Apa itu bitumen dan untuk apa ia digunakan

Bitumen adalah bahan pelbagai fungsi yang digunakan dalam pelbagai pekerjaan. Bahan yang diresapi dengan bahan ini sama sekali tidak sensitif terhadap tindakan air, wap dan kelembapan. Harta ini adalah yang paling popular di antara ciri-ciri bitumen.

Sejarah asal usul bitumen

Bitumen semula jadi masih diketahui oleh manusia sejak zaman neolitik... Dalam penggalian, tombak telah dijumpai lebih dari sekali, di mana hujungnya dilekatkan pada pangkal dengan bantuan bahan ini. Tidak lama kemudian, alat-alat lain juga diikat bersama. Peralatan bitumen mendahului tembikar.

Dalam era yang lebih bertamadun di Mesopotamia bitumen digunakan sebagai gam pada mozek. Areologi percaya bahawa pada masa yang sama bahan mula digunakan untuk kalis air... Mesopotamia mengeksportnya ke negara lain.

Bitumen semula jadi dan buatan digunakan secara meluas pada masa kini. Ia bahagian asfalt dan digunakan dalam pembinaan semua jalan yang ada. Komposisi pelbagai jenis digunakan untuk sebarang kerja kalis air: semasa membina asas, mendirikan dinding, membuat bumbung. Pengubahsuaian bahan keras digunakan dalam industri elektrik dan pengecoran.

Bitumen diekstrak dari batuan bitumen. Pengeluarannya mencapai 115 juta tan per tahun. Tidak kurang volume dihasilkan oleh versi buatan yang diperoleh dengan memproses minyak, serpih, dan arang batu.

Sifat dan ciri utama

Bitumen atau tar gunung - campuran hidrokarbon dan turunannya - nitrogen, sulfur, mengandungi logam. Ia adalah bahan resin yang pekat atau sangat likat. Tidak larut sepenuhnya dalam air, tetapi sebahagiannya larut dalam benzena, kloroform dan beberapa pelarut lain.

Campuran karbohidrat yang pelbagai ini menyediakan pelbagai jenis sifat fizikal dan kimia campuran... Yang paling menarik dari sudut pandangan pengguna adalah seperti berikut.

• Ketumpatan bitumen - berkisar antara 0,95 hingga 1,50 g / cm³ bergantung pada asal dan jenisnya.
• Kekonduksian terma khas untuk bahan amorf - 0,5-0,6 W / m * K. Kapasiti haba ialah 1.8-1.97 kJ / kg • ° С. Ia tidak dapat digunakan sebagai bahan penebat panas, tetapi membantu mengekalkan haba sebagai bagian dari struktur bangunan.
• Salah satu sifat utama komposisi - amorfosis... Sebagai pepejal, ia menunjukkan sifat cecair. Apabila dipanaskan, menjadi cair, ia dapat dibasahi dan diresapi dengan permukaan padat. Apabila disejukkan, ia menguat. Prosesnya disertai dengan pempolimeran, sehingga benda-benda yang dibasahi dengannya melekat dengan kuat.
• Suhu lebur bitumen bergantung pada komposisi, berkisar antara +160 hingga + 200 ° С. Prosesnya berlaku secara beransur-ansur.
• Bahannya ialah dielektrik dan boleh digunakan dalam susunan penebat.
• Bitumen tidak berinteraksi dengan air dan tidak larut di dalamnya... Apabila disembuhkan, ia membentuk lapisan tidak berpori yang tidak kedap.
• Tahan terhadap kebanyakan larutan asid, alkali dan garam, tetapi tidak tahan terhadap pelarut organik seperti petrol, aseton, benzena. Impregnasi bitumen menjadikan konkrit, paip keluli, struktur konkrit bertetulang tahan terhadap persekitaran kimia yang agresif.
• Bitumen dicirikan oleh fenomena seperti penuaan... Di bawah pengaruh cahaya matahari dan oksigen dari udara, bahan tersebut secara beransur-ansur mengubah komposisinya.Kandungan resin dan minyak menurun, hidrofobik dan keanjalan menurun.

Sifat fizikal dan kimia bitumen sangat bergantung pada komposisinya. Penting untuk memperhatikan jenama bahan dan mengambil kira ciri-cirinya semasa memilih.

Pengelasan

Pengelasan bitumen sangat berbeza dan terutamanya berkaitan dengan janji temu... Atas dasar ini, mereka dibezakan:

• bangunan - BN, digunakan untuk kalis air, mastic, sebagai bahan mentah untuk pembuatan bahan lain;
• bumbung - BNK, digunakan untuk pengeluaran bahan bumbung lembut, seperti ondulin, sirap;
• jalan raya - BND, digunakan dalam peletakan dan pengeluaran konkrit aspal.

Pengelasan utama berkaitan dengan asal bahan. Terdapat 2 kumpulan besar.

Semula jadi - Ia diekstrak dari batuan bitumen dengan mendidih air atau larutan dalam pelarut. Ini termasuk:

• bersih bitumen - dengan bahagian kekotoran mineral tidak melebihi 10%;
• asfalt batu - dolomit, batu kapur yang mengandungi bahan tersebut;
• asfalt - bitumen lebur tinggi;
• asfalt - campuran bahan dan mineral asfalt.

Oleh kerana kos dan beberapa ciri dipengaruhi oleh kaedah memperolehbahagikan bitumen semula jadi dengan cara ini:

• takungan - termasuk dalam komposisi batu dan dikembangkan oleh kaedah lombong atau lubang terbuka;
• dangkal - bitumen keluar ke permukaan, selalunya ia bukan campuran yang sangat murni;
• urat - campuran tulen dengan sedikit kekotoran.

Bahan terakhir praktikal tidak memerlukan pembersihan dan pemprosesan, yang lain - asfaltit, batuan aspal - memerlukan pemprosesan.

Bitumen buatan - produk yang diperoleh dengan pemejalwapan minyak dan komponennya. Selalunya, bahan mentah bagi mereka adalah tar - residu resin dengan zarah pepejal. Daripadanya, versi pepejal atau separa pepejal diperolehi. Pengubahsuaian buatan merangkumi:

• minyak bahan bakar minyak - residu cecair sublimasi minyak;
• tar minyak - hasil penyulingan minyak bahan bakar dari komponen minyak;
• enapcemar minyak asid - ia diperoleh dengan membersihkan minyak pelincir dengan asid sulfurik;
• bitumen petroleum - terbentuk sebagai pecahan semasa penyulingan produk petroleum.

Tidak seperti bitumen semula jadi, sifat bitumen tiruan berbeza dengan lebih luas. Bergantung pada teknologi pengeluaran, komposisi dengan sifat yang ditentukan dengan ketat dapat diperoleh.

Bitumen semula jadi

Bahan semula jadi disertakan dalam komposisi bahan api fosil... Selalunya ia mesti dibersihkan dan dikitar semula. Berbanding dengan yang buatan, ia tidak mempunyai kualiti yang lebih berharga. Walau bagaimanapun, lebih sukar untuk mengubahsuai bahan semula jadi dengan menambahkan bahan tertentu.

Struktur

Komposisi bitumen dalam pecahan unsur kelihatan seperti ini: 70-87% karbon, 8-12% hidrogen, 0,5-7% sulfur... Namun, itu tidak banyak memberi tahu pengguna. Penghitungan komponen campuran yang lebih bermaklumat adalah:

• minyak petroleum - dari 30 hingga 60%, mereka memberikan kelikatan dan keplastikan pada komposisi di bawah pengaruh suhu;
• resin - dari 20 hingga 40%, tentukan sifat pelekat;
• karbida, karbena, asfalt-tenes - kandungan mereka mencapai 40%, memberikan kekerasan dan tahan api;
• asid asfaltenik - 3%, bertindak sebagai surfaktan.

Campuran boleh merangkumi bahan lain, yang paling sering adalah bahan tambahan mineral.

Bagaimana ia dilombong

Am skim pengeluaran dan pemprosesan batuan bitumen kelihatan seperti ini:

• pengekstrakan batu;
• pemisahan bahan mentah ke bahagian organik dan mineral;
• pengangkutan produk;
• pemprosesan bitumen.

3 peringkat terakhir hampir sama. Perlombongan berbeza dalam keadaan tempat tidur yang berbeza. Membezakan 3 kaedah.

• Loji rawatan kuari atau lombong - batu diambil, campuran bitumen diekstraksi dengan pelarut atau dengan mendidih untuk mendapatkan emulsi. Kaedah perlombongan digunakan untuk mengekstrak batuan yang mengandungi sekurang-kurangnya 10% bahan dan terjadi tidak lebih dari 90 m.
• Saliran lombong - bitumen naik ke atas melalui sistem saluran saliran menaik secara graviti. Pilihan ini digunakan dalam pengeluaran campuran cecair dengan kedalaman lebih dari 100 m.
• Downhole in-situ - batuan terjejas secara termal atau sebaliknya melalui telaga yang digerudi dari atas. Faktor pemulihan tidak lebih dari 30%, jadi kaedah ini jarang digunakan.

Bitumen semula jadi bukan produk komersial seperti gas atau minyak. Ia memerlukan pemprosesan.

Di mana digunakan

Kawasan penggunaan bitumen semula jadi disebabkan oleh sifatnya. Ia telah diguna:

• untuk penebat semasa pembinaan bangunan, jalan, struktur lain, dan juga untuk pemasangan saluran paip dari pelbagai jenis;
• dalam pengeluaran konkrit asfalt;
• dalam pembuatan plastik bateri;
• dalam industri kabel dan cat dan varnis;
• setelah menerima bahan bumbung.

Bitumen digunakan di kawasan lain seperti hortikultur.

Bitumen kimia

Bahan seperti itu tidak dilombong, tetapi dihasilkan. Bahan mentah untuknya adalah sisa yang diperoleh setelah penyulingan minyak., yang mengurangkan kos produk dengan ketara. Dalam kes ini, dimungkinkan untuk mengubah campuran, kerana sifatnya bergantung pada komposisi dan kaedah penyediaannya.

Teknologi pengeluaran

Versi buatan diperoleh dengan beberapa kaedah. Dengan teknologi, jenis bitumen tiruan juga dibezakan.

• Sisa - dihasilkan dengan pelucutan vakum mendalam pada peranti khas. Bahan baku adalah pecahan bahan bakar dan pelincir dari minyak dengan kandungan resin yang tinggi. Produk diperoleh sebagai padat, sedikit likat.
• Teroksida - diperoleh dengan meniup dengan oksigen sisa minyak tar. Pada masa yang sama, kelikatan meningkat dalam campuran, ia dioksidakan dan dipadatkan. Pengubahsuaian ini lebih elastik dan tahan panas daripada semula jadi.
• Keretakan - dihasilkan oleh penguraian minyak minyak mentah dalam pengeluaran petrol. Residu dioksidakan. Produk ini sangat rapuh dan tidak popular.
• Kompaun - ia diperoleh dengan mencampurkan sisa penyulingan minyak. Teknologi ini melibatkan penambahan tar, minyak ringan, minyak, dan pecahan lain untuk mendapatkan bitumen dengan sifat yang ditentukan. Kaedah ini bersifat universal.

Juga, bitumen cair diasingkan, diperoleh dengan mencairkan pepejal. Minyak bahan bakar dan minyak yang sangat resin ditambahkan ke dalam campuran. Bahan cecair lebih kerap digunakan untuk impregnasi.

Komposisi unsur dan komponen

Formula asas bitumen buatan tidak berbeza dengan semula jadi - mereka adalah produk minyak, walaupun dihasilkan mengikut skema yang berbeza.

Komposisi komponen juga dekat. Walau bagaimanapun, keupayaan untuk mengubah kandungan konstituen yang berlainan dalam bitumen buatan menjadikan beberapa unsur lebih penting.

• Minyak - pecahan paling ringan. Semakin tinggi bahagian minyak, bitumen yang lebih elastik dan likat diperolehi dan semakin rendah titik pelunakannya. Pada masa yang sama, minyak - mono-, bi-, polycyclic - mempengaruhi kualiti campuran dengan cara yang berbeza.
• Hidrokarbon parafin-naftenik - pemplastik utama. Sifatnya paling banyak dipengaruhi oleh parafin keras, ia tidak boleh melebihi 3-6% dalam campuran. Dengan peningkatan perkadaran, ciri struktur dan mekanikal menurun.
• Hidrokarbon aromatik - biasanya terdapat sedikit daripadanya, sehingga tidak mempengaruhi sifatnya.
• Resin - unsur struktur utama. Selalunya mengandungi sulfur hingga 10% dan nitrogen hingga 25%.
• Asid asfaltik - apabila bahan mencair, bahan itu terurai, tetapi tidak berubah menjadi keadaan cair. Di bawah pengaruh cahaya matahari, mereka menjadi tidak larut. Ini memastikan penuaan lapisan bitumen.

Bitumen kompaun paling menarik dari sudut komposisi, kerana apabila diperoleh, adalah mungkin untuk menambahkan pengubah, mengubah ciri-cirinya.

Bitumen buatan digunakan dalam karya yang sama seperti semula jadi.

Menanda dan menyahkod bahan

Semasa melabel produk, nyatakan perkara berikut.

• 2 atau 3 huruf pada awal menunjukkan penerapan bahan. BN - bitumen petroleum, menunjukkan pengubahsuaian bangunan. BNK - bumbung, BND - jalan.
• Angka-angka yang mengikuti singkatan dan ditulis dengan garis miring menunjukkan penembusan... Ini adalah kedalaman penembusan jarum bahan sebanyak 0.1 mm pada + 25 ° C dan pada 0 ° C. Penunjuk menunjukkan bagaimana kekerasan dan keanjalan bahan berubah di bawah pengaruh suhu.

Kadang-kadang huruf tambahan muncul dalam penandaan. Mereka menunjukkan bahan tambahan yang mempengaruhi sifat bitumen.

Teknologi aplikasi

Bitumen cecair sering muncul kalis air salutan... Teknologi ini merangkumi beberapa ciri.

1. Konkrit permukaan sebelum melapisi yang anda perlukan jelas, bebas dari rongga dengan gelembung, keluarkan penonjolan tajam dan lekukan pada sendi bekisting. Untuk ini, komposisi simen halus atau campuran pembinaan kering digunakan.
2. Keringkan permukaan. Kandungan lembapan tidak melebihi 4% dibenarkan.
3. Disyorkan rawat permukaan dengan primer bitumen (gred BN70 / 30, BN 90/10). Sapukan primer dalam 1 lapisan. Di kawasan di mana mortar pasir-pasir bersebelahan, dalam 2 lapisan.
4. Bitumen mastic diletakkan di bahagian pelembap... Ia digunakan dalam jalur - dengan spatula, roller, secara pukal. Lapisan harus seragam dengan ketebalan dan berterusan.
5. Sapukan mastic bawah atas. Ia penting.
6. Lapisan seterusnya bitumen digunakan setelah pengerasan lengkap dan pengeringan yang sebelumnya.

Lapisan dianggap kering jika tidak ada bekas yang tersisa pada kapas ketika anda menggunakannya.

Pengangkutan dan penyimpanan

Simpan campuran bitumen dalam kapal silinder... Yang terakhir boleh terletak secara menegak dan mendatar. Sekiranya produk disimpan dalam jangka masa yang lama, bekasnya dilengkapi dengan sistem pemanasan... Keutamaan diberikan kepada pilihan mendatar, kerana di sini penyejatan kelembapan membawa kepada munculnya kerak di permukaan jisim, yang menghalang penyejatan lebih lanjut.

Sekiranya campuran bitumen disimpan tanpa bergerak, sifatnya tidak akan berubah. Semasa beredar semasa penghantaran ke saluran paip, kualiti berubah kerana pengoksidaan.

Pengangkutan bitumen dalam kereta kebal khas dan kereta api... Bahannya mudah terbakar, jadi bekas mesti betul-betul memenuhi kehendak GOST.