Wat is bitumen en waarvoor wordt het gebruikt?

Bitumen is een multifunctioneel materiaal dat in een breed scala aan klussen wordt gebruikt. Met deze stof geïmpregneerde materialen zijn absoluut ongevoelig voor de inwerking van water, stoom en vocht. Deze eigenschap is het meest populair onder de kenmerken van bitumen.

De geschiedenis van de oorsprong van bitumen

Natuurlijk bitumen is nog steeds bekend bij de mensheid sinds het neolithicum... Bij de opgravingen zijn meer dan eens speren gevonden, waarbij de punten met behulp van dit materiaal aan de basis werden bevestigd. Even later werden ook andere instrumenten aan elkaar vastgemaakt. Bitumineuze gebruiksvoorwerpen gingen aan aardewerk vooraf.

In een meer beschaafd tijdperk in Mesopotamië bitumen werd gebruikt als lijm in mozaïeken. Areology gelooft dat tegelijkertijd het materiaal begon te worden gebruikt voor waterdichting... Mesopotamië exporteerde het naar andere landen.

Natuurlijke en kunstmatige bitumen wordt tegenwoordig veel gebruikt. Het deel van asfalt en werd gebruikt bij de aanleg van alle bestaande wegen. Er worden verschillende soorten composities gebruikt voor alle waterdichtingswerken: bij het bouwen van funderingen, het plaatsen van muren, dakbedekking. Er worden harde materiële modificaties gebruikt in de elektrische en gieterij-industrie.

Bitumen wordt gewonnen uit bitumineuze gesteenten. De productie bedraagt ​​maximaal 115 miljoen ton per jaar. Niet minder volume wordt gecreëerd door een kunstmatige versie die wordt verkregen door olie, schalie en steenkool te verwerken.

Belangrijkste eigenschappen en kenmerken:

Bitumen of bergteer - mengsel van koolwaterstoffen en hun derivaten - stikstofhoudend, zwavelhoudend, metaalhoudend. Het is een vaste of zeer stroperige harsachtige substantie. Volledig onoplosbaar in water, maar gedeeltelijk oplosbaar in benzeen, chloroform en enkele andere oplosmiddelen.

Deze gevarieerde mix van koolhydraten zorgt voor een grote verscheidenheid aan fysische en chemische eigenschappen van het mengsel... De meest interessante vanuit het oogpunt van de gebruiker zijn de volgende.

• Dichtheid bitumen - varieert van 0,95 tot 1,50 g / cm³ afhankelijk van de oorsprong en het type.
• Warmtegeleiding typisch voor amorfe stoffen - 0,5-0,6 W / m * K. De warmtecapaciteit is 1,8–1,97 kJ / kg • ° С. Het kan niet worden gebruikt als warmte-isolerend materiaal, maar het helpt om warmte vast te houden als onderdeel van een bouwconstructie.
• Een van de belangrijkste eigenschappen van de compositie - amorfheid... Omdat het vast is, vertoont het de eigenschappen van een vloeistof. Bij verhitting wordt het vloeibaar, kan het worden bevochtigd en geïmpregneerd met vaste oppervlakken. Bij afkoeling stolt het. Het proces gaat gepaard met polymerisatie, zodat voorwerpen die ermee bevochtigd zijn, zeer stevig aan elkaar kleven.
• Smelttemperatuur bitumen is afhankelijk van de samenstelling, varieert van +160 tot + 200 ° . Het proces verloopt geleidelijk.
• Het materiaal is diëlektricum en kan worden gebruikt bij de opstelling van isolatie.
• bitumen heeft geen interactie met water en lost er niet in op... Na uitharding vormt het een ondoordringbare, niet-poreuze laag.
• Bestand tegen de meeste zuren, logen en zoutoplossingen, maar niet bestand tegen organische oplosmiddelen zoals benzine, aceton, benzeen. Bitumenimpregnering maakt beton, stalen buizen, constructies van gewapend beton bestand tegen een chemisch agressieve omgeving.
• Bitumen wordt gekenmerkt door een fenomeen als: veroudering... Onder invloed van zonlicht en zuurstof uit de lucht verandert het materiaal geleidelijk van samenstelling.Het gehalte aan harsen en oliën neemt af, hydrofobiciteit en elasticiteit nemen af.

Fysische en chemische eigenschappen van bitumen zijn grotendeels afhankelijk van de samenstelling. Het is belangrijk om aandacht te besteden aan het merk van de stof en rekening te houden met de kenmerken ervan bij het kiezen.

Classificatie

De classificatie van bitumen is zeer divers en wordt voornamelijk geassocieerd met: afspraak... Op basis hiervan worden ze onderscheiden:

• gebouw - BN, gebruikt voor waterdichting, mastiek, als grondstof voor de vervaardiging van andere materialen;
• dakbedekking - BNK, gebruikt voor de productie van zachte dakbedekkingsmaterialen, zoals ondulin, shingles;
• weg - BND, gebruikt bij het leggen en produceren van asfaltbeton.

De belangrijkste classificatie is gerelateerd aan de oorsprong van het materiaal. Er zijn 2 grote groepen.

natuurlijk - Het wordt gewonnen uit bitumineuze gesteenten door kokend water of oplossen in oplosmiddelen. Waaronder:

• schoon bitumen - met een aandeel minerale onzuiverheden van niet meer dan 10%;
• asfalt rotsen - dolomieten, kalksteen die de stof bevat;
• asfaltieten - hoogsmeltend bitumen;
• asfalt - een mengsel van asfaltmateriaal en mineralen.

Aangezien de kosten en sommige kenmerken worden beïnvloed door: methode om te verkrijgenverdeel natuurbitumen op deze manier:

• reservoir - opgenomen in de samenstelling van het gesteente en ontwikkeld volgens de mijn- of dagbouwmethode;
• oppervlakkig - bitumen komt naar de oppervlakte, meestal zijn dit niet erg zuivere mengsels;
• ader - pure mengsels met een kleine hoeveelheid onzuiverheden.

De laatste materialen hoeven praktisch niet te worden gereinigd en verwerkt, andere - asfaltieten, asfaltrotsen - moeten worden verwerkt.

Kunstbitumen - een product verkregen door sublimatie van olie en zijn componenten. Meestal is de grondstof voor hen teer - een harsachtig residu met vaste deeltjes. Hieruit wordt een vaste of halfvaste versie verkregen. Kunstmatige aanpassingen zijn onder meer:

• stookolie - vloeibare restanten van oliesublimatie;
• olieteer - het resultaat van destillatie van stookolie uit oliecomponenten;
• zure olieslib - ze worden verkregen door smeeroliën te zuiveren met zwavelzuur;
• aardoliebitumen - ontstaan ​​als fractie bij de destillatie van aardolieproducten.

In tegenstelling tot natuurlijk bitumen lopen de eigenschappen van kunstbitumen meer uiteen. Afhankelijk van de productietechnologie kan een samenstelling met strikt gespecificeerde eigenschappen worden verkregen.

Natuurlijk bitumen

Natuurlijk materiaal is inbegrepen in de samenstelling van fossiele brandstoffen... Meestal moet het worden schoongemaakt en gerecycled. In vergelijking met kunstmatige heeft het geen waardevollere eigenschappen. Het is echter moeilijker om natuurlijk materiaal te modificeren door bepaalde stoffen toe te voegen.

Structuur

De samenstelling van bitumen in fracties van elementen ziet er als volgt uit: 70-87% koolstof, 8-12% waterstof, 0,5-7% zwavel... Dat zegt de consument echter niet veel. Een meer informatieve opsomming van de componenten van het mengsel is:

• aardolie - van 30 tot 60% geven ze onder invloed van temperatuur viscositeit en plasticiteit aan de samenstelling;
• harsen - van 20 tot 40%, bepaal de lijmeigenschappen;
• carbiden, carbenen, asfalt-tenes - hun inhoud bereikt 40%, zorgt voor hardheid en vuurvastheid;
• asfalteenzuren - 3%, fungeren als oppervlakteactieve stoffen.

Mengsels kunnen andere stoffen bevatten, meestal minerale additieven.

Hoe wordt het gedolven?

Algemeen productie- en verwerkingsschema: bitumineuze gesteenten zien er als volgt uit:

• winning van gesteente;
• scheiding van grondstoffen in organische en minerale delen;
• transport van het product;
• bitumen verwerking.

De laatste 3 etappes zijn bijna hetzelfde. Mijnbouw verschilt onder verschillende omstandigheden van beddengoed. Onderscheiden 3 methoden:.

• Steengroeve of mijnbehandelingsinstallatie - het gesteente wordt opgenomen, het bitumenmengsel wordt geëxtraheerd met een oplosmiddel of door koken om een ​​emulsie te verkrijgen. De mijnbouwmethode wordt gebruikt om gesteente te winnen dat ten minste 10% van het materiaal bevat en niet dieper is dan 90 m.
• Mijnafvoer - bitumen gaat door de zwaartekracht omhoog door het systeem van oplopende afvoerkanalen. Deze optie wordt gebruikt bij de productie van vloeibare mengsels met een diepte van meer dan 100 m.
• Downhole in-situ - de rotsen worden thermisch of anderszins aangetast door putten die van bovenaf worden geboord. De herstelfactor is niet meer dan 30%, dus deze methode wordt zelden gebruikt.

Natuurlijk bitumen is geen commercieel product zoals gas of olie. Het heeft verwerking nodig.

Waar wordt gebruikt

De toepassingsgebieden van natuurlijk bitumen zijn te danken aan zijn eigenschappen. Het is gebruikt:

• voor isolatie tijdens de constructie van gebouwen, wegen, andere constructies, evenals voor het leggen van verschillende soorten pijpleidingen;
• bij de productie van asfaltbeton;
• bij de vervaardiging van batterijmastiek;
• in de kabel- en verf- en lakindustrie;
• na ontvangst van dakbedekking.

Bitumen wordt gebruikt in andere gebieden zoals de tuinbouw.

Chemische bitumen

Dergelijk materiaal wordt niet gewonnen, maar geproduceerd. De grondstof daarvoor zijn de residuen die worden verkregen na de destillatie van olie., wat de kosten van het product aanzienlijk verlaagt. In dit geval wordt het mogelijk om het mengsel te modificeren, omdat de eigenschappen ervan afhangen van de samenstelling en bereidingswijze.

Productie Technologie

Een kunstmatige versie wordt op verschillende manieren verkregen. Door technologie worden ook de soorten kunstbitumen onderscheiden.

• residu - geproduceerd door diepvacuümstrippen op speciale apparaten. De grondstof is brandstof- en smeermiddelfracties uit olie met een hoog harsgehalte. Het product wordt verkregen als een vaste, enigszins viskeus.
• geoxideerd - wordt verkregen door met zuurstof te blazen van teerolieresten. Tegelijkertijd neemt de viscositeit in het mengsel toe, wordt het geoxideerd en verdicht. Deze modificatie is elastischer en beter bestand tegen hitte dan natuurlijk.
• kraken - geproduceerd door de ontleding van ruwe olie olie bij de productie van benzine. De residuen worden geoxideerd. Het product is zeer kwetsbaar en niet populair.
• samengesteld - het wordt verkregen door de residuen van de destillatie van olie te mengen. De technologie omvat de toevoeging van teer, lichte olie, oliën en andere fracties om bitumen met gespecificeerde eigenschappen te verkrijgen. Deze methode is universeel.

Ook worden vloeibare bitumen geïsoleerd, verkregen door vaste bitumen vloeibaar te maken. Aan het mengsel worden stookolie en zeer harsachtige olie toegevoegd. Vloeibare stoffen worden vaker gebruikt voor impregnatie.

Elementaire en componentsamenstelling

Elementaire formule kunstbitumen verschilt niet van natuurlijk - het zijn olieproducten, hoewel ze volgens verschillende schema's worden geproduceerd.

Component samenstelling is ook dichtbij. De mogelijkheid om het gehalte aan verschillende bestanddelen in kunstbitumen te variëren, maakt sommige bestanddelen echter belangrijker.

• Oliën - de lichtste fractie. Hoe hoger het oliegehalte, hoe elastischer en stroperiger bitumen wordt verkregen en hoe lager het verwekingspunt. Tegelijkertijd beïnvloedt olie - mono-, bi-, polycyclisch - de kwaliteit van het mengsel op verschillende manieren.
• Paraffine-nafteenhoudende koolwaterstoffen - de belangrijkste weekmaker. De eigenschappen worden het meest beïnvloed door harde paraffinen, deze mogen niet meer dan 3-6% in het mengsel zijn. Met een toename van het aandeel nemen de structurele en mechanische kenmerken af.
• Aromatische koolwaterstoffen - er zijn er meestal weinig, dus ze hebben geen invloed op de eigenschappen.
• Harsen - het belangrijkste structurele element. Ze bevatten vaak tot 10% zwavel en tot 25% stikstof.
• Asfaltzuren - wanneer het materiaal smelt, ontbinden ze, maar veranderen niet in een vloeibare toestand. Onder invloed van zonlicht worden ze onoplosbaar. Dit zorgt voor de veroudering van bitumineuze coatings.

Samengesteld bitumen is het meest interessant vanuit het oogpunt van samenstelling, omdat wanneer het wordt verkregen, het mogelijk is om een ​​modificator toe te voegen, waardoor de kenmerken ervan veranderen.

Kunstbitumen wordt in dezelfde werken gebruikt als natuurlijk.

Markeren en decoderen van materiaal

Geef bij het etiketteren van het product het volgende aan.

• 2 of 3 letters aan het begin geven de toepassing van het materiaal aan. BN - petroleumbitumen, duidt op een bouwwijziging. BNK - dakbedekking, BND - weg.
• De cijfers na de afkorting en geschreven met een schuine streep naar voren geven penetratie aan... Dit is de penetratiediepte van de naald van het materiaal met 0,1 mm bij + 25 ° C en bij 0 ° C. De indicator laat zien hoe de hardheid en elasticiteit van het materiaal verandert onder invloed van temperatuur.

Soms verschijnen er extra letters in de markering. Ze duiden op additieven die de eigenschappen van bitumen beïnvloeden.

Toepassingstechnologie

Vloeibare bitumen komt vaak voor coating waterdicht maken... De technologie bevat enkele functies.

1. Beton oppervlakte voor het coaten heb je nodig: Doorzichtig, vrij van holtes met luchtbellen, scherpe uitsteeksels en deuken in de voegen van de bekisting verwijderen. Hiervoor worden fijnkorrelige cementsamenstellingen of droogbouwmengsels gebruikt.
2. Droog het oppervlak. Een vochtgehalte van maximaal 4% is toegestaan.
3. Aanbevolen behandel het oppervlak met een bitumineuze primer (klassen BN70 / 30, BN 90/10). Breng een primer aan in 1 laag. Op plaatsen waar cement-zandmortel aangrenzend, in 2 lagen.
4. bitumineus de mastiek wordt aan de vochtinbrengende kant geplaatst... Het wordt in stroken aangebracht - met een spatel, roller, in bulk. De laag moet uniform van dikte en doorlopend zijn.
5. Breng mastiek aan naar beneden. Het is belangrijk.
6. Volgende laag bitumen wordt aangebracht na volledige uitharding en droging van de vorige.

Een laag wordt als droog beschouwd als er bij het aanbrengen geen sporen op het wattenstaafje achterblijven.

Transport en opslag

Bitumineuze mengsels bewaren in cilindrische vaten... Deze laatste kan verticaal en horizontaal worden geplaatst. Als het product lange tijd wordt opgeslagen, zijn de containers voorzien van: verwarmingssystemen... De voorkeur gaat uit naar horizontale opties, omdat hier de verdamping van vocht leidt tot het verschijnen van een korst op het oppervlak van de massa, die verdere verdamping voorkomt.

Als het bitumineuze mengsel onbeweeglijk wordt opgeslagen, veranderen de eigenschappen ervan niet. Bij het circuleren tijdens de levering aan de pijpleiding veranderen de eigenschappen door oxidatie.

Transportbitumen in speciale auto- en spoorwegtanks... Het materiaal is brandbaar, dus de containers moeten exact voldoen aan de eisen van GOST.