Što je bitumen i za što se koristi

Bitumen je višenamjenski materijal koji se koristi u najrazličitijim poslovima. Materijali impregnirani ovom tvari apsolutno su neosjetljivi na djelovanje vode, pare i vlage. Ovo je svojstvo najpopularnije među karakteristikama bitumena.

Povijest podrijetla bitumena

Prirodni bitumen još je uvijek poznat čovječanstvu još od neolitika... U iskopinama su više puta pronađena koplja u kojima su vrhovi uz pomoć ovog materijala pričvršćeni za podnožje. Nešto kasnije i drugi su instrumenti bili spojeni zajedno. Bitumensko posuđe prethodilo je zemljanom posuđu.

U civiliziranijoj eri u Mezopotamiji bitumen je korišten kao ljepilo u mozaicima. Areologija vjeruje da istodobno i materijal počeo se koristiti za hidroizolaciju... Mezopotamija ga je izvozila u druge zemlje.

Danas se široko koristi prirodni i umjetni bitumen. To dio asfalta a korišten je u izgradnji svih postojećih cesta. Koriste se kompozicije različitih vrsta za bilo koji hidroizolacijski rad: prilikom gradnje temelja, podizanja zidova, krovišta. Koriste se preinake tvrdog materijala u elektrotehničkoj i ljevačkoj industriji.

Bitumen se vadi iz bitumenskih stijena. Njegova proizvodnja iznosi do 115 milijuna tona godišnje. Ništa manji volumen stvara umjetna verzija dobivena preradom ulja, škriljevca i ugljena.

Glavna svojstva i karakteristike

Bitumen ili planinski katran - smjesa ugljikovodika i njihovih derivata - dušik, sumpor, sadrži metal. Čvrsta je ili visoko viskozna smolasta tvar. Potpuno netopiv u vodi, ali djelomično topiv u benzenu, kloroformu i nekim drugim otapalima.

Ova raznolika mješavina ugljikohidrata pruža širok izbor fizikalna i kemijska svojstva smjese... S gledišta korisnika najzanimljivija su sljedeća.

• Gustoća bitumen - kreće se od 0,95 do 1,50 g / cm3, ovisno o podrijetlu i vrsti.
• Toplinska vodljivost tipično za amorfne tvari - 0,5-0,6 W / m * K. Kapacitet topline je 1,8–1,97 kJ / kg • ° S. Ne može se koristiti kao toplinski izolacijski materijal, ali pomaže zadržavanju topline kao dijela građevinske konstrukcije.
• Jedno od glavnih svojstava sastava - amorfnost... Budući da je čvrst, pokazuje svojstva tekućine. Zagrijavanjem postaje tekućina, može se navlažiti i impregnirati čvrstim površinama. Kad se ohladi, stvrdne se. Proces prati polimerizacija, tako da se predmeti navlaženi njime vrlo čvrsto drže zajedno.
• Temperatura topljenja bitumen ovisi o sastavu, kreće se od +160 do + 200 ° S. Proces se odvija postupno.
• Materijal je dielektrik a može se koristiti u uređenju izolacije.
• Bitumen ne stupa u interakciju s vodom i ne otapa se u njoj... Kad se stvrdne, stvara nepropusni, neporozni sloj.
• Otporan na većinu kiselina, lužina i slanih otopina, ali nije otporan na organska otapala poput benzina, acetona, benzena. Bitumenska impregnacija čini beton, čelične cijevi, armiranobetonske konstrukcije otpornim na kemijski agresivno okruženje.
• Bitumen karakterizira takav fenomen kao starenje... Pod utjecajem sunčeve svjetlosti i kisika iz zraka, materijal postupno mijenja svoj sastav.Sadržaj smola i ulja se smanjuje, hidrofobnost i elastičnost se smanjuju.

Fizička i kemijska svojstva bitumena uvelike ovise o njegovom sastavu. Važno je obratiti pažnju na marku tvari i prilikom odabira uzeti u obzir njezine karakteristike.

Klasifikacija

Klasifikacija bitumena vrlo je raznolika i prvenstveno je povezana sa ugovoreni sastanak... Na temelju toga razlikuju se:

• zgrada - BN, koristi se za hidroizolaciju, mastiks, kao sirovina za proizvodnju ostalih materijala;
• krovište - BNK, koristi se za proizvodnju mekih krovnih materijala, poput ondulina, šindre;
• ceste - BND, koristi se za polaganje i proizvodnju asfalt betona.

Glavna klasifikacija povezana je s podrijetlom materijala. Postoje 2 velike skupine.

Prirodno - Iz bitumenskih stijena se ekstrahira ključanjem vode ili otapanjem u otapalima. To uključuje:

• čist bitumen - s udjelom mineralnih nečistoća koji ne prelazi 10%;
• asfalt stijene - dolomiti, vapnenci koji sadrže tu tvar;
• asfaltima - bitumen koji se visoko topi;
• asfalt - mješavina asfaltnog materijala i minerala.

Budući da na cijenu i neke karakteristike utječe način dobivanjapodijeliti prirodni bitumen na ovaj način:

• rezervoar - uključeni u sastav stijene i razvijeni metodom rudnika ili površinskog kopa;
• površna - bitumen izlazi na površinu, najčešće to nisu vrlo čiste smjese;
• vena - čiste smjese s malom količinom nečistoća.

Potonji materijali praktički ne trebaju čišćenje i obradu, drugi - asfalti, asfaltne stijene - zahtijevaju obradu.

Umjetni bitumen - proizvod dobiven sublimacijom ulja i njegovih komponenata. Najčešće je sirovina za njih katran - smolasti ostatak s čvrstim česticama. Iz nje se dobiva čvrsta ili polučvrsta verzija. Umjetne preinake uključuju:

• uljna loživa ulja - tekući ostaci sublimacije ulja;
• katran - rezultat destilacije loživog ulja iz uljnih komponenata;
• mulj kiselog ulja - dobivaju se pročišćavanjem ulja za podmazivanje sumpornom kiselinom;
• naftni bitumen - nastaju kao frakcija tijekom destilacije naftnih derivata.

Za razliku od prirodnog bitumena, svojstva umjetnog bitumena šire se razlikuju. Ovisno o tehnologiji proizvodnje, može se dobiti sastav sa strogo određenim svojstvima.

Prirodni bitumen

Uključen je prirodni materijal u sastavu fosilnih goriva... Najčešće se mora očistiti i reciklirati. U usporedbi s umjetnim, nema vrijednijih svojstava. Međutim, teže je modificirati prirodni materijal dodavanjem određenih tvari.

Struktura

Sastav bitumena u frakcijama elemenata izgleda ovako: 70–87% ugljika, 8–12% vodika, 0,5–7% sumpora... Međutim, to potrošaču ne govori puno. Informativnije nabrajanje komponenata smjese je:

• naftna ulja - od 30 do 60%, daju utjecaju temperature viskoznost i plastičnost;
• smole - od 20 do 40%, odrediti svojstva ljepila;
• karbidi, karbeni, asfaltni slojevi - njihov sadržaj doseže 40%, pružaju tvrdoću i vatrostalnost;
• asfaltne kiseline - 3%, djeluju kao površinski aktivne tvari.

Smjese mogu uključivati ​​i druge tvari, najčešće mineralne aditive.

Kako se minira

Općenito shema proizvodnje i prerade bitumenske stijene izgledaju ovako:

• vađenje stijene;
• razdvajanje sirovina na organske i mineralne dijelove;
• prijevoz proizvoda;
• prerada bitumena.

Posljednje 3 faze su gotovo iste. Rudarstvo razlikuje se pod različitim uvjetima posteljine. Razlikovati 3 metode.

• Kamenolom ili postrojenje za obradu mina - stijena se upije, smjesa bitumena ekstrahira otapalom ili ključanjem da se dobije emulzija. Metoda kopanja koristi se za vađenje stijena koje sadrže najmanje 10% materijala i koje se ne javljaju dublje od 90 m.
• Odvodnja rudnika - bitumen ide prema gore kroz sustav uzlaznih drenažnih kanala gravitacijom. Ova se opcija koristi u proizvodnji tekućih smjesa dubine veće od 100 m.
• Bušotina in situ - stijene su zahvaćene toplinskim ili drugim načinom kroz bušotine izbušene odozgo. Faktor oporavka nije veći od 30%, pa se ova metoda rijetko koristi.

Prirodni bitumen nije komercijalni proizvod poput plina ili nafte. Potrebna je obrada.

Gdje se koristi

Područja upotrebe prirodnog bitumena posljedica su njegovih svojstava. Koristi se:

• za izolaciju tijekom gradnje zgrada, cesta, drugih građevina, kao i za polaganje cjevovoda različitih vrsta;
• u proizvodnji asfalt betona;
• u proizvodnji kitova za baterije;
• u industriji kabela i boja i lakova;
• po primanju krovnih materijala.

Bitumen se koristi u drugim područjima poput hortikulture.

Kemijski bitumen

Takav materijal se ne kopa, već proizvodi. Sirovina za to su ostaci dobiveni destilacijom ulja., što značajno smanjuje troškove proizvoda. U ovom slučaju postaje moguće modificirati smjesu, jer njezina svojstva ovise o sastavu i načinu pripreme.

Tehnologija proizvodnje

Umjetna verzija dobiva se nekoliko metoda. Po tehnologiji se također razlikuju vrste umjetnih bitumena.

• Preostali - proizvedeno dubokim vakuumskim uklanjanjem na posebnim uređajima. Sirovina su frakcije goriva i maziva iz ulja s visokim udjelom smole. Proizvod se dobiva kao čvrsta, blago viskozna.
• Oksidirano - dobiva se puhanjem kisika ostataka katranskog ulja. Istodobno se u smjesi povećava viskoznost, ona se oksidira i zbije. Ova je izmjena elastičnija i otpornija na toplinu od prirodne.
• Pucanje - proizvedeno razgradnjom sirove nafte u proizvodnji benzina. Ostaci su oksidirani. Proizvod je vrlo krhak i nije popularan.
• Složeno - dobiva se miješanjem ostataka destilacije ulja. Tehnologija uključuje dodavanje katrana, lakog ulja, ulja i drugih frakcija za dobivanje bitumena s određenim svojstvima. Ova metoda je univerzalna.

Također, izoliraju se tekući bitumeni koji se dobivaju ukapljivanjem krutih. Smjesi se doda loživo ulje i visoko smolasto ulje. Tekuće tvari se češće koriste za impregnaciju.

Elementarni i komponentni sastav

Elementarna formula umjetni bitumen ne razlikuje se od prirodnog - oni su naftni proizvodi, iako se proizvode prema različitim shemama.

Sastav komponenata je također blizu. Međutim, sposobnost mijenjanja sadržaja različitih sastojaka u umjetnom bitumenu čini neke sastojke značajnijima.

• Ulja - najlakša frakcija. Što je veći udio ulja, dobiva se elastičniji i viskozniji bitumen i niža je njegova temperatura omekšavanja. Istodobno, ulje - mono-, bi-, policiklično - utječe na kvalitetu smjese na različite načine.
• Parafinsko-naftenski ugljikovodici - glavni plastifikator. Na svojstva najviše utječu tvrdi parafini, oni ne bi smjeli biti veći od 3–6% u smjesi. Povećanjem udjela smanjuju se strukturne i mehaničke karakteristike.
• Aromatski ugljikovodici - njih je obično malo, pa ne utječu na svojstva.
• Smole - glavni strukturni element. Često sadrže do 10% sumpora i do 25% dušika.
• Asfaltne kiseline - kad se materijal topi, oni se raspadaju, ali ne prelaze u tekuće stanje. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti postaju netopivi. To osigurava starenje bitumenskih premaza.

Sastavljeni bitumen je najzanimljiviji sa stajališta sastava, jer kada se dobije, moguće je dodati modifikator, mijenjajući njegove karakteristike.

Umjetni bitumen koristi se u istim radovima kao i prirodni.

Označavanje i dekodiranje materijala

Pri označavanju proizvoda naznačite sljedeće.

• 2 ili 3 slova na početku označavaju primjenu materijala. BN - naftni bitumen, ukazuje na preinaku zgrade. BNK - krovište, BND - cesta.
• Brojevi koji slijede nakon kratice i ispisani kosom crtom označavaju prodor... To je dubina prodiranja igle materijala za 0,1 mm na + 25 ° C i na 0 ° C. Pokazatelj pokazuje kako se tvrdoća i elastičnost materijala mijenjaju pod utjecajem temperature.

Ponekad se u oznaci pojave dodatna slova. Označavaju aditive koji utječu na svojstva bitumena.

Tehnologija primjene

Često se pojavljuje tekući bitumen hidroizolacija premaza... Tehnologija uključuje neke značajke.

1. Beton površinski prije premazivanja koje trebate čisto, bez šupljina s mjehurićima, uklonite oštre izbočine i udubljenja na zglobovima oplate. Za to se koriste sitnozrnati cementni sastavi ili suhe građevinske smjese.
2. Osušite površinu. Sadržaj vlage ne smije biti veći od 4%.
3. Preporučeno površinu obraditi bitumenskim temeljnim premazom (ocjene BN70 / 30, BN 90/10). Nanesite temeljni premaz u jednom sloju. U područjima gdje se cementno-pijeska žbuka spaja, u 2 sloja.
4. Bitumenska mastika se postavlja na hidratantnu stranu... Primjenjuje se u trakama - lopaticom, valjkom, u rasutom stanju. Sloj treba biti jednolike debljine i kontinuiran.
5. Nanesite mastiks dolje gore. To je važno.
6. Sljedeći sloj bitumen se nanosi nakon potpunog stvrdnjavanja i sušenja prethodnog.

Sloj se smatra suhim ako na pamučnom tamponu ne ostanu tragovi kada ga nanesete.

Transport i skladištenje

Skladištiti bitumenske smjese u cilindričnim posudama... Potonji se mogu nalaziti okomito i vodoravno. Ako se proizvod čuva dulje vrijeme, spremnici su opremljeni sustavi grijanja... Prednost se daje vodoravnim opcijama, jer ovdje isparavanje vlage dovodi do pojave kore na površini mase, što sprječava daljnje isparavanje.

Ako se bitumenska smjesa čuva nepomično, njezina se svojstva ne mijenjaju. Kad cirkuliraju tijekom isporuke u cjevovod, osobine se mijenjaju zbog oksidacije.

Transport bitumena u posebnim automobilskim i željezničkim cisternama... Materijal je zapaljiv, pa spremnici moraju točno odgovarati zahtjevima GOST-a.