Čo je bitúmen a na čo sa používa

Bitúmen je multifunkčný materiál používaný pri najrôznejších prácach. Materiály impregnované touto látkou sú absolútne necitlivé na pôsobenie vody, pary a vlhkosti. Táto vlastnosť je najpopulárnejšia medzi charakteristikami bitúmenu.

História pôvodu bitúmenu

Prírodný bitúmen je ľudstvu stále známy od neolitu... Vo vykopávkach sa viackrát našli oštepy, pri ktorých sa pomocou tohto materiálu hroty pripevnili k základni. O niečo neskôr boli k sebe pripevnené aj ďalšie nástroje. Hlinený riad predchádzal bitúmenový riad.

V civilizovanejšej ére v Mezopotámii bitúmen bol použitý ako lepidlo v mozaikách. Areológia verí, že zároveň materiál sa začali používať na hydroizoláciu... Mezopotámia ho vyvážala do ďalších krajín.

Prírodný a umelý bitúmen sa dnes široko používa. To časť asfaltu a bol použitý pri stavbe všetkých existujúcich komunikácií. Používajú sa kompozície rôznych typov pre akékoľvek hydroizolačné práce: pri stavaní základov, stavaní múrov, strešnej krytiny. Používajú sa úpravy tvrdého materiálu v elektrotechnickom a zlievarenskom priemysle.

Bitúmen sa získava z bitúmenových hornín. Jeho produkcia je až 115 miliónov ton ročne. Nemenší objem vytvára umelá verzia získaná spracovaním ropy, bridlice a uhlia.

Hlavné vlastnosti a vlastnosti

Bitúmen alebo horský decht - zmes uhľovodíkov a ich derivátov - dusíkatý, sírový, obsahujúci kovy. Je to tuhá alebo vysoko viskózna živicová látka. Je úplne nerozpustný vo vode, ale čiastočne rozpustný v benzéne, chloroforme a niektorých ďalších rozpúšťadlách.

Táto rozmanitá zmes sacharidov poskytuje širokú škálu fyzikálne a chemické vlastnosti zmesi... Najzaujímavejšie z pohľadu používateľa sú nasledujúce.

• Hustota bitúmen - pohybuje sa od 0,95 do 1,50 g / cm³ v závislosti od pôvodu a typu.
• Tepelná vodivosť typické pre amorfné látky - 0,5-0,6 W / m * K. Tepelná kapacita je 1,8–1,97 kJ / kg • ° С. Nemôže sa použiť ako tepelnoizolačný materiál, pomáha však udržiavať teplo ako súčasť stavebnej konštrukcie.
• Jednou z hlavných vlastností kompozície - amorfnosť... Je tuhý, vykazuje vlastnosti kvapaliny. Po zahriatí sa stáva tekutým, je možné ho navlhčiť a impregnovať pevnými povrchmi. Po vychladnutí stuhne. Proces je sprevádzaný polymerizáciou, takže predmety ním navlhčené sa držia veľmi pevne spolu.
• Teplota topenia bitúmen závisí od zloženia, pohybuje sa od +160 do + 200 ° C. Proces prebieha postupne.
• Materiál je dielektrikum a môžu byť použité pri usporiadaní izolácie.
• Bitúmen neinteraguje s vodou a nerozpúšťa sa v nej... Po vytvrdnutí vytvára nepriepustnú neporéznu vrstvu.
• Odolný voči väčšine kyselín, zásad a soľným roztokom, ale nie sú odolné voči organickým rozpúšťadlám ako benzín, acetón, benzén. Impregnácia bitúmenom robí betón, oceľové rúry, železobetónové konštrukcie odolné voči chemicky agresívnemu prostrediu.
• Pre bitúmen je charakteristický taký jav ako starnutie... Pod vplyvom slnečného žiarenia a kyslíka zo vzduchu materiál postupne mení svoje zloženie.Znižuje sa obsah živíc a olejov, klesá hydrofóbnosť a elasticita.

Fyzikálne a chemické vlastnosti bitúmenu vo veľkej miere závisia od jeho zloženia. Je dôležité venovať pozornosť značke látky a pri výbere zohľadniť jej vlastnosti.

Klasifikácia

Klasifikácia bitúmenu je veľmi rôznorodá a je primárne spojená s vymenovanie... Na tomto základe sa rozlišujú:

• budova - BN, ktorý sa používa na hydroizoláciu tmelu ako surovina na výrobu iných materiálov;
• strešná krytina - BNK, ktorý sa používa na výrobu mäkkých strešných materiálov, ako je ondulín, šindle;
• cesta - BND, používaný pri kladení a výrobe asfaltového betónu.

Hlavná klasifikácia súvisí s pôvodom materiálu. Existujú 2 veľké skupiny.

Prírodné - Extrahuje sa z bitúmenových hornín varením vo vode alebo rozpustením v rozpúšťadlách. Tie obsahujú:

• čistý bitúmen - s podielom minerálnych nečistôt nepresahujúcim 10%;
• asfalt horniny - dolomity, vápence obsahujúce látku;
• asfaltity - vysokotaviteľný bitúmen;
• asfalt - zmes asfaltového materiálu a minerálov.

Pretože náklady a niektoré vlastnosti sú ovplyvnené spôsob získaniarozdeliť prírodný bitúmen takto:

• nádrž - zahrnuté v zložení horniny a vyvinuté banskou alebo povrchovou metódou;
• povrchný - bitúmenový výstup na povrch, najčastejšie to nie sú veľmi čisté zmesi;
• žila - čisté zmesi s malým množstvom nečistôt.

Posledné uvedené materiály prakticky nepotrebujú čistenie a spracovanie, iné - asfaltity, asfaltové horniny - si vyžadujú spracovanie.

Umelý bitúmen - výrobok získaný sublimáciou oleja a jeho zložiek. Najčastejšie je ich surovinou decht - zvyšky živice s pevnými časticami. Z neho sa získa pevná alebo polotuhá verzia. Medzi umelé úpravy patria:

• olejové vykurovacie oleje - tekuté zvyšky sublimácie oleja;
• olejový decht - výsledok destilácie vykurovacieho oleja z ropných zložiek;
• kal z kyslého oleja - získavajú sa čistením mazacích olejov kyselinou sírovou;
• ropný bitúmen - vznikajú ako frakcia pri destilácii ropných produktov.

Na rozdiel od prírodného bitúmenu sa vlastnosti umelého bitúmenu líšia v širšej miere. V závislosti na výrobnej technológii je možné získať zloženie s prísne špecifikovanými vlastnosťami.

Prírodný bitúmen

Súčasťou je prírodný materiál v zložení fosílnych palív... Najčastejšie sa musí čistiť a recyklovať. V porovnaní s umelými nemá o nič cennejšie vlastnosti. Je však ťažšie modifikovať prírodný materiál pridaním určitých látok.

Štruktúra

Zloženie bitúmenu vo frakciách prvkov vyzerá takto: 70–87% uhlíka, 8–12% vodíka, 0,5–7% síry... To však spotrebiteľovi veľa nehovorí. Informatívnejší zoznam zložiek zmesi je:

• ropné oleje - od 30 do 60%, dodávajú kompozícii pod vplyvom teploty viskozitu a plasticitu;
• živice - od 20 do 40%, určiť lepivé vlastnosti;
• karbidy, karbény, asfalty - ich obsah dosahuje 40%, poskytuje tvrdosť a žiaruvzdornosť;
• kyseliny asfalténové - 3%, pôsobia ako povrchovo aktívne látky.

Zmesi môžu obsahovať ďalšie látky, najčastejšie minerálne prísady.

Ako sa ťaží

Všeobecné schémy výroby a spracovania bitúmenové skaly vyzerajú takto:

• ťažba hornín;
• separácia surovín na organické a minerálne časti;
• preprava produktu;
• spracovanie bitúmenu.

Posledné 3 etapy sú takmer rovnaké. Ťažba sa líši pri rôznych podmienkach podstielky. Rozlišovať 3 metódy.

• Čistiareň lomu alebo bane - hornina sa absorbuje, bitúmenová zmes sa extrahuje rozpúšťadlom alebo varom, aby sa získala emulzia. Ťažobná metóda sa používa na ťažbu hornín obsahujúcich najmenej 10% materiálu a vyskytujúcich sa nie hlbšie ako 90 m.
• Odvodnenie baní - bitúmen ide gravitáciou nahor cez systém stúpajúcich drenážnych kanálov. Táto možnosť sa používa pri výrobe kvapalných zmesí s hĺbkou viac ako 100 m.
• Downhole in-situ - skaly sú ovplyvnené tepelne alebo inak prostredníctvom vrtov vyvŕtaných zhora. Faktor obnovy nie je vyšší ako 30%, preto sa táto metóda používa zriedka.

Prírodný bitúmen nie je komerčným produktom ako plyn alebo ropa. Potrebuje spracovanie.

Kde sa používa

Oblasti použitia prírodného bitúmenu sú dané jeho vlastnosťami. Je to použité:

• na izoláciu pri stavbe budov, komunikácií, iných stavieb, ako aj na kladenie potrubí rôznych druhov;
• pri výrobe asfaltového betónu;
• pri výrobe batériových tmelov;
• v priemysle káblov a farieb a lakov;
• po prijatí strešných materiálov.

Bitúmen sa používa v iných oblastiach, napríklad v záhradníctve.

Chemický bitúmen

Takýto materiál sa neťaží, ale vyrába. Surovinou preň sú zvyšky získané po destilácii oleja., čo výrazne znižuje náklady na produkt. V takom prípade je možné zmes upraviť, pretože jej vlastnosti závisia od zloženia a spôsobu prípravy.

Výrobná technológia

Umelá verzia sa získava niekoľkými metódami. Podľa technológie sa rozlišujú aj typy umelého bitúmenu.

• Zvyškové - vyrobené hlbokým vákuovým stripovaním na špeciálnych zariadeniach. Surovinou sú palivové a mazacie frakcie z oleja s vysokým obsahom živice. Produkt sa získa vo forme pevnej, mierne viskóznej látky.
• Oxidovaný - sa získava fúkaním zvyškov dechtového oleja do kyslíka. Zároveň sa v zmesi zvyšuje viskozita, tá sa oxiduje a zhutňuje. Táto úprava je elastickejšia a odolnejšia voči teplu ako prírodná.
• Praskanie - vyrobené rozkladom surovej nafty pri výrobe benzínu. Zvyšky sa oxidujú. Produkt je veľmi krehký a nie je populárny.
• Zložené - získava sa zmiešaním zvyškov z destilácie oleja. Táto technológia spočíva v pridávaní dechtu, ľahkého oleja, olejov a iných frakcií, aby sa získal bitúmen so stanovenými vlastnosťami. Táto metóda je univerzálna.

Izolujú sa tiež tekuté bitúmeny získané skvapalnením pevných látok. Do zmesi sa pridá vykurovací olej a vysoko živicový olej. Na impregnáciu sa častejšie používajú tekuté látky.

Základné a zložkové zloženie

Elementárny vzorec umelý bitúmen sa nelíši od prírodného - sú to ropné produkty, aj keď sa vyrábajú podľa rôznych schém.

Zloženie zložiek je tiež blízko. Schopnosť meniť obsah rôznych zložiek v umelom bitúmene však robí niektoré zložky významnejšími.

• Oleje - najľahšia frakcia. Čím vyšší je podiel oleja, tým je získaný pružnejší a viskóznejší bitúmen a tým nižší je jeho bod mäknutia. Zároveň olej - mono-, bi-, polycyklický - ovplyvňuje kvalitu zmesi rôznymi spôsobmi.
• Parafínové nafténové uhľovodíky - hlavný plastifikátor. Vlastnosti sú najviac ovplyvnené tvrdými parafínmi, nemalo by ich byť v zmesi viac ako 3–6%. S nárastom podielu sa znižujú štrukturálne a mechanické vlastnosti.
• Aromatické uhľovodíky - obvykle ich je málo, takže neovplyvňujú vlastnosti.
• Živice - hlavný konštrukčný prvok. Často obsahujú až 10% síry a až 25% dusíka.
• Kyseliny asfaltové - keď sa materiál roztaví, rozloží sa, ale nepremení sa na kvapalný stav. Pod vplyvom slnečného žiarenia sa stávajú nerozpustnými. To zaisťuje starnutie bitúmenových náterov.

Zložený bitúmen je najzaujímavejší z hľadiska zloženia, pretože keď je získaný, je možné pridať modifikátor, ktorý mení jeho vlastnosti.

Umelý bitúmen sa používa pri rovnakých dielach ako prírodný.

Značenie a dekódovanie materiálu

Pri označovaní produktu označte nasledovné.

• 2 alebo 3 písmená na začiatku označujú použitie materiálu. BN - ropný bitúmen, naznačuje stavebnú úpravu. BNK - strešná krytina, BND - cesta.
• Čísla za skratkou a písané lomkou naznačujú prienik... Jedná sa o hĺbku prieniku ihly materiálu o 0,1 mm pri + 25 ° C a pri 0 ° C. Indikátor demonštruje, ako sa mení tvrdosť a pružnosť materiálu pod vplyvom teploty.

V označení sa niekedy objavia ďalšie písmená. Označujú prísady, ktoré ovplyvňujú vlastnosti bitúmenu.

Aplikačná technológia

Často sa objavuje tekutý bitúmen náterová hydroizolácia... Táto technológia obsahuje niektoré funkcie.

1. Betón povrch pred náterom, ktorý potrebujete jasný, bez dutín s bublinami, odstráňte ostré výčnelky a preliačiny v spojoch debnenia. K tomu sa používajú jemnozrnné cementové zmesi alebo suché stavebné zmesi.
2. Povrch osušte. Je povolený obsah vlhkosti nepresahujúci 4%.
3. Odporúčané povrch ošetrite bitúmenovým základným náterom (triedy BN70 / 30, BN 90/10). Naneste základný náter v 1 vrstve. V oblastiach, kde susedí cementovo-piesková malta, v 2 vrstvách.
4. Bitúmenové tmel je umiestnený na zvlhčovacej strane... Nanáša sa v pásoch - špachtľou, valčekom, hromadne. Vrstva by mala mať jednotnú hrúbku a mala by byť súvislá.
5. Naneste mastic zdola nahor. To je dôležité.
6. Ďalšia vrstva bitúmen sa nanáša po úplnom vytvrdnutí a vysušení predchádzajúceho.

Vrstva sa považuje za suchú, ak po jej použití na vatovom tampóne nezostanú žiadne stopy.

Preprava a skladovanie

Skladujte bitúmenové zmesi vo valcových nádobách... Posledná z nich môže byť umiestnená vertikálne a horizontálne. Ak je výrobok skladovaný dlhší čas, nádoby sú vybavené vykurovacie systémy... Uprednostňujú sa horizontálne možnosti, pretože tu vedie odparovanie vlhkosti k vzniku kôry na povrchu hmoty, ktorá zabraňuje ďalšiemu odparovaniu.

Ak je bitúmenová zmes nehybná, jej vlastnosti sa nemenia. Pri cirkulácii počas dodávky do potrubia sa vlastnosti menia v dôsledku oxidácie.

Transportujte bitúmen v špeciálnych automobilových a železničných cisternách... Materiál je horľavý, takže nádoby musia presne zodpovedať požiadavkám GOST.