Cos'è il bitume e a cosa serve

Il bitume è un materiale multifunzionale utilizzato in un'ampia varietà di lavori. I materiali impregnati di questa sostanza sono assolutamente insensibili all'azione dell'acqua, del vapore e dell'umidità. Questa proprietà è la più apprezzata tra le caratteristiche del bitume.

La storia dell'origine del bitume

Il bitume naturale è ancora noto all'umanità fin dal neolitico... Negli scavi sono state trovate più di una volta lance, in cui le punte erano attaccate alla base con l'aiuto di questo materiale. Poco dopo, anche altri strumenti furono fissati insieme. Gli utensili bituminosi hanno preceduto la terracotta.

In un'era più civile in Mesopotamia il bitume era usato come collante nei mosaici. Areology crede che allo stesso tempo il materiale cominciò ad essere usato per impermeabilizzare... La Mesopotamia lo esportò in altri paesi.

Il bitume naturale e artificiale è ampiamente utilizzato oggi. è parte di asfalto ed è stato utilizzato nella costruzione di tutte le strade esistenti. Vengono utilizzate composizioni di diverso tipo per qualsiasi lavoro di impermeabilizzazione: quando si costruiscono fondamenta, si erigono muri, coperture. Vengono utilizzate modifiche del materiale duro nell'industria elettrica e fonderia.

Il bitume viene estratto dalle rocce bituminose. La sua produzione raggiunge i 115 milioni di tonnellate all'anno. Non meno volume viene creato da una versione artificiale ottenuta dalla lavorazione di petrolio, scisto e carbone.

Principali proprietà e caratteristiche

Bitume o catrame di montagna - miscela di idrocarburi e loro derivati - azotato, solforoso, contenente metalli. È una sostanza resinosa solida o molto viscosa. Completamente insolubile in acqua, ma parzialmente solubile in benzene, cloroformio e alcuni altri solventi.

Questa variegata miscela di carboidrati fornisce un'ampia varietà di proprietà fisiche e chimiche della miscela... I più interessanti dal punto di vista dell'utente sono i seguenti.

• Densità bitume - varia da 0,95 a 1,50 g / cm³ a ​​seconda dell'origine e del tipo.
• Conduttività termica tipico per sostanze amorfe - 0,5-0,6 W / m * K. La capacità termica è 1,8–1,97 kJ / kg • ° С. Non può essere utilizzato come materiale termoisolante, tuttavia aiuta a trattenere il calore come parte della struttura dell'edificio.
• Una delle proprietà principali della composizione - amorfo... Essendo solido, presenta le proprietà di un liquido. Quando riscaldato, diventa liquido, può essere bagnato e impregnato di superfici solide. Una volta raffreddato, si solidifica. Il processo è accompagnato dalla polimerizzazione, quindi gli oggetti inumiditi con esso si attaccano molto saldamente.
• Temperatura di fusione il bitume dipende dalla composizione, varia da +160 a + 200 ° С. Il processo avviene gradualmente.
• Il materiale è dielettrico e può essere utilizzato nella disposizione dell'isolamento.
• Bitume non interagisce con l'acqua e non si dissolve in essa... Una volta indurito, forma uno strato impermeabile e non poroso.
• Resistente alla maggior parte degli acidi, degli alcali e delle soluzioni saline, ma non resistente ai solventi organici come benzina, acetone, benzene. L'impregnazione bituminosa rende il calcestruzzo, i tubi in acciaio, le strutture in cemento armato resistenti ad un ambiente chimicamente aggressivo.
• Il bitume è caratterizzato da un tale fenomeno come invecchiamento... Sotto l'influenza della luce solare e dell'ossigeno dall'aria, il materiale cambia gradualmente la sua composizione.Il contenuto di resine e oli diminuisce, l'idrofobicità e l'elasticità diminuiscono.

Le proprietà fisiche e chimiche del bitume dipendono in gran parte dalla sua composizione. È importante prestare attenzione al marchio della sostanza e tener conto delle sue caratteristiche quando si sceglie.

Classificazione

La classificazione del bitume è molto varia ed è principalmente associata a appuntamento... Su questa base si distinguono:

• edificio - BN, utilizzato per l'impermeabilizzazione, mastice, come materia prima per la fabbricazione di altri materiali;
• copertura - BNK, utilizzato per la produzione di materiali per coperture morbide, come ondulina, tegole;
• strada - BND, utilizzato nella posa e produzione di conglomerato bituminoso.

La classificazione principale è legata all'origine del materiale. Ci sono 2 grandi gruppi.

Naturale - Si estrae da rocce bituminose mediante ebollizione in acqua o dissoluzione in solventi. Questi includono:

• pulito bitume - con una quota di impurità minerali non superiore al 10%;
• asfalto rocce - dolomiti, calcari contenenti la sostanza;
• asfaltiti - bitume altofondente;
• asfalto - una miscela di materiale bituminoso e minerali.

Poiché il costo e alcune caratteristiche sono influenzati da metodo per otteneredividere il bitume naturale in questo modo:

• serbatoio - incluso nella composizione della roccia e sviluppato con il metodo della miniera oa cielo aperto;
• superficiale - uscita del bitume in superficie, molto spesso si tratta di miscele non molto pure;
• vena - miscele pure con una piccola quantità di impurità.

Questi ultimi materiali praticamente non necessitano di pulizia e lavorazione, altri - asfaltiti, rocce bituminose - richiedono lavorazione.

Bitume artificiale - un prodotto ottenuto per sublimazione dell'olio e dei suoi componenti. Molto spesso, la materia prima per loro è il catrame, un residuo resinoso con particelle solide. Da esso si ottiene una versione solida o semisolida. Le modifiche artificiali includono:

• oli combustibili - residui liquidi di sublimazione dell'olio;
• catrame d'olio - il risultato della distillazione dell'olio combustibile dai componenti dell'olio;
• fanghi oleosi acidi - si ottengono purificando gli oli lubrificanti con acido solforico;
• bitume di petrolio - si formano come frazione durante la distillazione dei prodotti petroliferi.

A differenza del bitume naturale, le proprietà del bitume artificiale variano più ampiamente. A seconda della tecnologia di produzione, è possibile ottenere una composizione con proprietà rigorosamente specificate.

Bitume naturale

Il materiale naturale è incluso nella composizione dei combustibili fossili... Molto spesso deve essere pulito e riciclato. Rispetto a quelli artificiali, non ha qualità più pregiate. Tuttavia, è più difficile modificare il materiale naturale aggiungendo determinate sostanze.

Struttura

La composizione del bitume in frazioni di elementi si presenta così: 70–87% di carbonio, 8–12% di idrogeno, 0,5–7% di zolfo... Tuttavia, questo non dice molto al consumatore. Un'enumerazione più informativa dei componenti della miscela è:

• oli di petrolio - dal 30 al 60%, conferiscono viscosità e plasticità alla composizione sotto l'influenza della temperatura;
• resine - dal 20 al 40%, determinare le proprietà adesive;
• carburi, carbeni, asfalto-tene - il loro contenuto raggiunge il 40%, fornisce durezza e refrattarietà;
• acidi asfaltenici - 3%, agiscono come tensioattivi.

Le miscele possono includere altre sostanze, il più delle volte additivi minerali.

Come viene estratto?

Generale schema di produzione e lavorazione rocce bituminose si presenta così:

• estrazione di roccia;
• separazione delle materie prime in parti organiche e minerali;
• trasporto del prodotto;
• lavorazione del bitume.

Le ultime 3 fasi sono quasi le stesse. Estrazione differisce in diverse condizioni di biancheria da letto. Distinguere 3 metodi.

• Impianto di trattamento in cava o miniera - si riprende la roccia, si estrae la miscela bituminosa con un solvente o mediante bollitura per ottenere un'emulsione. Il metodo di estrazione viene utilizzato per estrarre roccia contenente almeno il 10% del materiale e che si trova a una profondità non superiore a 90 m.
• Il mio drenaggio - il bitume sale per gravità attraverso il sistema di canali di scolo ascendenti. Questa opzione viene utilizzata nella produzione di miscele liquide con una profondità superiore a 100 m.
• Downhole in situ - le rocce vengono colpite termicamente o meno attraverso pozzi perforati dall'alto. Il fattore di recupero non è superiore al 30%, quindi questo metodo viene utilizzato raramente.

Il bitume naturale non è un prodotto commerciale come il gas o il petrolio. Ha bisogno di elaborazione.

Dove viene utilizzato?

Le aree di utilizzo del bitume naturale sono dovute alle sue proprietà. È solito:

• per l'isolamento durante la costruzione di edifici, strade, altre strutture, nonché per la posa di condotte di vario tipo;
• nella produzione di conglomerato bituminoso;
• nella produzione di mastici per batterie;
• nell'industria dei cavi e delle pitture e vernici;
• al ricevimento dei materiali di copertura.

Il bitume viene utilizzato in altri settori come l'orticoltura.

Bitume chimico

Tale materiale non viene estratto, ma prodotto. La materia prima per esso sono i residui ottenuti dopo la distillazione dell'olio., che riduce notevolmente il costo del prodotto. In questo caso diventa possibile modificare la miscela, poiché le sue proprietà dipendono dalla composizione e dal metodo di preparazione.

Tecnologia di produzione

Una versione artificiale si ottiene con diversi metodi. Per tecnologia, si distinguono anche i tipi di bitume artificiale.

• Residuo - prodotto mediante strippaggio a vuoto profondo su dispositivi speciali. La materia prima è costituita da frazioni di combustibile e lubrificante da olio ad alto contenuto di resina. Il prodotto si ottiene come solido, leggermente viscoso.
• ossidato - si ottiene insufflando con ossigeno residui di olio di catrame. Allo stesso tempo, la viscosità aumenta nella miscela, si ossida e si compatta. Questa modifica è più elastica e resistente al calore rispetto al naturale.
• screpolature - prodotto dalla decomposizione del petrolio greggio nella produzione di benzina. I residui sono ossidati. Il prodotto è molto fragile e non popolare.
• composto - si ottiene miscelando i residui della distillazione dell'olio. La tecnologia prevede l'aggiunta di catrame, olio leggero, oli e altre frazioni per ottenere bitume con proprietà specificate. Questo metodo è universale.

Inoltre vengono isolati bitumi liquidi, ottenuti per liquefazione di quelli solidi. Alla miscela vengono aggiunti olio combustibile e olio altamente resinoso. Le sostanze liquide sono più spesso utilizzate per l'impregnazione.

Composizione elementare e componente

Formula elementare il bitume artificiale non è diverso dal naturale: sono prodotti petroliferi, sebbene siano prodotti secondo schemi diversi.

Composizione dei componenti è anche vicino. Tuttavia, la capacità di variare il contenuto di diversi costituenti nel bitume artificiale rende alcuni costituenti più significativi.

• Oli - la frazione più leggera. Maggiore è la proporzione di olio, più il bitume è elastico e viscoso e minore è il suo punto di rammollimento. Allo stesso tempo, l'olio - mono, bi-, policiclico - influenza la qualità della miscela in modi diversi.
• Idrocarburi paraffinici-naftenici - il principale plastificante. Le proprietà sono maggiormente influenzate dalle paraffine dure, non dovrebbero essere più del 3-6% nella miscela. All'aumentare della proporzione diminuiscono le caratteristiche strutturali e meccaniche.
• Idrocarburi aromatici - di solito ce ne sono pochi, quindi non influiscono sulle proprietà.
• Resine - l'elemento strutturale principale. Spesso contengono fino al 10% di zolfo e fino al 25% di azoto.
• Acidi asfaltici - quando il materiale si scioglie, si decompongono, ma non si trasformano in uno stato liquido. Sotto l'influenza della luce solare, diventano insolubili. Ciò garantisce l'invecchiamento dei rivestimenti bituminosi.

Il bitume composto è più interessante dal punto di vista della composizione, poiché quando si ottiene è possibile aggiungere un modificatore, modificandone le caratteristiche.

Il bitume artificiale viene utilizzato negli stessi lavori del naturale.

Marcatura e decodifica del materiale

Quando si etichetta il prodotto, indicare quanto segue.

• 2 o 3 lettere all'inizio indicano l'applicazione del materiale. BN - bitume di petrolio, indica una modifica edilizia. BNK - copertura, BND - strada.
• I numeri che seguono l'abbreviazione e scritti con una barra indicano penetrazione indicate... Questa è la profondità di penetrazione dell'ago del materiale di 0,1 mm a + 25 ° C e a 0 ° C. L'indicatore mostra come la durezza e l'elasticità del materiale cambiano sotto l'influenza della temperatura.

A volte compaiono lettere aggiuntive nella marcatura. Indicano additivi che influiscono sulle proprietà del bitume.

Tecnologia applicativa

Spesso compare bitume liquido impermeabilizzazione del rivestimento... La tecnologia include alcune funzionalità.

1. Calcestruzzo superficie prima di rivestire è necessario chiaro, esenti da cavità con bolle, rimuovere sporgenze taglienti e ammaccature nei giunti del cassero. Per questo vengono utilizzate composizioni cementizie a grana fine o miscele di costruzione a secco.
2. Asciugare la superficie. È consentito un contenuto di umidità non superiore al 4%.
3. Consigliato trattare la superficie con primer bituminoso (qualità BN70/30, BN 90/10). Applicare un primer in 1 strato. Nelle zone di raccordo tra malta cementizia e sabbia, in 2 strati.
4. Bituminoso il mastice è posto sul lato idratante... Viene applicato a strisce - con una spatola, un rullo, alla rinfusa. Lo strato deve essere uniforme nello spessore e continuo.
5. Applicare mastice giù su. È importante.
6. Livello successivo il bitume viene applicato dopo il completo indurimento ed essiccazione del precedente.

Uno strato è considerato asciutto se non rimangono tracce sul tampone di cotone quando lo si applica.

Trasporto e stoccaggio

Conservare miscele bituminose in recipienti cilindrici... Quest'ultimo può essere posizionato verticalmente e orizzontalmente. Se il prodotto viene stoccato per lungo tempo, i contenitori sono dotati di sistemi di riscaldamento... La preferenza è data alle opzioni orizzontali, poiché qui l'evaporazione dell'umidità porta alla comparsa di una crosta sulla superficie della massa, che impedisce un'ulteriore evaporazione.

Se la miscela bituminosa viene conservata immobile, le sue proprietà non cambiano. Quando circola durante la consegna alla tubazione, le qualità cambiano a causa dell'ossidazione.

Bitume da trasporto in speciali serbatoi automobilistici e ferroviari... Il materiale è infiammabile, quindi i contenitori devono soddisfare esattamente i requisiti di GOST.