Ce este bitumul și pentru ce se folosește

Bitumul este un material multifuncțional utilizat într-o mare varietate de locuri de muncă. Materialele impregnate cu această substanță sunt absolut insensibile la acțiunea apei, a aburului și a umezelii. Această proprietate este cea mai populară dintre caracteristicile bitumului.

Istoria originii bitumului

Bitumul natural este încă cunoscut omenirii încă din neolitic... În săpături, au fost găsite sulițe de mai multe ori, în care vârfurile au fost atașate la bază cu ajutorul acestui material. Puțin mai târziu, alte instrumente au fost, de asemenea, fixate împreună. Ustensilele bituminoase au precedat faianța.

Într-o eră mai civilizată în Mesopotamia bitumul a fost folosit ca adeziv în mozaicuri. Areologia crede că, în același timp, materialul a început să fie folosit pentru impermeabilizare... Mesopotamia l-a exportat în alte țări.

Bitumul natural și artificial este utilizat pe scară largă astăzi. Aceasta o parte din asfalt și a fost utilizat la construcția tuturor drumurilor existente. Sunt utilizate compoziții de diferite tipuri pentru orice lucrare de impermeabilizare: atunci când construiți fundații, ridicați pereți, acoperișuri. Sunt utilizate modificări ale materialului dur în industria electrică și turnătorie.

Bitumul este extras din roci bituminoase. Producția sa este de până la 115 milioane de tone pe an. Nu mai puțin volum este creat de o versiune artificială obținută prin prelucrarea uleiului, șistului și cărbunelui.

Principalele proprietăți și caracteristici

Bitum sau gudron de munte - amestec de hidrocarburi și derivații acestora - azotat, sulfuros, conținând metal. Este o substanță rășinoasă solidă sau foarte vâscoasă. Complet insolubil în apă, dar parțial solubil în benzen, cloroform și alți solvenți.

Acest amestec variat de carbohidrați oferă o mare varietate de proprietățile fizice și chimice ale amestecului... Cele mai interesante din punctul de vedere al utilizatorului sunt următoarele.

• Densitate bitum - variază de la 0,95 la 1,50 g / cm³ în funcție de origine și tip.
• Conductivitate termică tipic pentru substanțe amorfe - 0,5-0,6 W / m * K. Capacitatea de căldură este de 1,8-1,97 kJ / kg • ° С. Nu poate fi folosit ca material termoizolant, cu toate acestea, ajută la reținerea căldurii ca parte a unei structuri a clădirii.
• Una dintre principalele proprietăți ale compoziției este amorful... Fiind solid, prezintă proprietățile unui lichid. Când este încălzit, devine lichid, poate fi udat și impregnat cu suprafețe solide. Când este răcit, se solidifică. Procesul este însoțit de polimerizare, astfel încât obiectele umezite cu el se lipesc foarte ferm.
• Temperatură de topire bitumul depinde de compoziție, variază de la +160 la + 200 ° С. Procesul are loc treptat.
• Materialul este dielectric și poate fi utilizat în amenajarea izolației.
• Bitum nu interacționează cu apa și nu se dizolvă în ea... Când se vindecă, formează un strat impermeabil, ne poros.
• Rezistent la majoritatea acizilor, alcalinilor și soluțiilor saline, dar nu rezistă la solvenți organici precum benzina, acetonă, benzen. Impregnarea bitumului face ca betonul, țevile de oțel, structurile din beton armat să fie rezistente la un mediu chimic agresiv.
• Bitumul este caracterizat de un astfel de fenomen ca îmbătrânire... Sub influența soarelui și a oxigenului din aer, materialul își schimbă treptat compoziția.Conținutul de rășini și uleiuri scade, hidrofobia și elasticitatea scad.

Proprietățile fizice și chimice ale bitumului depind în mare măsură de compoziția sa. Este important să acordați atenție mărcii substanței și să luați în considerare caracteristicile acesteia atunci când alegeți.

Clasificare

Clasificarea bitumului este foarte diversă și este în primul rând asociată cu programare... Pe această bază, se disting:

• clădire - BN, utilizat pentru hidroizolație, mastic, ca materie primă pentru fabricarea altor materiale;
• acoperiș - BNK, utilizat pentru producția de materiale moi pentru acoperiș, cum ar fi ondulina, șindrilă;
• drum - BND, utilizat la așezarea și producerea betonului asfaltic.

Clasificarea principală este legată de originea materialului. Există 2 grupuri mari.

Natural - Este extras din roci bituminoase prin fierberea apei sau dizolvarea în solvenți. Acestea includ:

• curat bitum - cu o pondere de impurități minerale care nu depășește 10%;
• asfalt roci - dolomiți, calcare care conțin substanța;
• asfaltite - bitum cu topire ridicată;
• asfalt - un amestec de material asfaltic și minerale.

Deoarece costul și unele caracteristici sunt afectate de metoda de obținereîmparte bitumul natural în acest fel:

• rezervor - inclus în compoziția rocii și dezvoltat prin metoda minelor sau a carierei deschise;
• superficial - iesirea bitumului la suprafata, cel mai adesea acestea nu sunt amestecuri foarte pure;
• venă - amestecuri pure cu o cantitate mică de impurități.

Ultimele materiale practic nu au nevoie de curățare și prelucrare, altele - asfaltite, roci asfaltice - necesită prelucrare.

Bitum artificial - un produs obținut prin sublimarea uleiului și a componentelor sale. Cel mai adesea, materia primă pentru acestea este gudronul - un reziduu rășinos cu particule solide. Din aceasta, se obține o versiune solidă sau semi-solidă. Modificările artificiale includ:

• uleiuri combustibile - reziduuri lichide de sublimare a uleiului;
• gudron de petrol - rezultatul distilării păcurii din componentele uleiului;
• nămol de ulei acid - se obțin prin purificarea uleiurilor lubrifiante cu acid sulfuric;
• bitum de petrol - format ca fracție în timpul distilării produselor petroliere.

Spre deosebire de bitumul natural, proprietățile bitumului artificial variază mai mult. În funcție de tehnologia de producție, se poate obține o compoziție cu proprietăți strict specificate.

Bitum natural

Materialul natural este inclus în compoziția combustibililor fosili... Cel mai adesea trebuie curățat și reciclat. În comparație cu cele artificiale, nu are calități mai valoroase. Cu toate acestea, este mai dificil de modificat materialul natural prin adăugarea anumitor substanțe.

Structura

Compoziția bitumului în fracțiuni de elemente arată astfel: 70-87% carbon, 8-12% hidrogen, 0,5-7% sulf... Cu toate acestea, acest lucru nu spune consumatorului prea multe. O enumerare mai informativă a componentelor amestecului este:

• uleiuri petroliere - de la 30 la 60%, conferă vâscozității și plasticității compoziției sub influența temperaturii;
• rășini - de la 20 la 40%, determinați proprietățile adezive;
• carburi, carbene, asfalt-tene - conținutul lor atinge 40%, oferă duritate și refractare;
• acizi asfaltenici - 3%, acționează ca agenți tensioactivi.

Amestecurile pot include alte substanțe, cel mai adesea aditivi minerali.

Cum este minat

General schema de producție și prelucrare rocile bituminoase arată astfel:

• extragerea rocii;
• separarea materiilor prime în părți organice și minerale;
• transportul produsului;
• prelucrarea bitumului.

Ultimele 3 etape sunt aproape la fel. Minerit diferă în diferite condiții de așternut. Distinge 3 metode.

• Stație de tratare a carierei sau a minei - roca este preluată, amestecul de bitum este extras cu un solvent sau prin fierbere pentru a obține o emulsie. Metoda minieră este utilizată pentru a extrage roci care conțin cel puțin 10% din material și care nu au o adâncime mai mare de 90 m.
• Drenajul minelor - bitumul curge în sus prin sistemul de canale ascendente de drenaj prin gravitație. Această opțiune este utilizată la producerea de amestecuri lichide cu o adâncime mai mare de 100 m.
• Downhole in-situ - rocile sunt afectate termic sau altfel prin sondele forate de sus. Factorul de recuperare nu depășește 30%, deci această metodă este rar utilizată.

Bitumul natural nu este un produs comercial precum gazul sau petrolul. Are nevoie de procesare.

Unde este folosit

Domeniile de utilizare a bitumului natural se datorează proprietăților sale. Este folosit:

• pentru izolare în timpul construcției de clădiri, drumuri, alte structuri, precum și pentru așezarea conductelor de diferite tipuri;
• în producția de beton asfaltic;
• la fabricarea masticilor pentru baterii;
• în industria cablurilor și vopselei și lacurilor;
• la primirea materialelor pentru acoperișuri.

Bitumul este utilizat în alte domenii, cum ar fi horticultura.

Bitum chimic

Un astfel de material nu este exploatat, ci produs. Materia primă pentru aceasta este reziduurile obținute după distilarea uleiului., ceea ce reduce semnificativ costul produsului. În acest caz, devine posibilă modificarea amestecului, deoarece proprietățile sale depind de compoziția și metoda de preparare.

Tehnologie de producție

O versiune artificială este obținută prin mai multe metode. Prin tehnologie, se disting și tipurile de bitum artificial.

• Rezidual - produs prin decupare sub vid profund pe dispozitive speciale. Materia primă este fracția de combustibil și lubrifiant din ulei cu un conținut ridicat de rășină. Produsul se obține ca un solid, ușor vâscos.
• Oxidat - se obține prin suflarea cu oxigen a reziduurilor de ulei de gudron. În același timp, vâscozitatea crește în amestec, este oxidată și compactată. Această modificare este mai elastică și mai rezistentă la căldură decât cea naturală.
• Cracare - produs prin descompunerea țițeiului în producția de benzină. Reziduurile sunt oxidate. Produsul este extrem de fragil și nu este popular.
• Compus - se obține prin amestecarea reziduurilor distilării uleiului. Tehnologia implică adăugarea de gudron, ulei ușor, uleiuri și alte fracțiuni pentru a obține bitum cu proprietăți specificate. Această metodă este universală.

Se izolează și bitumul lichid, obținut prin lichefierea celor solide. La amestec se adaugă păcură și ulei foarte rășinos. Substanțele lichide sunt mai des utilizate pentru impregnare.

Compoziția elementară și componentă

Formula elementară bitumul artificial nu este diferit de cel natural - sunt produse petroliere, deși sunt produse în conformitate cu scheme diferite.

Compoziția componentelor este, de asemenea, aproape. Cu toate acestea, capacitatea de a varia conținutul diferiților constituenți din bitumul artificial face unii constituenți mai semnificativi.

• Uleiuri - cea mai ușoară fracțiune. Cu cât este mai mare proporția de ulei, cu atât se obține bitum mai elastic și vâscos și cu atât este mai scăzut punctul său de înmuiere. În același timp, uleiul - mono-, bi-, policiclic - afectează calitatea amestecului în moduri diferite.
• Hidrocarburi parafină-naftenice - plastifiantul principal. Proprietățile sunt cel mai influențate de parafine dure, acestea nu trebuie să depășească 3-6% în amestec. Odată cu creșterea proporției, caracteristicile structurale și mecanice scad.
• Hidrocarburi aromatice - sunt de obicei puține, deci nu afectează proprietățile.
• Rășini - principalul element structural. Adesea conțin până la 10% sulf și până la 25% azot.
• Acizi asfaltici - când materialul se topește, se descompun, dar nu se transformă într-o stare lichidă. Sub influența luminii solare, acestea devin insolubile. Acest lucru asigură îmbătrânirea acoperirilor bituminoase.

Bitumul compus este cel mai interesant din punct de vedere al compoziției, deoarece atunci când este obținut, este posibil să se adauge un modificator, schimbându-i caracteristicile.

Bitumul artificial este utilizat în aceleași lucrări ca și cel natural.

Marcarea și decodarea materialului

Când etichetați produsul, indicați următoarele.

• 2 sau 3 litere la început indică aplicarea materialului. BN - bitum de petrol, indică o modificare a clădirii. BNK - acoperiș, BND - drum.
• Numerele care urmează abrevierii și care sunt scrise cu o bară înainte indică penetrarea... Aceasta este adâncimea de penetrare a acului materialului cu 0,1 mm la + 25 ° C și la 0 ° C. Indicatorul demonstrează modul în care duritatea și elasticitatea materialului se schimbă sub influența temperaturii.

Uneori, în marcaj apar litere suplimentare. Acestea indică aditivi care afectează proprietățile bitumului.

Tehnologie de aplicare

Apare adesea bitum lichid hidroizolarea acoperirii... Tehnologia include unele caracteristici.

1. Beton suprafaţă înainte de acoperire aveți nevoie clar, fără cavități cu bule, îndepărtați proeminențele ascuțite și loviturile din articulațiile cofrajului. Pentru aceasta, se utilizează compoziții de ciment cu granulație fină sau amestecuri de construcții uscate.
2. Uscați suprafața. Este permis conținutul de umiditate care nu depășește 4%.
3. Recomandat tratați suprafața cu un grund bituminos (clasele BN70 / 30, BN 90/10). Aplicați un grund în 1 strat. În zonele în care se alătură mortar de ciment-nisip, în 2 straturi.
4. Bituminos masticul este plasat pe partea hidratantă... Se aplică în benzi - cu o spatulă, cu role, în vrac. Stratul trebuie să fie uniform ca grosime și continuu.
5. Aplică mastic jos sus. Este important.
6. Stratul următor bitumul se aplică după întărirea completă și uscarea celei anterioare.

Un strat este considerat uscat dacă nu se lasă urme pe el când se aplică tamponul de bumbac.

Transport și depozitare

Păstrați amestecurile bituminoase în vase cilindrice... Acesta din urmă poate fi localizat pe verticală și orizontală. Dacă produsul este depozitat mult timp, recipientele sunt echipate cu sisteme de încălzire... Se preferă opțiunile orizontale, deoarece aici evaporarea umidității duce la apariția unei cruste pe suprafața masei, ceea ce previne evaporarea ulterioară.

Dacă amestecul bituminos este stocat nemișcat, proprietățile sale nu se schimbă. Când circulă în timpul livrării la conductă, calitățile se schimbă datorită oxidării.

Bitum de transport în tancuri speciale de automobile și căi ferate... Materialul este inflamabil, astfel încât recipientele trebuie să îndeplinească exact cerințele GOST.