Qu'est-ce que le bitume et à quoi sert-il

Le bitume est un matériau multifonctionnel utilisé dans une grande variété d'emplois. Les matériaux imprégnés de cette substance sont absolument insensibles à l'action de l'eau, de la vapeur et de l'humidité. Cette propriété est la plus appréciée parmi les caractéristiques du bitume.

L'histoire de l'origine du bitume

Le bitume naturel est encore connu de l'humanité depuis le néolithique... Dans les fouilles, des lances ont été trouvées plus d'une fois, dans lesquelles les pointes étaient attachées à la base à l'aide de ce matériau. Un peu plus tard, d'autres instruments ont également été attachés ensemble. Les ustensiles bitumineux précédaient la faïence.

Dans une ère plus civilisée en Mésopotamie le bitume était utilisé comme colle dans les mosaïques. Areology estime qu'en même temps le matériel a commencé à être utilisé pour l'imperméabilisation... La Mésopotamie l'a exporté vers d'autres pays.

Le bitume naturel et artificiel est largement utilisé aujourd'hui. Il partie d'asphalte et a été utilisé dans la construction de toutes les routes existantes. Des compositions de différents types sont utilisées pour tous travaux d'étanchéité : lors de la construction de fondations, de murs, de toitures. Des modifications de matériaux durs sont utilisées dans l'industrie électrique et de la fonderie.

Le bitume est extrait des roches bitumineuses. Sa production atteint 115 millions de tonnes par an. Pas moins de volume est créé par une version artificielle obtenue en traitant du pétrole, du schiste et du charbon.

Propriétés et caractéristiques principales

Bitume ou goudron de montagne - mélange d'hydrocarbures et de leurs dérivés - azotés, sulfureux, contenant des métaux. C'est une substance résineuse solide ou très visqueuse. Complètement insoluble dans l'eau, mais partiellement soluble dans le benzène, le chloroforme et certains autres solvants.

Ce mélange varié de glucides offre une grande variété de propriétés physiques et chimiques du mélange... Les plus intéressants du point de vue de l'utilisateur sont les suivants.

• Densité bitume - varie de 0,95 à 1,50 g/cm³ selon l'origine et le type.
• Conductivité thermique typique des substances amorphes - 0,5-0,6 W / m * K. La capacité calorifique est de 1,8 à 1,97 kJ / kg • ° С. Il ne peut pas être utilisé comme matériau d'isolation thermique, cependant, il aide à retenir la chaleur dans le cadre d'une structure de bâtiment.
• L'une des principales propriétés de la composition - amorphe... Étant solide, il présente les propriétés d'un liquide. Lorsqu'il est chauffé, il devient liquide, il peut être mouillé et imprégné de surfaces solides. Une fois refroidi, il se solidifie. Le processus s'accompagne d'une polymérisation, de sorte que les objets humidifiés avec celui-ci se collent très fermement.
• Température de fusion le bitume dépend de la composition, varie de +160 à + 200°C. Le processus se déroule progressivement.
• Le matériel est diélectrique et peut être utilisé dans la disposition de l'isolation.
• Bitume n'interagit pas avec l'eau et ne s'y dissout pas... Une fois durci, il forme une couche imperméable et non poreuse.
• Résistant à la plupart des acides, alcalis et solutions salines, mais ne résiste pas aux solvants organiques comme l'essence, l'acétone, le benzène. L'imprégnation de bitume rend le béton, les tuyaux en acier, les structures en béton armé résistantes à un environnement chimiquement agressif.
• Le bitume est caractérisé par un phénomène tel que vieillissement... Sous l'influence de la lumière du soleil et de l'oxygène de l'air, le matériau change progressivement de composition.La teneur en résines et huiles diminue, l'hydrophobie et l'élasticité diminuent.

Les propriétés physiques et chimiques du bitume dépendent en grande partie de sa composition. Il est important de faire attention à la marque de la substance et de prendre en compte ses caractéristiques lors du choix.

Classification

La classification du bitume est très diverse et est principalement associée à rendez-vous... Sur cette base, on distingue :

• imeuble - BN, utilisé pour l'imperméabilisation, le mastic, comme matière première pour la fabrication d'autres matériaux ;
• toiture - BNK, utilisé pour la production de matériaux de toiture souples, comme l'onduline, les bardeaux ;
• route - BND, utilisé dans la pose et la production de béton bitumineux.

La classification principale est liée à l'origine du matériau. Il y a 2 grands groupes.

Naturel - Il est extrait des roches bitumineuses par ébullition d'eau ou dissolution dans des solvants. Ceux-ci inclus:

• faire le ménage bitume - avec une part d'impuretés minérales ne dépassant pas 10%;
• asphalte roches - dolomies, calcaires contenant la substance;
• asphaltites - bitume à haut point de fusion ;
• asphalte - un mélange d'asphalte et de minéraux.

Étant donné que le coût et certaines caractéristiques sont affectés par méthode d'obtentiondiviser le bitume naturel de cette manière :

• réservoir - entrant dans la composition de la roche et mis en valeur par la méthode de la mine ou à ciel ouvert ;
• superficiel - sortie de bitume en surface, le plus souvent ce ne sont pas des mélanges très purs ;
• veine - mélanges purs avec une petite quantité d'impuretés.

Ces derniers matériaux n'ont pratiquement pas besoin de nettoyage et de traitement, d'autres - asphaltites, roches asphaltiques - nécessitent un traitement.

Bitume artificiel - un produit obtenu par sublimation de l'huile et de ses composants. Le plus souvent, la matière première pour eux est le goudron - un résidu résineux avec des particules solides. De là, une version solide ou semi-solide est obtenue. Les modifications artificielles comprennent :

• fioul fiouls - résidus liquides de sublimation d'huile ;
• goudron d'huile - le résultat de la distillation du fioul à partir de composants pétroliers ;
• boues d'huile acide - ils sont obtenus par purification d'huiles lubrifiantes avec de l'acide sulfurique ;
• bitume de pétrole - se forment en fraction lors de la distillation des produits pétroliers.

Contrairement au bitume naturel, les propriétés du bitume artificiel varient plus largement. Selon la technologie de production, une composition avec des propriétés strictement spécifiées peut être obtenue.

Bitume naturel

Le matériau naturel est inclus dans la composition des combustibles fossiles... Le plus souvent, il doit être nettoyé et recyclé. Comparé aux artificiels, il n'a pas de qualités plus précieuses. Cependant, il est plus difficile de modifier la matière naturelle en ajoutant certaines substances.

Structure

La composition du bitume en fractions d'éléments ressemble à ceci : 70 à 87 % de carbone, 8 à 12 % d'hydrogène, 0,5 à 7 % de soufre... Cependant, cela ne dit pas grand-chose au consommateur. Une énumération plus informative des composants du mélange est la suivante :

• huiles de pétrole - de 30 à 60 %, ils confèrent viscosité et plasticité à la composition sous l'influence de la température ;
• résines - de 20 à 40 %, déterminer les propriétés adhésives ;
• carbures, carbènes, asphalte-tènes - leur teneur atteint 40 %, apporte dureté et réfractarité ;
• acides asphalténiques - 3%, agissent comme tensioactifs.

Les mélanges peuvent contenir d'autres substances, le plus souvent des additifs minéraux.

Comment est-il extrait

Général schéma de production et de transformation les roches bitumineuses ressemblent à ceci :

• extraction de roche;
• séparation des matières premières en parties organiques et minérales;
• transport du produit;
• traitement du bitume.

Les 3 dernières étapes sont presque les mêmes. Exploitation minière diffère selon les différentes conditions de literie. Distinguer 3 méthodes.

• Usine de traitement de carrière ou de mine - la roche est reprise, le mélange de bitume est extrait avec un solvant ou par ébullition pour obtenir une émulsion. La méthode d'extraction est utilisée pour extraire la roche contenant au moins 10 % du matériau et se trouvant à une profondeur maximale de 90 m.
• Drainage minier - le bitume remonte par le système de canaux de drainage ascendants par gravité. Cette option est utilisée dans la production de mélanges liquides avec une profondeur de plus de 100 m.
• Fond de trou in situ - les roches sont affectées thermiquement ou autrement par des puits forés d'en haut. Le facteur de récupération ne dépassant pas 30%, cette méthode est donc rarement utilisée.

Le bitume naturel n'est pas un produit commercial comme le gaz ou le pétrole. Il a besoin de traitement.

Où est utilisé

Les domaines d'utilisation du bitume naturel sont dus à ses propriétés. C'est utilisé:

• pour l'isolation lors de la construction de bâtiments, de routes, d'autres structures, ainsi que pour la pose de canalisations de divers types;
• dans la production de béton bitumineux;
• dans la fabrication de mastics pour batteries;
• dans l'industrie du câble et de la peinture et du vernis;
• dès réception des matériaux de couverture.

Le bitume est utilisé dans d'autres domaines tels que l'horticulture.

Bitume chimique

Un tel matériau n'est pas extrait, mais produit. La matière première pour cela est les résidus obtenus après la distillation de l'huile., ce qui réduit considérablement le coût du produit. Dans ce cas, il devient possible de modifier le mélange, car ses propriétés dépendent de la composition et du mode de préparation.

Technologie de production

Une version artificielle est obtenue par plusieurs méthodes. Par technologie, les types de bitume artificiel sont également distingués.

• Résiduel - produit par décapage sous vide poussé sur des appareils spéciaux. La charge d'alimentation est constituée de fractions de carburant et de lubrifiant d'huile à forte teneur en résine. Le produit est obtenu sous forme solide, légèrement visqueux.
• Oxydé - est obtenu par soufflage à l'oxygène de résidus d'huile de goudron. Dans le même temps, la viscosité augmente dans le mélange, il est oxydé et compacté. Cette modification est plus élastique et résistante à la chaleur que naturelle.
• Craquement - produit par la décomposition du pétrole brut dans la production d'essence. Les résidus sont oxydés. Le produit est très fragile et peu populaire.
• Composé - il est obtenu en mélangeant les résidus de la distillation du pétrole. La technologie implique l'ajout de goudron, d'huile légère, d'huiles et d'autres fractions pour obtenir du bitume aux propriétés spécifiées. Cette méthode est universelle.

De plus, des bitumes liquides sont isolés, obtenus par liquéfaction de solides. Du fioul et de l'huile très résineuse sont ajoutés au mélange. Les substances liquides sont plus souvent utilisées pour l'imprégnation.

Composition élémentaire et composants

Formule élémentaire le bitume artificiel n'est pas différent du naturel - ce sont des produits pétroliers, bien qu'ils soient produits selon des schémas différents.

Composition des composants est également proche. Cependant, la possibilité de faire varier la teneur en différents constituants du bitume artificiel rend certains constituants plus importants.

• Huiles - la fraction la plus légère. Plus la proportion d'huile est élevée, plus le bitume est élastique et visqueux et plus son point de ramollissement est bas. Dans le même temps, le pétrole - mono-, bi-, polycyclique - affecte la qualité du mélange de différentes manières.
• Hydrocarbures paraffiniques naphténiques - le plastifiant principal. Les propriétés sont les plus influencées par les paraffines dures, elles ne doivent pas dépasser 3 à 6 % dans le mélange. Avec une augmentation de la proportion, les caractéristiques structurelles et mécaniques diminuent.
• Hydrocarbures aromatiques - ils sont généralement peu nombreux, ils n'affectent donc pas les propriétés.
• Résines - l'élément structurel principal. Ils contiennent souvent jusqu'à 10 % de soufre et jusqu'à 25 % d'azote.
• Acides asphaltiques - lorsque le matériau fond, ils se décomposent, mais ne se transforment pas en un état liquide. Ils deviennent insolubles lorsqu'ils sont exposés au soleil. Ceci assure le vieillissement des revêtements bitumineux.

Le bitume composé est le plus intéressant du point de vue de la composition, car lorsqu'il est obtenu, il est possible d'ajouter un modificateur, en changeant ses caractéristiques.

Le bitume artificiel est utilisé dans les mêmes ouvrages que le naturel.

Marquage et décodage du matériel

Lors de l'étiquetage du produit, indiquez ce qui suit.

• 2 ou 3 lettres au début indiquent l'application du matériel. BN - bitume de pétrole, indique une modification du bâtiment. BNK - toiture, BND - route.
• Les chiffres qui suivent l'abréviation et écrits avec une barre oblique indiquent la pénétration... C'est la profondeur de pénétration de l'aiguille du matériau de 0,1 mm à + 25°C et à 0°C. L'indicateur montre comment la dureté et l'élasticité du matériau changent sous l'influence de la température.

Parfois, des lettres supplémentaires apparaissent dans le marquage. Ils indiquent des additifs qui affectent les propriétés du bitume.

Technologie d'application

Le bitume liquide apparaît souvent revêtement imperméabilisant... La technologie comprend certaines fonctionnalités.

1. Béton surface avant le revêtement dont vous avez besoin dégager, exempts de cavités avec des bulles, éliminer les saillies et les bosses tranchantes dans les joints du coffrage. Pour cela, des compositions de ciment à grains fins ou des mélanges de construction secs sont utilisés.
2. Séchez la surface. Une teneur en humidité ne dépassant pas 4% est autorisée.
3. conseillé traiter la surface avec un apprêt bitumineux (nuances BN70/30, BN 90/10). Appliquer un apprêt en 1 couche. Dans les zones où le mortier ciment-sable est contigu, en 2 couches.
4. Bitumineux le mastic est placé du côté hydratant... Il est appliqué en bandes - avec une spatule, un rouleau, en vrac. La couche doit être d'épaisseur uniforme et continue.
5. Appliquer du mastic bas haut. C'est important.
6. Couche suivante le bitume est appliqué après durcissement et séchage complets du précédent.

Une couche est considérée comme sèche s'il ne reste aucune trace sur le coton-tige lorsque vous l'appliquez.

Transport et stockage

Stocker les mélanges bitumineux dans des récipients cylindriques... Ce dernier peut être situé verticalement et horizontalement. Si le produit est stocké pendant une longue période, les conteneurs sont équipés de systèmes de chauffage... La préférence est donnée aux options horizontales, car ici l'évaporation de l'humidité entraîne l'apparition d'une croûte à la surface de la masse, ce qui empêche une nouvelle évaporation.

Si le mélange bitumineux est stocké immobile, ses propriétés ne changent pas. Lors de la circulation lors de la livraison au pipeline, les qualités changent en raison de l'oxydation.

Bitume de transport dans des citernes spéciales automobiles et ferroviaires... Le matériau est inflammable, les conteneurs doivent donc répondre exactement aux exigences de GOST.