens oprindelse
I en mere civiliseret æra i Mesopotamien bitumen blev brugt som lim i mosaikker. Areologi mener, at materialet på samme tid begyndte at blive brugt til imprægnering... Mesopotamien eksporterede det til andre lande.
Naturlig og kunstig bitumen er meget udbredt i dag. Det del af asfalt og blev brugt til anlæg af alle eksisterende veje. Sammensætninger af forskellige typer anvendes til ethvert vandtætningsarbejde: når man bygger fundamenter, rejser vægge, tagdækning. Modifikationer af hårdt materiale anvendes inden for elektro- og støberibranchen.
Bitumen ekstraheres fra bituminøse klipper. Dens produktion er op til 115 millioner tons om året. Ikke mindre volumen er skabt af en kunstig version opnået ved forarbejdning af olie, skifer og kul.
Vigtigste egenskaber og egenskaber
Denne varierede blanding af kulhydrater giver en bred vifte af blandingens fysiske og kemiske egenskaber... Det mest interessante fra brugerens synspunkt er følgende.
- Massefylde bitumen - varierer fra 0,95 til 1,50 g / cm³ afhængigt af oprindelse og type.
- Varmeledningsevne typisk for amorfe stoffer - 0,5-0,6 W / m * K. Varmekapaciteten er 1,8-1,97 kJ / kg • ° С. Det kan ikke bruges som et varmeisolerende materiale, men det hjælper med at fastholde varmen som en del af en bygningsstruktur.
- En af de vigtigste egenskaber ved sammensætningen - amorf... Da den er solid, udviser den en væskes egenskaber. Når det opvarmes, bliver det flydende, det kan fugtes og imprægneres med faste overflader. Når det afkøles, størkner det. Processen ledsages af polymerisering, så genstande, der er fugtet med den, klæber meget sammen.
- Smeltetemperatur bitumen afhænger af sammensætningen, varierer fra +160 til + 200 ° С. Processen finder sted gradvist.
- Materialet er dielektrisk og kan bruges i arrangementet af isolering.
- Bitumen interagerer ikke med vand og opløses ikke i det... Når det hærdes, danner det et uigennemtrængeligt, ikke-porøst lag.
- Modstandsdygtig over for de fleste syrer, baser og saltopløsninger, men ikke resistent over for organiske opløsningsmidler som benzin, acetone, benzen. Bitumenimprægnering gør beton, stålrør, armeret betonkonstruktioner modstandsdygtige over for et kemisk aggressivt miljø.
- Bitumen er kendetegnet ved et sådant fænomen som aldring... Under påvirkning af sollys og ilt fra luften ændrer materialet gradvist dets sammensætning.Indholdet af harpikser og olier falder, hydrofobicitet og elasticitet falder.
Bitumenets fysiske og kemiske egenskaber afhænger stort set af dets sammensætning. Det er vigtigt at være opmærksom på stoffets mærke og tage hensyn til dets egenskaber, når du vælger.
Klassifikation
- bygning - BN, der anvendes til imprægnering, mastiks, som råmateriale til fremstilling af andre materialer
- tagdækning - BNK, der anvendes til produktion af bløde tagmaterialer, såsom ondulin, helvedesild
- vej - BND, anvendt til lægning og produktion af asfaltbeton.
Hovedklassificeringen er relateret til materialets oprindelse. Der er 2 store grupper.
- ren bitumen - med en andel af mineralforureninger, der ikke overstiger 10%;
- asfalt klipper - dolomitter, kalksten, der indeholder stoffet;
- asfaltitter - højtsmeltende bitumen
- asfalt - en blanding af asfaltmateriale og mineraler.
- reservoir - inkluderet i klippens sammensætning og udviklet efter minen eller open-pit-metoden
- overfladisk - bitumenudgang til overfladen, oftest er det ikke meget rene blandinger;
- vene - rene blandinger med en lille mængde urenheder.
Sidstnævnte materialer behøver praktisk taget ikke rengøring og behandling, andre - asfaltitter, asfaltsten - kræver behandling.
- olieolie - flydende rester af oliesublimering
- olie tjære - resultatet af destillation af brændselsolie fra oliekomponenter
- syreolieslam - de opnås ved at rense smøreolier med svovlsyre;
- råoliebitumen - dannes som en fraktion under destillation af olieprodukter.
I modsætning til naturlig bitumen varierer egenskaberne af kunstig bitumen mere vidt. Afhængigt af produktionsteknologien kan der opnås en sammensætning med strengt specificerede egenskaber.
Naturlig bitumen
Naturligt materiale er inkluderet i sammensætningen af fossile brændstoffer... Oftest skal det rengøres og genbruges. Sammenlignet med kunstige har den ikke mere værdifulde kvaliteter. Det er imidlertid vanskeligere at ændre naturligt materiale ved at tilføje visse stoffer.
Struktur
Sammensætningen af bitumen i fraktioner af elementer ser sådan ud: 70-87% kulstof, 8-12% brint, 0,5-7% svovl... Men det fortæller ikke forbrugeren meget. En mere informativ opregning af blandingens komponenter er:
- olieolie - fra 30 til 60% giver de viskositet og plasticitet til sammensætningen under påvirkning af temperaturen;
- harpikser - fra 20 til 40%, bestem klæbningsegenskaberne;
- carbider, carbenes, asfalt-tenes - deres indhold når 40%, giver hårdhed og ildfasthed
- asfaltsyrer - 3% fungerer som overfladeaktive stoffer.
Blandinger kan omfatte andre stoffer, ofte mineraltilsætningsstoffer.
Hvordan udvindes det?
- udvinding af sten;
- adskillelse af råmaterialer i organiske og mineraldele;
- transport af produktet;
- bitumenbehandling.
- Rensningsanlæg til stenbrud - klippen optages, bitumenblandingen ekstraheres med et opløsningsmiddel eller ved kogning for at opnå en emulsion. Minedriftsmetoden bruges til at udvinde sten indeholdende mindst 10% af materialet og forekommer ikke dybere end 90 m.
- Mine dræning - bitumen går opad gennem systemet med stigende dræningskanaler ved tyngdekraften. Denne mulighed bruges til produktion af flydende blandinger med en dybde på mere end 100 m.
- Nede i hullet - klipperne påvirkes termisk eller på anden måde gennem boringer boret ovenfra. Gendannelsesfaktoren er ikke mere end 30%, så denne metode bruges sjældent.
Naturlig bitumen er ikke et kommercielt produkt som gas eller olie. Det skal behandles.
Hvor bruges
Anvendelsesområderne for naturlig bitumen skyldes dets egenskaber. Det bruges:
- til isolering under opførelse af bygninger, veje, andre strukturer samt til lægning af rørledninger af forskellige typer;
- i produktionen af asfaltbeton;
- til fremstilling af batterimastik;
- inden for kabel- og malings- og lakindustrien;
- ved modtagelse af tagmaterialer.
Bitumen bruges i andre områder såsom havebrug.
Kemisk bitumen
Sådant materiale udvindes ikke, men produceres. Råmaterialet til det er de rester, der opnås efter destillation af olie., hvilket reducerer produktets omkostninger betydeligt. I dette tilfælde bliver det muligt at ændre blandingen, da dens egenskaber afhænger af sammensætningen og fremstillingsmetoden.
Produktionsteknologi
- Resterende - produceret ved dybt vakuumstripping på specielle enheder. Råmaterialet er brændsels- og smøremiddelfraktioner fra olie med et højt harpiksindhold. Produktet opnås som et fast, let tyktflydende.
- Oxideret - opnås ved at blæse med ilt af rester af tjæreolie. Samtidig øges viskositeten i blandingen, den oxideres og komprimeres. Denne modifikation er mere elastisk og modstandsdygtig over for varme end naturlig.
- Revner - produceret ved nedbrydning af råolie ved produktion af benzin. Resterne oxideres. Produktet er meget skrøbeligt og ikke populært.
- Sammensat - det opnås ved at blande resterne af destillationen af olie. Teknologien involverer tilsætning af tjære, let olie, olier og andre fraktioner for at opnå bitumen med specificerede egenskaber. Denne metode er universel.
Flydende bitumener isoleres også ved opnåelse af flydende faste. Brændselsolie og meget harpiksholdig olie tilsættes til blandingen. Flydende stoffer bruges oftere til imprægnering.
Elementær og komponentsammensætning
Komponentsammensætning er også tæt på. Evnen til at variere indholdet af forskellige bestanddele i kunstig bitumen gør dog nogle bestanddele mere signifikante.
- Olier - den letteste fraktion. Jo højere andelen af olie, desto mere elastisk og viskøs bitumen opnås, og jo lavere er blødgøringspunktet. Samtidig påvirker olie - mono-, bi-, polycyklisk - blandingens kvalitet på forskellige måder.
- Paraffin-naphtheniske carbonhydrider - det vigtigste blødgøringsmiddel. Egenskaberne er mest påvirket af hårde paraffiner, de bør ikke være mere end 3-6% i blandingen. Med en stigning i andelen falder de strukturelle og mekaniske egenskaber.
- Aromatiske kulbrinter - der er normalt få af dem, så de påvirker ikke egenskaberne.
- Harpiks - det vigtigste strukturelle element. De indeholder ofte op til 10% svovl og op til 25% kvælstof.
- Asfaltiske syrer - når materialet smelter, nedbrydes de, men bliver ikke flydende. Under påvirkning af sollys bliver de uopløselige. Dette sikrer ældning af bituminøse belægninger.
Sammensat bitumen er mest interessant set fra kompositionens synspunkt, da det når det opnås er muligt at tilføje et modifikator, ændre dets egenskaber.
Kunstig bitumen bruges i de samme værker som naturligt.
Mærkning og afkodning af materiale
- 2 eller 3 bogstaver i starten angiver anvendelsen af materialet. BN - råoliebitumen angiver en bygningsændring. BNK - tagdækning, BND - vej.
- Tallene efter forkortelsen og skrevet med en skråstreg fremad angiver penetration... Dette er penetrationsdybden af materialets nål med 0,1 mm ved + 25 ° C og ved 0 ° C. Indikatoren viser, hvordan hårdheden og elasticiteten af materialet ændres under påvirkning af temperaturen.
Undertiden vises yderligere bogstaver i markeringen. De angiver tilsætningsstoffer, der påvirker bitumenets egenskaber.
Applikationsteknologi
- Beton overflade inden belægning skal du bruge klar, fri for hulrum med bobler, fjern skarpe fremspring og buler i forskallingsfugerne. Til dette anvendes finkornede cementsammensætninger eller tørre konstruktionsblandinger.
- Tør overfladen. Fugtindhold på højst 4% er tilladt.
- Anbefalede behandle overfladen med en bituminøs primer (karakterer BN70 / 30, BN 90/10). Påfør en primer i 1 lag. I områder, hvor cement-sandmørtel støder op, i 2 lag.
- Bituminøs mastikken placeres på den fugtgivende side... Det påføres i strimler - med en spatel, rulle, i løs vægt. Laget skal være ensartet i tykkelse og kontinuerligt.
- Påfør mastiks ned op. Det er vigtigt.
- Næste lag bitumen påføres efter fuldstændig hærdning og tørring af den foregående.
Et lag betragtes som tørt, hvis der ikke er spor tilbage på vatpinden, når du anvender det.
Transport og opbevaring
Opbevar bituminøse blandinger i cylindriske kar... Sidstnævnte kan placeres lodret og vandret. Hvis produktet opbevares i lang tid, er containerne udstyret med varmeanlæg... Der foretrækkes vandrette muligheder, da fordampning af fugt her fører til udseende af en skorpe på overfladen af massen, hvilket forhindrer yderligere fordampning.
Hvis den bituminøse blanding opbevares ubevægelig, ændres dens egenskaber ikke. Når de cirkulerer under levering til rørledningen, ændres kvaliteterne på grund af oxidation.
Transport bitumen i specielle bil- og jernbanetanke... Materialet er brandfarligt, så beholderne skal nøjagtigt opfylde kravene i GOST.
