Битум и его вредные свойства
Важным свойством битума является адгезия – прилипание к поверхности минеральных и органических материалов. Оценивают адгезию по визуальному методу по пятибалльной шкале. Если после кипячения в дистиллированной воде пленка полностью сохраняется, то адгезия оценивается пятью баллами (прилипание отличное), если пленка полностью смещается с минеральных зерен и всплывает на поверхность воды, то прилипание оценивается одним баллом (прилипание плохое).
Нефтяные битумы получают путем переработки нефти. При ее нагревании выделяют легкие фракции (бензин, лигроин, керосин), а затем масла (машинные и др.). В конечном итоге остается густой смолистый остаток – гудрон. Он является исходным сырьем для получения вязкого и твердого битума, но может использоваться и в качестве битумного вяжущего, особенно в случае использования высокосмолистых нефтей.
Битумы
Элементарный состав (% по массе): углерод – 70–80, водород – 10–15, сера – 2–9, кислород – 1–5 и азот – 0–2. Эти элементы образуют предельные углеводороды различных рядов (ароматического, парафинового, нафтенового) от С9 до С30 с различной молекулярной массой.
Нефтяные (искусственные) битумы, получаемые переработкой нефтяного сырья, в зависимости от технологии производства могут быть: остаточные, получаемые из гудрона путем дальнейшего глубокого отбора из него масел; окисленные, получаемые окислением гудрона в специальных аппаратах (продувка воздухом); крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти.
Состав и строение битумов
Возникла новая отрасль, производящая гидроизоляционные материалы (изол, бризол и др.) из вторичного резинового сырья. Изготовление рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов осуществляется на полностью механизированных поточных линиях непрерывного действия.
Свойства битумов
Битумы применялись в качестве строительного материала еще в глубокой древности. За 3000 лет до нашей эры в Вавилоне и Ассирии, расположенных в междуречье Тигра и Евфрата, природный битум использовали в качестве цементирующего и водоизолирующего материала.
- Природный битум. Подобное вещество бывает в жидкой и твердообразной форме, состоящее большей мерой из органических веществ и их производных неметаллического типа. Такое вещество получается в результате природной обработки нефти окислительными полимерами. Главным образом, битум естественного происхождения находится в местах нефтяных рождений или образует специальные асфальтовые болота. К слову, такие породы встречаются редко, а в большинстве случаев они пронизывают так называемые осадочные горные породы;
- Асфальтовый порошок. Битум – вещество, способное храниться в таких горных породах, как известняк. В дальнейшей обработке это вещество извлекается или используется как асфальтовый порошок;
- Искусственный (нефтяной) битум. Материал, получаемый в результате переработки нефти. Технология, с помощью которой проводится обработка, выделяет следующие типы битумов: остаточные, окисленные, крекинговые;
- Гудронный битум. Добывается путем отжима масляных фракций из мазута. Подобное вещество – отличное связующее и основа добычи любого вида битума.
Виды и основные характеристики битумов
Средний состав битума варьируется в таком отношении элементов: 75-80% углеродов, 10-15% водорода, до 10% серы и до 5% кислорода. Твердая часть данного строительного материала — это углеводороды и их производные на молекулярном уровне. По своему строению данное вещество напоминает коллоидную систему, в которой асфальтены диспергированы в дисперсионной среде из масла и смолы.
Сферы использования
Конечно, битумы (как строительные материалы) получили крайне широкое распространение в гидротехническом, дорожном или промышленно-коммерческом строительстве. Сегодня они используются в виде кровельных материалов, способствуют коммерческому строительству и используются при дорожно-ремонтных работах.
Изоляционные битумы употребляют для создания изоляционного слоя на трубопроводах разного назначения для защиты их от коррозионных процессов. Изоляционные битумы – это мастики с включенными в их состав пластификаторами, позволяющими осуществлять работы при невысоких температурах.
Для природных условий, которые характеризуются температурой в холодное время года в среднем не выше -20 ˚С, подойдут в соответствии с ГОСТом такие дорожные битумы, как БНД 200/300, БНД 130/200, а также БНД 90/130.
Нефтяной дорожный
Искусственные битумы (технические битумы) – это продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. Искусственные или технические битумы сходны по химическому составу с природными битумами. По виду технологического цикла искусственные битумы разделяют на окислительные, остаточные и крекинговые.
Дорожные битумы являются самым востребованным видом битумов и применяются в дорожном строительстве. Они характеризуются большим коэффициентом пенетрации. Основное их отличие друг от друга – это климатическая зона, в которой они применяются.
Битум (от лат. bitūmen — горная смола, асфальтовый) – это твёрдый или смолоподобный продукт, представляющий собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битум представляет собой аморфное вещество, а, значит, проявляет свойства жидкости в твёрдом состоянии и не имеет температуры плавления.
Битум, свойства, состав, добыча и применение.
Добычу природного битума из битуминозных песков производят в основном шахтным или карьерным способом. Этот способ заключается в том, что порода целиком извлекается на поверхность и битум экстрагируется с помощью растворителя или горячей воды . Коэффициент извлечения битума при этом составляет 85-90 %.
Температуру хрупкости битума определяют на специальном приборе Фрааса. Для этой цели испытуемый битум наносят тонким слоем па латунную пластинку, которая вместе с битумом может охлаждаться и изгибаться с помощью приспособления, имеющегося на приборе. За температуру хрупкости принимают ту температуру, при которой на топком изгибаемом слое битума образуется первая трещина. Температура хрупкости, например, дорожных битумов может быть от —20 до +5°С. Очевидно, что чем ниже температура хрупкости битума, тем больше его морозостойкость и выше качество.
За последнее время освоен метод непрерывного окисления битума. Нефтяные остатки при температуре около -210°С поступают в реактор, где с помощью специальных аппаратов (диспергаторов) засасывается воздух и распределяется в окисляемом продукте. В данной технологии наряду с интенсификацией процесса окисления улучшается качество окисленного битума.
Получение нефтяных битумов
Смесь циклических углеводородов (в основном нафтенового ряда) светло-желтой окраски с плотностью менее 1 и молекулярной массой 300…500; повышенное содержание масел в битумах придает им подвижность, текучесть. Количество масел в битумах колеблется в пределах 45…60%.
Она образует покрытие красивого серебряного цвета, но кроме декоративной функции на все 100% справляется и с защитной. В отличие от всех предыдущих вариантов, такая мастика отражает солнечный свет, а потому куда меньше нагревается на солнце (что для битума очень важно).
Холодные мастики тоже применимы для склеивания кровельных и гидроизоляционных материалов, как и для обмазочной гидроизоляции. Также ими удобно заполнять деформационные швы на крыше. В отличие от горячей, холодную мастику наносят слоем в 1 мм.
Виды мастики по методу нанесения: холодные и горячие
На сегодняшний день битумная гидроизоляция в РФ – один из самых емких и популярных сегментов рынка. Причем куда более значимый, чем рынок цементных и полимерных составов, и даже универсальной жидкой резине пока до этого далеко. Все дело в особых свойствах битума: отличная адгезия почти к любому материалу и полная водонепроницаемость.
К разным битумам предъявляются различные требования по физико-химическим параметрам, описанные в действующих ГОСТах. Основными критериями, определяющими эксплуатационные характеристики и физико-химические свойства битумов, являются:
Виды битума по сфере применения
Кровельные битумы производятся таких марок БНК: 40/180; 45/190 – получают в результате окисления продуктов, оставшихся после атмосферно-вакуумной перегонки нефти. При дальнейшей переработке и окислении марки 45/190, получается битум БНК 90/30, который предназначается для покровного слоя кровли.
Классификация битума
АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания» – одно из нефтеперерабатывающих предприятий, входящих в состав ПАО «НК «Роснефть». Проектная мощность этого завода составляет около 19 млн тонн переработанной нефти. На предприятии производят основные виды топлива, а также инженерно-строительные материалы, мазут для котельных и другие нефтепродукты.
Это вещество абсолютно не растворимо в воде, но частично или полностью растворяется в хлороформе, бензоле, сероуглероде и прочих органических растворителях. Плотность битума составляет от 0,9 до 1,5 г/см³. По цвету данное вещество бывает черным либо темно-бурым.
Состав и качества битумных эмульсий
- Концентрирование остатков нефти путем вакуумной перегонки. Конечный продукт отличается мягкостью и легкоплавкостью. По этой методике битумы получают из высокосмолистой (сернистой) нефти.
- Окислением гудрона (нефтяной остаток) путем продувки его кислородом при температуре +180…+300 градусов. При таком способе получается термостабильный эластичный материал.
- Смешивание остаточных и окисленных нефтяных продуктов с дистиллятами.
География доставок
Здесь необходимо повторить, что для получения положительного результата необходимо хорошее перемешивание с применением эффективного смесительного оборудования, например [1], а так называемое циркуляционное перемешивание, которое рекомендуется в нормативных документах дорожной отрасли, совершенно не приемлемо по причине образования застойных зон в битумных емкостях, откуда битум не попадает в насос операционное время [2]. К тому же тихоходный битумный насос не является эффективным перемешивающим устройством.
Характеристики битума определяются соотношением его составных частей: различных масел, смол и асфальтенов. Повышенное содержание асфальтенов и смол приводит к возрастанию твердости и температуры размягчения битума, повышенное содержание масел увеличивает мягкость и легкоплавкость битумной массы.
По происхождению
- Дуктильность (растяжимость) — показатель пластичности битума, определяющий его способность давать нить определенной длины при растягивании (определяется максимальной длиной нити, в которую битум может растянуться без разрыва при 25 °C). Дуктильность битума определяют на специальном приборе — дуктилометре.
- Пенетрация — условная величина, которая характеризует вязкость и твердость битума. Определяется глубиной проникания специальной стальной иглы в слой битума за 5 секунд с силой 1 Н.
- Термостабильность — характеризует температуру размягчения битумной массы, вспышки и перехода битума в хрупкое состояние. В дорожном строительстве именно термостабильность битума является самым важным его показателем, поскольку непосредственно влияет на долговечность асфальтобетонного дорожного покрытия устроенного из битумосодержащих асфальтирующих смесей.
По типу исходного сырья
Битум и продукты на его основе являются одним из ключевых компонентов современной дорожно-строительной отрасли. Работы по улучшению качества асфальтированных дорожных покрытий в значительной степени базируются на разработке и внедрении новых типов высококачественных дорожных битумов и полимербитумных материалов. Улучшение свойств битума (органического вяжущего) является одним из главных методов повышения качества асфальтобетонных смесей применяемых для асфальтирования дорог. В большинстве случаев под улучшением свойств битумного вяжущего подразумевают повышение его адгезионных свойств и повышение устойчивости к температурным колебаниям.
12 Фев 2021 marketur 185