Co to jest bitum i do czego służy

Bitum to wielofunkcyjny materiał stosowany w wielu różnych pracach. Materiały impregnowane tą substancją są absolutnie niewrażliwe na działanie wody, pary i wilgoci. Ta właściwość jest najbardziej popularna wśród cech asfaltu.

Historia powstania bitumu

Naturalny bitum jest nadal znany ludzkości od neolitu... W wykopaliskach niejednokrotnie znajdowano włócznie, w których czubki mocowano do podstawy za pomocą tego materiału. Nieco później spięto również inne instrumenty. Naczynia bitumiczne poprzedzały ceramikę.

W bardziej cywilizowanej epoce w Mezopotamii bitum był używany jako klej w mozaikach. Areologia uważa, że ​​jednocześnie materiał zaczął być używany do hydroizolacji... Mezopotamia wyeksportowała go do innych krajów.

Bitum naturalny i sztuczny jest dziś szeroko stosowany. To część asfaltu i został wykorzystany przy budowie wszystkich istniejących dróg. Używane są kompozycje różnych typów do wszelkich prac hydroizolacyjnych: podczas budowy fundamentów, wznoszenia ścian, pokryć dachowych. Stosowane są modyfikacje materiałów twardych w przemyśle elektrycznym i odlewniczym.

Bitum pozyskiwany jest ze skał bitumicznych. Jego produkcja wynosi do 115 mln ton rocznie. Nie mniejszą objętość tworzy sztuczna wersja uzyskana z przerobu ropy naftowej, łupków i węgla.

Główne właściwości i cechy

Bitum lub smoła górska - mieszanina węglowodorów i ich pochodnych - azotowe, siarkowe, zawierające metale. Jest to stała lub bardzo lepka substancja żywiczna. Całkowicie nierozpuszczalny w wodzie, ale częściowo rozpuszczalny w benzenie, chloroformie i niektórych innych rozpuszczalnikach.

Ta zróżnicowana mieszanka węglowodanów zapewnia szeroką gamę właściwości fizyczne i chemiczne mieszaniny... Najciekawsze z punktu widzenia użytkownika są następujące.

• Gęstość bitum - waha się od 0,95 do 1,50 g/cm³ w zależności od pochodzenia i rodzaju.
• Przewodność cieplna typowy dla substancji amorficznych - 0,5-0,6 W/m*K. Pojemność cieplna wynosi 1,8-1,97 kJ / kg • ° С. Nie może być stosowany jako materiał termoizolacyjny, jednak pomaga zatrzymywać ciepło jako część konstrukcji budynku.
• Jedna z głównych właściwości kompozycji - amorficzność... Będąc w stanie stałym, wykazuje właściwości cieczy. Po podgrzaniu staje się płynny, można go zwilżać i impregnować stałymi powierzchniami. Po schłodzeniu krzepnie. Procesowi temu towarzyszy polimeryzacja, dzięki czemu zwilżone nim przedmioty sklejają się bardzo mocno.
• Temperatura topnienia bitum zależy od składu, waha się od +160 do + 200 ° C. Proces przebiega stopniowo.
• Materiał jest dielektryk i może być stosowany w układaniu izolacji.
• Bitum nie wchodzi w interakcje z wodą i nie rozpuszcza się w niej... Po utwardzeniu tworzy nieprzepuszczalną, nieporowatą warstwę.
• Odporny na większość kwasów, zasad i roztworów soli, ale nie jest odporny na rozpuszczalniki organiczne, takie jak benzyna, aceton, benzen. Impregnacja bitumiczna uodparnia beton, rury stalowe, konstrukcje żelbetowe na środowisko agresywne chemicznie.
• Asfalt charakteryzuje się takim zjawiskiem jak starzenie się... Pod wpływem światła słonecznego i tlenu z powietrza materiał stopniowo zmienia swój skład.Zmniejsza się zawartość żywic i olejów, zmniejsza się hydrofobowość i elastyczność.

Właściwości fizyczne i chemiczne asfaltu w dużej mierze zależą od jego składu. Ważne jest, aby przy wyborze zwracać uwagę na markę substancji i brać pod uwagę jej cechy.

Klasyfikacja

Klasyfikacja asfaltów jest bardzo zróżnicowana i wiąże się przede wszystkim z: spotkanie... Na tej podstawie rozróżnia się:

• budynek - BN, stosowany do hydroizolacji, mastyksu, jako surowiec do produkcji innych materiałów;
• zadaszenie - BNK, stosowany do produkcji miękkich pokryć dachowych, takich jak ondulina, gonty;
• Droga - BND, stosowany do układania i produkcji betonu asfaltowego.

Główna klasyfikacja związana jest z pochodzeniem materiału. Istnieją 2 duże grupy.

Naturalny - Pozyskuje się go ze skał bitumicznych przez gotowanie w wodzie lub rozpuszczanie w rozpuszczalnikach. Obejmują one:

• czysty bitum - z udziałem zanieczyszczeń mineralnych nie przekraczającym 10%;
• asfalt skały - dolomity, wapienie zawierające substancję;
• asfaltyty - bitum wysokotopliwy;
• asfalt - mieszanka materiału asfaltowego i minerałów.

Ponieważ koszt i niektóre cechy są uzależnione od metoda pozyskiwaniapodziel naturalny bitum w ten sposób:

• zbiornik - zawarte w składzie skały i opracowane metodą kopalnianą lub odkrywkową;
• powierzchowny - wyjście bitumu na powierzchnię, najczęściej są to niezbyt czyste mieszanki;
• żyła - czyste mieszanki z niewielką ilością zanieczyszczeń.

Te ostatnie materiały praktycznie nie wymagają czyszczenia i obróbki, inne - asfaltyty, skały asfaltowe - wymagają obróbki.

Sztuczny bitum - produkt otrzymywany przez sublimację oleju i jego składników. Najczęściej surowcem dla nich jest smoła - żywiczna pozostałość z cząstkami stałymi. Z niego uzyskuje się wersję stałą lub półstałą. Sztuczne modyfikacje obejmują:

• oleje opałowe - płynne pozostałości sublimacji olejowej;
• smoła olejna - wynik destylacji oleju opałowego ze składników olejowych;
• kwaśny osad olejowy - otrzymywane są poprzez oczyszczanie olejów smarowych kwasem siarkowym;
• bitum naftowy - powstają jako frakcja podczas destylacji produktów naftowych.

W przeciwieństwie do asfaltu naturalnego właściwości asfaltu sztucznego są bardziej zróżnicowane. W zależności od technologii produkcji można otrzymać kompozycję o ściśle określonych właściwościach.

Bitum naturalny

W zestawie naturalny materiał w składzie paliw kopalnych... Najczęściej trzeba go wyczyścić i poddać recyklingowi. W porównaniu do sztucznych nie posiada cenniejszych właściwości. Trudniej jest jednak zmodyfikować naturalny materiał poprzez dodanie pewnych substancji.

Struktura

Skład bitumu we frakcjach pierwiastków wygląda następująco: 70-87% węgla, 8-12% wodoru, 0,5-7% siarki... To jednak niewiele mówi konsumentowi. Bardziej pouczające wyliczenie składników mieszaniny to:

• oleje naftowe - od 30 do 60% nadają lepkość i plastyczność kompozycji pod wpływem temperatury;
• żywice - od 20 do 40% określić właściwości adhezyjne;
• węgliki, karbeny, asfalto-teny - ich zawartość sięga 40%, zapewniają twardość i ogniotrwałość;
• kwasy asfaltenowe - 3%, działają jako środki powierzchniowo czynne.

Mieszaniny mogą zawierać inne substancje, najczęściej dodatki mineralne.

Jak jest wydobywany

Generał schemat produkcji i przetwarzania skały bitumiczne wyglądają tak:

• wydobycie skały;
• rozdzielanie surowców na części organiczne i mineralne;
• transport produktu;
• przetwarzanie bitumu.

Ostatnie 3 etapy są prawie takie same. Górnictwo różni się w różnych warunkach ściółki. Rozróżniać 3 metody.

• Oczyszczalnia kamieniołomów lub kopalni - skała jest podnoszona, mieszanina bitumiczna jest ekstrahowana rozpuszczalnikiem lub przez gotowanie w celu uzyskania emulsji. Metoda górnicza służy do wydobywania skał zawierających co najmniej 10% materiału i występujących nie głębiej niż 90 m.
• Odwadnianie kopalni - bitum unosi się w górę systemem wznoszących się kanałów odwadniających grawitacyjnie. Ta opcja jest wykorzystywana do produkcji płynnych mieszanek o głębokości większej niż 100 m.
• Odwiert na miejscu - na skały wpływa termicznie lub w inny sposób odwierty wiercone od góry. Współczynnik odzyskiwania nie przekracza 30%, więc ta metoda jest rzadko stosowana.

Asfalt naturalny nie jest produktem handlowym, takim jak gaz czy ropa naftowa. Wymaga przetwarzania.

Gdzie jest używany

Obszary zastosowania asfaltu naturalnego wynikają z jego właściwości. To jest używane:

• do izolacji podczas budowy budynków, dróg, innych konstrukcji, a także do układania różnego rodzaju rurociągów;
• w produkcji betonu asfaltowego;
• w produkcji mastyksu akumulatorowego;
• w przemyśle kablowym i farbiarsko-lakierniczym;
• po otrzymaniu materiałów dachowych.

Bitum jest używany w innych dziedzinach, takich jak ogrodnictwo.

Asfalt chemiczny

Taki materiał nie jest wydobywany, ale produkowany. Surowcem do tego są pozostałości po destylacji oleju., co znacznie obniża koszt produktu. W takim przypadku możliwa staje się modyfikacja mieszaniny, ponieważ jej właściwości zależą od składu i sposobu przygotowania.

Technologia produkcji

Sztuczną wersję uzyskuje się kilkoma metodami. Według technologii rozróżnia się również rodzaje sztucznego bitumu.

• Pozostały - wytwarzany metodą głębokiego odpędzania próżniowego na specjalnych urządzeniach. Surowcem są frakcje paliw i smarów z oleju o wysokiej zawartości żywicy. Produkt otrzymuje się w postaci stałej, lekko lepkiej.
• Utleniony - otrzymywany jest przez przedmuchiwanie tlenem pozostałości oleju smołowego. Jednocześnie w mieszaninie wzrasta lepkość, jest ona utleniana i zagęszczana. Ta modyfikacja jest bardziej elastyczna i odporna na ciepło niż naturalna.
• Pękanie - wytwarzany przez rozkład ropy naftowej przy produkcji benzyn. Pozostałości są utlenione. Produkt jest bardzo kruchy i mało popularny.
• Złożony - otrzymuje się przez zmieszanie pozostałości po destylacji oleju. Technologia polega na dodawaniu smoły, oleju lekkiego, olejów i innych frakcji w celu uzyskania bitumu o określonych właściwościach. Ta metoda jest uniwersalna.

Izolowane są również asfalty płynne, otrzymywane przez upłynnianie bitumów stałych. Do mieszanki dodaje się olej opałowy i olej o dużej zawartości żywicy. Do impregnacji częściej stosuje się substancje płynne.

Skład elementarny i składowy

Formuła elementarna sztuczny bitum nie różni się od naturalnego - są to produkty naftowe, chociaż są produkowane według różnych schematów.

Skład składników jest również blisko. Jednak możliwość różnicowania zawartości różnych składników w sztucznym asfalcie sprawia, że ​​niektóre składniki mają większe znaczenie.

• Obrazy olejne - najlżejsza frakcja. Im wyższy udział oleju, tym bitum jest bardziej elastyczny i lepki, a temperatura mięknienia niższa. Jednocześnie olej – mono-, bi-, policykliczny – w różny sposób wpływa na jakość mieszanki.
• Węglowodory parafinowo-naftenowe - główny plastyfikator. Na właściwości największy wpływ mają parafiny twarde, ich zawartość w mieszaninie nie powinna przekraczać 3-6%. Wraz ze wzrostem proporcji zmniejszają się właściwości strukturalne i mechaniczne.
• Aromatyczne węglowodory - zazwyczaj jest ich niewiele, więc nie wpływają na właściwości.
• Żywice - główny element konstrukcyjny. Często zawierają do 10% siarki i do 25% azotu.
• Kwasy asfaltowe - gdy materiał topi się, rozkładają się, ale nie przechodzą w stan ciekły. Pod wpływem światła słonecznego stają się nierozpuszczalne. Zapewnia to starzenie się powłok bitumicznych.

Bitum złożony jest najbardziej interesujący z punktu widzenia składu, ponieważ po jego uzyskaniu można dodać modyfikator, zmieniając jego właściwości.

Sztuczny bitum jest używany w tych samych pracach, co naturalny.

Znakowanie i dekodowanie materiału

Podczas etykietowania produktu należy wskazać następujące elementy.

• 2 lub 3 litery na początku wskazują na zastosowanie materiału. BN - bitum naftowy, wskazuje na modyfikację budowlaną. BNK - zadaszenie, BND - droga.
• Liczby następujące po skrócie i napisane z ukośnikiem oznaczają penetrację... Jest to głębokość wnikania igły w materiał o 0,1 mm przy +25°C i przy 0°C. Wskaźnik pokazuje, jak zmienia się twardość i elastyczność materiału pod wpływem temperatury.

Czasami w oznaczeniu pojawiają się dodatkowe litery. Wskazują dodatki wpływające na właściwości asfaltu.

Technologia aplikacji

Często pojawia się płynny bitum hydroizolacja powłoki... Technologia zawiera pewne funkcje.

1. Beton powierzchnia przed powlekaniem, czego potrzebujesz jasny, wolne od wgłębień z bąbelkami, usunąć ostre występy i wgniecenia w spoinach szalunku. W tym celu stosuje się drobnoziarniste kompozycje cementowe lub suche mieszanki budowlane.
2. Wysuszyć powierzchnię. Dopuszczalna jest zawartość wilgoci nieprzekraczająca 4%.
3. Zalecana pokryj powierzchnię podkładem bitumicznym (gatunki BN70/30, BN 90/10). Nałóż podkład w 1 warstwie. W miejscach styku zaprawy cementowo-piaskowej w 2 warstwach.
4. Bitumiczny mastyk umieszczony jest po stronie nawilżającej... Nakłada się pasami - szpachelką, wałkiem, luzem. Warstwa powinna mieć jednolitą grubość i ciągłość.
5. Zastosuj mastyk dół w górę. To jest ważne.
6. Następna warstwa bitum nakłada się po całkowitym utwardzeniu i wyschnięciu poprzedniego.

Warstwę uważa się za suchą, jeśli po jej nałożeniu na waciku nie pozostały żadne ślady.

Transport i przechowywanie

Przechowuj mieszanki bitumiczne w naczyniach cylindrycznych... Te ostatnie mogą znajdować się w pionie i poziomie. Jeśli produkt jest przechowywany przez dłuższy czas, pojemniki są wyposażone w systemy grzewcze... Preferowane są opcje poziome, ponieważ tutaj parowanie wilgoci prowadzi do pojawienia się skorupy na powierzchni masy, co zapobiega dalszemu parowaniu.

Jeśli mieszanka bitumiczna jest przechowywana w bezruchu, jej właściwości się nie zmieniają. Podczas cyrkulacji podczas dostawy do rurociągu właściwości zmieniają się z powodu utleniania.

Bitumy transportowe w specjalnych cysternach samochodowych i kolejowych... Materiał jest łatwopalny, więc pojemniki muszą dokładnie spełniać wymagania GOST.