Bitum là gì và nó được sử dụng để làm gì

Bitum là một loại vật liệu đa chức năng được sử dụng trong nhiều công việc khác nhau. Vật liệu được ngâm tẩm chất này tuyệt đối không nhạy cảm với tác động của nước, hơi nước và độ ẩm. Tính chất này là phổ biến nhất trong số các đặc tính của bitum.

Lịch sử nguồn gốc của bitum

Bitum tự nhiên vẫn được nhân loại biết đến kể từ thời đồ đá mới... Trong các cuộc khai quật, giáo đã được tìm thấy nhiều lần, trong đó các mũi giáo được gắn vào đế với sự trợ giúp của vật liệu này. Một lúc sau, các nhạc cụ khác cũng được gắn chặt vào nhau. Đồ dùng bằng bitum có trước đồ dùng bằng đất nung.

Trong một thời đại văn minh hơn ở Lưỡng Hà bitum được sử dụng như một loại keo trong tranh ghép. Areology tin rằng đồng thời vật liệu bắt đầu được sử dụng để chống thấm... Mesopotamia đã xuất khẩu nó sang các nước khác.

Bitum tự nhiên và nhân tạo được sử dụng rộng rãi ngày nay. Nó một phần của nhựa đường và được sử dụng trong việc xây dựng tất cả các con đường hiện có. Các thành phần của các loại khác nhau được sử dụng cho bất kỳ công việc chống thấm nào: khi xây móng, dựng tường, lợp mái. Các sửa đổi vật liệu cứng được sử dụng trong các ngành công nghiệp điện và đúc.

Bitum được chiết xuất từ ​​đá bitum. Sản lượng của nó lên đến 115 triệu tấn mỗi năm. Không ít khối lượng được tạo ra bởi một phiên bản nhân tạo thu được bằng cách chế biến dầu, đá phiến sét và than đá.

Thuộc tính và đặc điểm chính

Bitum hoặc nhựa đường núi - hỗn hợp của hydrocacbon và các dẫn xuất của chúng - chứa nitơ, lưu huỳnh, chứa kim loại. Nó là một chất rắn hoặc nhựa có độ nhớt cao. Hoàn toàn không tan trong nước, nhưng hòa tan một phần trong benzen, cloroform và một số dung môi khác.

Sự pha trộn đa dạng của cacbohydrat này cung cấp nhiều loại tính chất vật lý và hóa học của hỗn hợp... Điều thú vị nhất từ ​​quan điểm của người dùng là những điều sau đây.

• Tỉ trọng bitum - dao động từ 0,95 đến 1,50 g / cm³ tùy thuộc vào nguồn gốc và loại.
• Dẫn nhiệt điển hình cho các chất vô định hình - 0,5-0,6 W / m * K. Nhiệt dung là 1,8–1,97 kJ / kg • ° С. Nó không thể được sử dụng như một vật liệu cách nhiệt, tuy nhiên, nó giúp giữ nhiệt như một phần của cấu trúc tòa nhà.
• Một trong những đặc tính chính của thành phần - vô định hình... Là chất rắn, nó thể hiện các đặc tính của chất lỏng. Khi đun nóng, nó trở thành chất lỏng, nó có thể được làm ướt và tẩm lên bề mặt rắn. Khi nguội, nó đông đặc lại. Quá trình này đi kèm với quá trình trùng hợp, vì vậy các vật được làm ẩm với nó dính vào nhau rất chắc chắn.
• Nhiệt độ nóng chảy bitum phụ thuộc vào thành phần, dao động từ +160 đến + 200 ° С. Quá trình diễn ra dần dần.
• Vật liệu là chất điện môi và có thể được sử dụng trong việc sắp xếp các vật liệu cách nhiệt.
• Bitum không tương tác với nước và không hòa tan trong đó... Khi đóng rắn, nó tạo thành một lớp không thấm nước, không xốp.
• Chịu được hầu hết các axit, kiềm và các dung dịch muối, nhưng không bền với dung môi hữu cơ như xăng, axeton, benzen. Việc ngâm tẩm bitum làm cho bê tông, ống thép, kết cấu bê tông cốt thép chịu được môi trường xâm thực hóa học.
• Bitum được đặc trưng bởi một hiện tượng như sự lão hóa... Dưới tác động của ánh sáng mặt trời và oxy từ không khí, vật chất dần thay đổi thành phần.Hàm lượng nhựa và dầu giảm, tính kỵ nước và tính đàn hồi giảm.

Tính chất vật lý và hóa học của bitum phụ thuộc phần lớn vào thành phần của nó. Điều quan trọng là phải chú ý đến nhãn hiệu của chất và tính đến các đặc điểm của nó khi lựa chọn.

Phân loại

Việc phân loại bitum rất đa dạng và chủ yếu liên quan đến cuộc hẹn... Trên cơ sở này, chúng được phân biệt:

• xây dựng - BN, dùng để chống thấm, mastic, làm nguyên liệu sản xuất các vật liệu khác;
• lợp mái - BNK, được sử dụng để sản xuất vật liệu lợp mềm, như ondulin, ván lợp;
• đường - BND, được sử dụng trong sản xuất và rải bê tông nhựa.

Sự phân loại chính liên quan đến nguồn gốc của vật liệu. Có 2 nhóm lớn.

Tự nhiên - Nó được chiết xuất từ ​​đá bitum bằng cách đun sôi nước hoặc hòa tan trong dung môi. Bao gồm các:

• dọn dẹp bitum - với tỷ lệ tạp chất khoáng không quá 10%;
• nhựa đường đá - đá dolomit, đá vôi có chứa chất này;
• nhựa đường - bitum nóng chảy cao;
• nhựa đường - hỗn hợp vật liệu nhựa đường và khoáng chất.

Vì chi phí và một số đặc điểm bị ảnh hưởng bởi phương pháp thu đượcchia bitum tự nhiên theo cách này:

• Hồ chứa - có trong thành phần của đá và được khai thác bằng phương pháp mỏ hoặc lộ thiên;
• hời hợt - bitum thoát ra bề mặt, hầu hết đây không phải là hỗn hợp rất tinh khiết;
• tĩnh mạch - hỗn hợp tinh khiết với một lượng nhỏ tạp chất.

Các vật liệu thứ hai thực tế không cần làm sạch và xử lý, những vật liệu khác - nhựa đường, đá nhựa đường - yêu cầu xử lý.

Bitum nhân tạo - một sản phẩm thu được bằng sự thăng hoa của dầu và các thành phần của nó. Thông thường, nguyên liệu thô cho chúng là hắc ín - một loại cặn nhựa với các hạt rắn. Từ đó, thu được một phiên bản rắn hoặc bán rắn. Các sửa đổi nhân tạo bao gồm:

• dầu nhiên liệu dầu - cặn lỏng của sự thăng hoa dầu;
• nhựa dầu - kết quả của quá trình chưng cất dầu nhiên liệu từ các thành phần dầu;
• cặn dầu axit - chúng thu được bằng cách tinh chế dầu bôi trơn bằng axit sulfuric;
• bitum dầu mỏ - được tạo thành một phần nhỏ trong quá trình chưng cất các sản phẩm dầu mỏ.

Không giống như bitum tự nhiên, các đặc tính của bitum nhân tạo thay đổi rộng rãi hơn. Tùy thuộc vào công nghệ sản xuất, có thể thu được chế phẩm với các đặc tính được chỉ định nghiêm ngặt.

Bitum tự nhiên

Vật liệu tự nhiên được bao gồm trong thành phần của nhiên liệu hóa thạch... Thông thường nó phải được làm sạch và tái chế. So với những cái nhân tạo, nó không có phẩm chất gì đáng giá hơn. Tuy nhiên, việc sửa đổi vật liệu tự nhiên bằng cách thêm một số chất sẽ khó hơn.

Kết cấu

Thành phần của bitum trong các phần nhỏ của các nguyên tố trông như thế này: 70–87% cacbon, 8–12% hydro, 0,5–7% lưu huỳnh... Tuy nhiên, điều đó không nói lên nhiều điều cho người tiêu dùng. Một bảng liệt kê nhiều thông tin hơn về các thành phần của hỗn hợp là:

• dầu mỏ - từ 30 đến 60%, chúng truyền độ nhớt và độ dẻo cho thành phần dưới tác động của nhiệt độ;
• nhựa - từ 20 đến 40%, xác định tính chất kết dính;
• cacbua, cacbenes, nhựa đường-tenes - hàm lượng của chúng đạt 40%, cung cấp độ cứng và độ chịu nhiệt;
• axit nhựa đường - 3%, hoạt động như chất hoạt động bề mặt.

Hỗn hợp có thể bao gồm các chất khác, thường là phụ gia khoáng.

Nó được khai thác như thế nào

Chung chương trình sản xuất và chế biến đá bitum trông như thế này:

• khai thác đá;
• tách nguyên liệu thô thành các phần hữu cơ và khoáng chất;
• vận chuyển sản phẩm;
• xử lý bitum.

3 giai đoạn cuối gần như giống nhau. Khai thác mỏ khác nhau trong các điều kiện khác nhau của giường. Phân biệt 3 phương pháp.

• Nhà máy xử lý mỏ hoặc mỏ - Đá được đưa lên, hỗn hợp bitum được chiết xuất bằng dung môi hoặc đun sôi để thu được nhũ tương. Phương pháp khai thác được sử dụng để khai thác đá chứa ít nhất 10% vật liệu và không sâu hơn 90 m.
• Thoát nước mỏ - bitum đi lên trên qua hệ thống kênh thoát nước tăng dần bằng trọng lực. Tùy chọn này được sử dụng trong sản xuất hỗn hợp chất lỏng có độ sâu hơn 100 m.
• Lỗ tại chỗ - đá bị ảnh hưởng bởi nhiệt hoặc cách khác thông qua các giếng khoan từ trên cao. Hệ số thu hồi không quá 30% nên ít sử dụng phương pháp này.

Bitum tự nhiên không phải là một sản phẩm thương mại như khí đốt hoặc dầu. Nó cần được xử lý.

Được sử dụng ở đâu

Các lĩnh vực sử dụng bitum tự nhiên là do các đặc tính của nó. Nó được sử dụng:

• để cách nhiệt trong quá trình xây dựng các tòa nhà, đường xá, các công trình kiến ​​trúc khác, cũng như để đặt đường ống các loại;
• trong sản xuất bê tông nhựa;
• trong sản xuất ma tít pin;
• trong ngành công nghiệp cáp và sơn và véc ni;
• khi nhận vật liệu lợp mái.

Bitum được sử dụng trong các lĩnh vực khác như làm vườn.

Bitum hóa học

Vật liệu như vậy không được khai thác, nhưng được sản xuất. Nguyên liệu cho nó là các chất cặn bã thu được sau quá trình chưng cất dầu., giúp giảm đáng kể giá thành của sản phẩm. Trong trường hợp này, có thể thay đổi hỗn hợp, vì các đặc tính của nó phụ thuộc vào thành phần và phương pháp chuẩn bị.

Kỹ thuật sản xuất

Một phiên bản nhân tạo thu được bằng một số phương pháp. Theo công nghệ, các loại bitum nhân tạo cũng được phân biệt.

• Dư - được sản xuất bằng cách rút chân không sâu trên các thiết bị đặc biệt. Nguyên liệu là nhiên liệu và chất bôi trơn phân đoạn từ dầu có hàm lượng nhựa cao. Sản phẩm thu được là chất rắn, hơi sệt.
• Bị oxy hóa - thu được bằng cách thổi với oxy của cặn dầu hắc ín. Đồng thời, độ nhớt tăng lên trong hỗn hợp, nó bị oxy hóa và nén chặt. Sự thay đổi này có tính đàn hồi và chịu nhiệt tốt hơn so với tự nhiên.
• Bẻ khóa - Được tạo ra bởi sự phân hủy của dầu thô trong quá trình sản xuất xăng. Các chất cặn bã bị oxy hóa. Sản phẩm rất dễ vỡ và không phổ biến.
• Hợp chất - nó thu được bằng cách trộn các phần còn lại của quá trình chưng cất dầu. Công nghệ này liên quan đến việc bổ sung hắc ín, dầu nhẹ, dầu và các phân đoạn khác để thu được bitum với các đặc tính cụ thể. Phương pháp này là phổ quát.

Ngoài ra, bitum lỏng được phân lập, thu được bằng cách hóa lỏng những chất rắn. Dầu nhiên liệu và dầu có độ nhựa cao được thêm vào hỗn hợp. Các chất lỏng thường được sử dụng để ngâm tẩm.

Thành phần cơ bản và thành phần

Công thức cơ bản bitum nhân tạo không khác gì so với tự nhiên - chúng là các sản phẩm dầu, mặc dù chúng được sản xuất theo các quy trình khác nhau.

Thành phần kết hợp cũng gần. Tuy nhiên, khả năng thay đổi hàm lượng của các thành phần khác nhau trong bitum nhân tạo làm cho một số thành phần có ý nghĩa hơn.

• Dầu - phần nhẹ nhất. Tỷ trọng dầu càng cao, bitum càng đàn hồi và nhớt càng tốt và điểm hóa mềm của nó càng thấp. Đồng thời, dầu - mono-, bi-, polycyclic - ảnh hưởng đến chất lượng của hỗn hợp theo những cách khác nhau.
• Hydrocacbon parafin-naphthenic - chất hóa dẻo chính. Các đặc tính bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi parafin cứng, chúng không được quá 3–6% trong hỗn hợp. Tỷ trọng càng tăng thì các đặc điểm cấu tạo và cơ học càng giảm.
• Hydrocacbon thơm - trong số đó thường có ít nên không ảnh hưởng đến thuộc tính.
• Nhựa - yếu tố cấu trúc chính. Chúng thường chứa tới 10% lưu huỳnh và tới 25% nitơ.
• Axit asphaltic - khi vật liệu nóng chảy, chúng bị phân hủy, nhưng không chuyển sang trạng thái lỏng. Dưới tác động của ánh sáng mặt trời, chúng trở nên không hòa tan. Điều này đảm bảo sự lão hóa của lớp phủ bitum.

Hợp chất bitum là thú vị nhất theo quan điểm của thành phần, vì khi nó thu được, có thể thêm một chất bổ trợ, thay đổi các đặc tính của nó.

Bitum nhân tạo được sử dụng trong các công trình tương tự như tự nhiên.

Đánh dấu và giải mã vật liệu

Khi ghi nhãn sản phẩm, hãy chỉ ra những điều sau.

• 2 hoặc 3 chữ cái ở đầu cho biết ứng dụng của vật liệu. BN - bitum dầu mỏ, chỉ ra một sửa đổi của tòa nhà. BNK - mái che, BND - đường.
• Các số theo sau chữ viết tắt và được viết với dấu gạch chéo lên phía trước cho biết sự thâm nhập... Đây là độ sâu đâm vào của kim của vật liệu 0,1 mm ở + 25 ° C và ở 0 ° C. Chỉ số thể hiện độ cứng và độ đàn hồi của vật liệu thay đổi như thế nào dưới tác động của nhiệt độ.

Đôi khi các chữ cái bổ sung xuất hiện trong việc đánh dấu. Chúng chỉ ra các chất phụ gia ảnh hưởng đến tính chất của bitum.

Công nghệ ứng dụng

Bitum lỏng thường xuất hiện sơn chống thấm... Công nghệ này bao gồm một số tính năng.

1. Bê tông bề mặt trước khi phủ bạn cần thông thoáng, không có lỗ rỗng có bọt khí, loại bỏ các chỗ lồi lõm sắc nhọn ở các khớp nối của ván khuôn. Đối với điều này, các thành phần xi măng hạt mịn hoặc hỗn hợp xây dựng khô được sử dụng.
2. Làm khô bề mặt. Độ ẩm không quá 4% được phép.
3. Được đề xuất xử lý bề mặt bằng sơn lót bitum (hạng BN70 / 30, BN 90/10). Sơn lót 1 lớp. Ở những nơi tiếp giáp vữa xi măng - cát, thành 2 lớp.
4. Bitum mastic được đặt ở phía giữ ẩm... Nó được áp dụng theo từng dải - với một cái thìa, con lăn, với số lượng lớn. Lớp phải có độ dày đồng đều và liên tục.
5. Bôi mastic xuống lên. Nó quan trọng.
6. Lớp tiếp theo bitum được áp dụng sau khi làm cứng và khô hoàn toàn của lớp trước đó.

Một lớp được coi là khô nếu không còn dấu vết trên tăm bông khi bạn thoa nó.

vận chuyển và lưu trữ

Lưu trữ hỗn hợp bitum trong bình hình trụ... Sau này có thể được đặt theo chiều dọc và chiều ngang. Nếu sản phẩm được lưu trữ trong thời gian dài, các hộp đựng được trang bị hệ thông sưởi âm... Ưu tiên cho các phương án nằm ngang, vì ở đây sự bay hơi của độ ẩm dẫn đến sự xuất hiện của một lớp vỏ trên bề mặt của khối, ngăn cản sự bay hơi tiếp tục.

Nếu hỗn hợp bitum được bảo quản bất động, các đặc tính của nó không thay đổi. Khi lưu thông trong quá trình phân phối đến đường ống, chất lượng thay đổi do quá trình oxy hóa.

Vận chuyển bitum trong ô tô đặc biệt và xe tăng đường sắt... Vật liệu dễ cháy, vì vậy các thùng chứa phải đáp ứng chính xác các yêu cầu của GOST.