Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое битум, его классификация и разновидности

Битумные материалы

Битум — это (термопластичное соединение) твердый или вязкопластичный, смолообразный продукт. Он может быть от темно-коричневого до черного цвета. В состав битума входит сложная смесь углеводородов и неметаллических их производных (соединение углеродов с серой, азотом, кислородом и других химических элементов). С латыни битум — bitumen, переводится как — смола, горная смола.

Свойства битума

Битумные материалы характеризуются термопластичностью, то есть при колебании температуры могут принимать твёрдые или смолоподобное состояние. При высокой температуре переходят в жидкое состояние, превращаясь в пластичную массу с низким уровнем текучести. После остывания вновь приобретают первоначальную вязкость, не теряя свойств и характеристик. Также стоит отметить, что битумы не битумы не имеют чёткой температуры плавления (аморфность).
Данные вещества являются нерастворимыми в большей части кислот, воде, солевых растворах и щелочах, однако отлично растворяются в органических растворителях.
Вследствие отсутствия пор в структуре, битум характеризуется высоким уровнем плотности – примерно, 1,50 г/см. Таким образом, даже самый тонкий слой этого инженерно-строительного материала абсолютно водонепроницаем.
Перечисленные качества сделали битумы незаменимыми в строительной отрасли, в укладке дорог, в процессе реализации гидроизоляции разных поверхностей даже в самых неблагоприятных условиях.
В тоже время не стоит забывать о таком свойстве битума, как «старение». Это значит, что через определенное время свойства и характеристики битумов меняются, к примеру, увеличивается хрупкость и уменьшаются гидроизоляционные показатели. В результате неблагоприятного действия ультрафиолетовых лучей в структуре материала снижается количество смолистых веществ и возрастает объем твёрдых частиц.

Состав битума

Материал гидроизоляционный битумный состоит из следующих элементов:

  • углерод: 70–85%
  • водород: 8–15%
  • сера: 1–8%
  • азот: до 2%
  • кислород: 1–5%.

Полный химический состав очень сложен, тем не менее, все простые соединения можно разделить на четыре группы:

  • твёрдые компоненты, которые представлены высокомолекулярными углеводородами (асфальтен, карбоид, карбен). Они обеспечивают тугоплавкость и твёрдость. В различных видах битумов содержание этих веществ может колебаться от 10 до 40%
  • смолы – аморфные соединения, которые содержат серу. Они обеспечивают высокий уровень адгезии к разным поверхностям. Содержится таких веществ от 20 до 40%
  • кислоты выступают в роли поверхностно-активных веществ, защищающих материал от действия ультрафиолета, путем формирования на поверхности плёнки. Их количество не превышает 3%
  • нефтяные масла занимают 30–60% объема. В их составе находятся разнообразные углеводородные соединения. Отвечают они за вязкость и термопластичность
  • парафин повышает хрупкость при низкой температуре. Максимальное количество парафина не должно превышать 5%.

Виды битумных материалов

Для классификации битумов используют два критерия:

  • по происхождению
  • по сфере использования.

По происхождению бывают:

  • природные
  • искусственные.

В процессе природной полимеризации нефти происходит формирование чистого битума. Залежи такого вещества можно обнаружить в районах нефтяных месторождений. Они представлены битумными озёрами или линзами. Но, данные явления крайне немногочисленны. Зачастую наблюдается пропитывание осадочных пород природным битумом, вследствие чего процесс его добычи из горючих полезных ископаемых нецелесообразен.
Природные битумы бывают трех подвидов:

  • поверхностные: формируются вследствие выхода битум содержащих пород на поверхность
  • жильные: в них содержится незначительное количество примесей минералов
  • пластовые представляют собой горную породу, которая пропитана битумом.

Изготовление природного битума можно разделить на такие главные технологические этапы:

  • добыча битум содержащего сырья. Принимая во внимание особенности месторождения, можно использовать дренажный, шахтный, скважинный, карьерный и прочие способы
  • фракционирование массы на минеральные и органические составляющие. Для этого процесса применяют метод выварки в воде. А чтобы извлечь из горных пород используют растворители
  • далее промежуточный продукт подается на дальнейшую переработку, с целью добычи чистого битума.

Вследствие трудности получения природного битум содержащего сырья и последующей его переработки, конечный продукт стоит очень дорого. Таким образом, природный битум имеет довольно ограниченную сферу использования.
Искусственные (нефтяные) битумы создают из остатков перегонки нефти – гудрона. В результате нагревания или продувки гудрона кислородом получают полутвёрдую или твёрдую субстанцию, которая и является искусственным нефтяным битумом.
Чтобы получить такой продукт используют три технологии:

  • концентрирование. Этот процесс осуществляется методом перегонки нефтяных остатков в условиях вакуума. Вследствие чего получают остаточные битумы, иначе называемые осаждёнными. Их можно получить только из высокосмолистого сырья, к примеру, остатков перегонки сернистой нефти. Конечный продукт – твёрдое соединение с низким коэффициентом вязкости
  • окисление. Этот метод наиболее популярен в сфере получения искусственных битумов. Этот процесс осуществляется при температуре 180–300ºC. Такой способ позволяет получить более высокое содержание в битуме асфальтенов и смол, поэтому готовое соединение отличается теплостойкостью и эластичностью
  • смешивание. В результате пропорционального смешивания битумов, которые получены двумя предыдущими методами с дистиллятами и другими остатками, получаются компаундированные битумы. Также в это сырьё добавляют разные присадки, к примеру, дёготь, каменноугольное масло, полимеры и прочие добавки.

Создавать искусственные битумы менее сложный и затратный процесс, что отражается на цене готового продукта. Именно вследствие своей доступной стоимости нефтяные битумы широко применяются в различных сферах.

По области использования битумы бывают:

  • дорожные, которые применяют в дорожном строительстве. Они бывают вязкими и жидкими. Битумно вяжущие материалы применяются в качестве вяжущего вещества при создании асфальта, для верхнего слоя дорог. Жидкие используют при дорожном строительстве, для гидроизоляции оснований
  • строительные. Их получают в результате окисления остатков переработки сырой нефти. Они бывают таких марок БН: 50/50; 70/30; 90/10
  • кровельные выпускают следующих марок БНК: 40/180; 45/190. Они создаются методом окисления продуктов, которые остаются после атмосферно-вакуумной перегонки нефти
  • изоляционные битумы создают при помощи окисления продуктов, остающихся в результате прямой перегонки, а также смесей остатков нефти с асфальтами и другими компонентами.

Применение битумных материалов в строительстве

Битумы используют во всех строительных направлениях:

  • чтобы защитить основание от грунтовых вод, гидроизолировать перекрытия, создать плоскую кровлю
  • чтобы изготовить асфальтобетон, применяемый для строительства дорог
  • чтобы создать кровельные и другие гидроизоляционные материалы, мастики
  • чтобы создать изоляцию трубопроводов.

В целях применения по прямому назначению, битум нужно размягчить до пластичного (жидкого) состояния. Это делают тремя методами:

  • нагревание до 130–170 ºC
  • использование органического растворителя. Данный метод дает возможность размягчить твёрдый продукт до необходимой консистенции без нагрева. Таким образом, создают мастики, наносимые холодным методом
  • эмульгирование битума с целью создания паст и эмульсий.

Битумные кровельные материалы

Кровельный ковер продает рулонами. Укладывать его нужно в два слоя. Отметим, что верхний слой должен быть обязательно покрыт защитной посыпкой. Чтобы монтаж был наиболее качественным нужно выбирать надежные комплектующие для кровли, которые соответствуют всем установленным стандартам и нормам безопасности.
Все битумные рулонные материалы делятся на такие категории:

  • основные
  • безосновные (структура полотна)
  • битумные
  • полимерные
  • битумно-полимерные (тип компонентов покровного состава)
  • картонные
  • стекловолокнистые
  • комбинированные.

Битум становится мягким при температуре 45-50°С. Этого крайне мало для кровельного материала. С целью повышения теплостойкости конечного продукта, битум окисляют. В результате этого понижается морозостойкость материала. Стоимость данного кровельного материала доступна для потребителей. Битумный кровельный материал может применяться и для гидроизоляции внутри здания.
Битумно полимерный материал стоит дороже, чем чисто битумный, однако он более долговечный. Такой материал характеризуется более широким диапазоном рабочих температур и более высокой надежностью.

Битумно наплавляемые материалы

Растущая популярность наплавляемой кровли обусловлена её демократичной ценой и легкостью монтажа. Чтобы осуществить укладку этого покрытия потребуется лишь бытовая газовая горелка и базовые навыки проведения кровельных работ. Специальные требования к поверхности основания не предъявляются, поэтому монтаж крыши из наплавляемого рулонного материала сможет реализовать любой владелец гаража, загородного участка или торговой палатки.
Благодаря использованию наплавляемых кровельных покрытий можно обеспечить:

  • высококачественную защиту крыши зданий и жилых помещений от пагубного действия ветра и атмосферных осадков
  • сохранение тепла в зимний период и защиту от перегрева жаркими летними днями.

Область использования наплавляемых материалов довольно широка:

  • монтаж кровельного покрытия
  • гидроизоляция, к примеру, в процессе создания фундамента зданий
  • возведение конструкций под землей, к примеру, подвалы, кессоны, цокольные этажи
  • создание бассейнов и прочих аналогичных конструкций.

Использовать рулонные наплавляемые материалы можно в любых климатических зонах, даже в регионах с суровым морозным климатом.

Что такое битум, его классификация и разновидности

Дегтевые вяжущие вещества и битум по своей сути — это такие же органические вещества, как, скажем, клеи или вяжущие. Данные вещества являются фундаментом для изготовления огромного ассортимента строительных материалов и изделий различного назначения: асфальтовых смесей и бетонов, ряда кровельных материалов, обладающих гидроизоляционными свойствами, мастик и эмульсии.

Описание материала

Битумы могут быть не столько естественными веществами природного происхождения, сколько и искусственными, что добывают при обработке продуктов нефтяной породы. Что касается естественных, то они по большей части распространены как отдельно взятые образования или добываются путем обработки горной породы. Кроме того, к ним относят дегтевые ресурсы, добывающиеся путем трансформации топлива в твердой породе, используя сложное и высокотехнологическое оборудование.

Незначительная часть битумов добывается в практически готовом виде, хотя основной способ получения основан на переработке тяжелых нефтяных остатков. При добыче ископаемого материала применяют комплексное физическое воздействие на битуминозную породу.

Как правило, можно определить ряд мастик или веществ, изготавливаемых на основе битумных материалов:

  1. Битумы. Данные материалы из нефтяных продуктов или смесей нефтяных или естественных битумов;
  2. Дегтевые. По большей части состоят из масел, мастик или пеков;
  3. Битумы смешанного вида. Продукты, которые добываются путем воздействия кислорода на нефтяные породы;
  4. Дегте-, битумнополимерные. Сплавы, в состав которых входят дегтевые вещества, полимеры и нефтяные битумы.

Фото строительно битума

Области применения и особенности эксплуатации

Битумные вещества и нефтяные элементы получили широчайшее распространение в строительстве и производстве стройматериалов. Что касается дегтевых продуктов, то их применение имеет несколько ограниченные рамки, поскольку они используются для изготовления различных химических продуктов.

Более того, сами дегтевые вещества и элементы, изготовленные с их использованием, быстро теряют свои эксплуатационные характеристики под влиянием различных внешних природных факторов, вроде воздействия кислорода, солнечных лучей или влажности.

Классификация битумов

Если классифицировать битумные вещества по степени их консистенции, то выделяют твердые, полутвердые (вяжущие, пластичные) и жидкие, то есть материалы с легкой текучестью.

Разновидности битумных веществ:

  • Природные битумы. Такая разновидность – наиболее качественная продукция. Она обладает хорошей атмосферостойкостью и коэффициентом прилипания к поверхности. Однако, такой битум используется достаточно ограничено ввиду его высокой стоимости и дефицитности;
  • Нефтяные битумы. Вещества, которые получают после обработки нефтяных продуктов или после фракционной перегонки на специальных нефтеперерабатывающих заводах;
  • Остаточные битумы. Такое вещество получается в том случае, когда из гудронов отобрали масла. Полутвердые и твердые элементы отличаются небольшим уровнем вязкости. Для его увеличения используют метод окисления;
  • Окисленные битумы. Вещества, поддавшиеся обработке кислородом, являются наиболее устойчивыми к изменениям погодных условий, а по своей прочности не сильно уступают природным битумам;
  • Крекинговые битумы. Этот продукт добывают путем окисления, то есть обработки воздухом, крекинг-остатков, которые остаются при переработке мазутных веществ.

По консистенции он бывает:

  1. Вязким. К ним относятся материалы, используемые в дорожном и коммерческом строительстве;
  2. Жидким и текучим (разжиженным). Вещество, которое используется для герметизации и гидроизоляции трубопроводов и прочих коммуникаций;
  3. Каменноугольным, твердым. К ним относятся материалы, которые эксплуатируются в строительстве;
  4. Жидким на сланцевой основе. Речь идет холодных и окрасочных битумах с функцией гидроизоляции.

Битумы обладают широким спектром особенностей и полезных свойств, которые выводят его на ведущий уровень среди прочих связующих строительных материалов.

Описание основных видов

Среди всех перечисленных видов битумов наибольшей популярностью пользуется именно горячий или холодный дорожный битум. Как правило, используют либо жидкий, либо вязкий, в зависимости от типа выполняемых работ. Вязкий битум – основополагающая основа при укладке дорог или их ремонте, так как он является веществом, повышающим полезные свойства горячего асфальта.

Что касается жидкого дорожного битума, то его изготовление сводится к добавлению нефтяного растворителя к вязкому. Исходя из погодных условий и климатических особенностей региона, выбирается тип битума (БН, БНД).

Материалы, которые имеют битум в своем составе, позволяют заделывать максимально широкие щели благодаря высокому уровню пластичности. Такой битум также может применятся в холодном виде, но при этом должен содержаться в виде эмульсии или быть разбавленным специальными растворителями.

Легко догадаться, что кровельный битум используется для производства и изготовления кровельных стройматериалов. Он может применяться как для покрытия кровельной основы (речь идет о покровных битумах), так и для пропитки кровли (пропиточный тип битума).

Данное вещество может быть простым или пропитанным кислородом, то есть окисленным. Стоит заметить, что такой материал, как евробитум имеет более высокие теплоизоляционные свойства, нежели простой искусственный битум.

На этом область применения битума далеко не заканчивается, ведь он отлично справляется с теплоизоляционными задачами. Таким образом, битум отлично смогут защитить трубы от коррозийного воздействия.

Мастики на основе битума позволяют сохранить показатели эластичности даже при низких температурах благодаря тому, что изготавливаются из полимерно-модифицированного сырья. Высокие изоляционные свойства могут быть сохранены при изготовлении материалов для гидроизоляционных работ, в которых он выступает в разжиженном виде.

Некоторые виды битума

Какие марки являются наиболее востребованными в отечественном строительстве

БД, то есть битум дорожный, подразумевает использование серии БНД 90 130 (речь идет о битуме нефтяном дорожном) и реже — БНД 60 90. Нефтяной битум также довольно распространен при выполнении дорожных работ и использует по большей мере БН 200 / 300 и БН 40 / 60. В подобной ситуации дробные показатели – это допустимые пределы коэффициентов пенетрации битума каждой конкретной марки.

Строительный битум разработан на основе следующих марок: БН 90 10, БН 70 30 и 50 50, где первое число — это число размягчения, а второе — усредненный коэффициент пенетрации. Также выделяют марки кровельного битума — БНК 45 и 190, 90 / 40 и 90 / 30.

В состав таких мастик входят не только продукты нефтяного битума, но и целый ряд всевозможных полимеров, добавок и пластификаторов. Подобные операции позволяют материалу существенно повысить уровень пластичности, гибкости и термостойкости.

Совершенно очевидно, что битум – это производная от переработки гудрона, которая имеет ряд преимуществ и недостатков. Главное их отличие в том, что битум обладает лучшими показателями эластичности, гибкости и износостойкости, а использование гудрона позволит вам добиться лучших термоизоляционных показателей.

Битум применяется в решении ряда строительных задач, связанных с возведением зданий, сооружений, прокладкой дорог и коммуникаций.

Оценка материала

Природный или искусственный битум – это органическое связующее, обладающие огромным перечнем преимуществ, которые существенно преобладают над его недостатками. Популяризация его использования в строительстве, ремонте дорог и сфере кровельных работ наладило современное производство, которое на высокотехнологическом уровне получает различные смеси, мастики и битумы.

Если оценивать битум по пятибалльной системе, ему можно поставить твердую 4-ку. Данная оценка обусловлена только сложностями при транспортировке, которая требует специальных условий. Если исключить фактор транспортировки, битум (как строительный материал) однозначно заслуживает 5-ку, которая подтверждена его использованием в строительстве на протяжение многих веков.

Читать еще:  Достоинства и недостатки стеклопластиковой арматуры

И в завершение, предлагаем посмотреть видео о современных разработках в производстве битума, улучшающих его свойства:

КЛАССИФИКАЦИЯ БИТУМОВ

1) По способу получения различают следующие типы битумов: окисленные, остаточные, крекинговые, компаундированные.

2) По химическому составу нефтяные битумы мало различаются. Основные элементы битумов – углерод (от 70 до 87%) и водород (до 14%). Кроме того, в состав битумов могут входить кислород, сера и другие элементы.

3) По количественному (групповому) составу. Битумы принято характеризовать по количественному содержанию в них определенных групп соединений или групповому составу. Основные группы соединений, различающиеся по молекулярной массе и определяющие его свойства:

— асфальтены (10…30% и более)

Асфальтены – это твердые хрупкие вещества с плотностью 1,1…1,15 г/см 3 . Это наиболее высокомолекулярная фракция (молекулярная масса 1000…6000) битумов, сообщающая им вяжущие свойства.

Смолы (молекулярная масса 600..900) – тягучие вещества. По консистенции – от текучих и вязких до твердых (чаще полутвердых). Присутствие смол обуславливает эластичные свойства битумов. С увеличением количества смол повышается растяжимость битумов.

Масла – наиболее легкая часть битума. Увеличение количества масел снижает вязкость битума (повышается глубина проникания иглы, снижается температура размягчения).

Групповой состав битума не является стабильным. В частности, при нагреве битума во время приготовления асфальтобетонной смеси или при воздействии атмосферных факторов групповой состав битумов может существенно изменяться, а именно: масла могут превращаются в смолы, а смолы в асфальтены.

Соотношение между основными группами, входящими в состав битума, определяют его важнейшие свойства: вязкость, восприимчивость к изменению температуры, хрупкость, эластичность.

ТИПЫ СТРУКТУР БИТУМОВ

По своему строению битум – коллоидная система, в которой диспергированы асфальтены (дисперсная фаза), а дисперсионной средой являются смолы и масла. Асфальтены битума в виде частиц размером 18-20 мкм являются ядрами, каждое из которых окружено оболочкой убывающей плотности от тяжелых смол к маслам.

Свойства битума как коллоидной системы определяются соотношением входящих в него составных частей: масел, смол и асфальтенов. Повышение содержания асфальтенов ведет за собой возрастание твердости, температуры размягчения и хрупкости битума. Наоборот, масла, частично растворяющие смолы, делают битум мягким и легкоплавким. Увеличение содержания смол повышает растяжимостьбитума, т.е он становится более эластичным.

По классификации А.С. Колбановской различают битумы I, II и III структурных типов, которые можно отождествлять с коллоидными системами гель, золь, золь-гель.

Все высокодисперсные коллоидные системы подразделяются на свободнодисперсные и связнодисперсные.

К свободнодисперсным системам относятся бесструктурные системы, в которых частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом в одну сплошную сетку и свободно перемещаются в дисперсионной среде под влияние броуновского движения или силы тяжести. Они называются золями.

В связнодисперсных системах частицы связаны друг с другом межмолекулярными силами, образуя в дисперсионной среде пространственные сетки или каркасы (структуры). К таким системам относятся гели. Гели могут образовываться как в результате коагуляции (осаждения) коллоидных систем и объединения в одно целое выпавшего осадка (коагели), так и вследствие молекулярного сцепления частиц золя, образующих сравнительно рыхлые сетки или каркасы (лиогели). Образованию геля всегда способствует повышение концентрации дисперсной фазы в системе. Переход золя в гель называется гелеобразованием.

Битумы I типа имеют низкую устойчивость против действия окислительных факторов в процессе технологической переработки при производстве асфальтобетона.

Преимущества битума II типа: высокая когезия и деформационная устойчивость в упруго-вязком состоянии, повышенная устойчивость против воздействия окислительных факторов, приводящих к старению. Недостатки: отсутствие эластического и упруго-пластического состояний, низкая теплостойкость и плохая водостойкость. Ко II типу относятся битумы марок БН с регламентированными стандартом показателями свойств. Остаточные битумы принадлежат в основном к этому типу.

Структура битумов III типа считается оптимальной для дорожного строительства. Этот тип битумов не имеет явно выраженных недостатков I и II типа. Марки БНД битумов соответствует III структурному типу, рекомендованы для применения во всех дорожно-климатических зонах. Для строительства дорог высшей категории во многих странах используют компаундированные вяжущие, полученные путем объединения различных нефтяных фракций, высокомолекулярных смол эластомеров, поверхностно-активных веществ, серы. Введение в битум II структурного типа реакционноспособного ПАВ может привести к преобразованию структуры в III тип.

Строение битумов всех трех структур представлено на рис. 1.

Достаточно упрощенно можно представить структуру битума как состоящую из ядра, которое составляют асфальтены, окруженного оболочкой из адсорбционно-сольватных слоев смол. Эти агрегатные частицы распределены в масляной среде.

Рисунок 1 — Схема строения битумов:

1 – сольватные оболочки из смол

2 – асфальтеновое ядро

СВОЙСТВА БИТУМОВ

Физические свойства. К ним относятся плотность, теплопроводность, водостойкость и др.

Плотность. Для битумов она составляет 0,8…1,3 г/см 3 .

Теплопроводность. Теплопроводность битумов составляет 0,5…0.6 Вт/м о С.

Водостойкость. Она характеризуется содержанием водорастворимых соединений (в битуме не более 0,2-0,3% по массе). Чем меньше водорастворимых веществ, тем более водостоек битум.

Химические свойства. Наиболее важным свойством является химическая стойкость битумов к воздействию агрессивных веществ. Битумы хорошо сопротивляются действию щелочей (с концентрацией до 50%), соляной (до 25%) и уксусной (до 10%) кислот. Менее стойки битумы в атмосфере, содержащей оксиды азота а также при действии концентрированных растворов кислот. Битум растворяется в органических растворителях. Благодаря своей химической стойкости битумные материалы широко применяют для защиты от коррозии железобетона, стали труб и др.

Физико-механические свойства. При высоких температурах битумы приближаются по свойствам к жидкостям, а при низких температурах приобретают свойства твердых тел. К важнейшим свойствам битумов можно отнести следующие.

Вязкость – важнейшая реологическая характеристика, изменяется в широких пределах в зависимости от группового состава и температуры. Наиболее значимое влияние на вязкость битумов оказывает соотношение асфальтенов и масел. С увеличением содержания асфальтенов вязкость повышается.

Для характеристики вязкости приняты следующие показатели:

— глубина проникновения иглы (пенетрация), определяемая пенетрометром

— температура размягчения битума, определяемая на приборе “кольцо и шар”.

Глубина пенетрации. Показатели глубины погружения иглы определяют по ГОСТ 11501. Они зависят от температуры битума а также от давления на иглу и времени ее погружения. Испытания проводятся при 25 о С и при 0 о С. За единицу пенетрации принята глубина проникания иглы равная 0,1 мм. В России приняты стандартные условия:

— нагрузка на иглу – 100 г при 25 о С и 200 г с при 0 о С

— продолжительность погружения – 5 с при 25 о С и 60 с при 0 о С

Достаточно часто для оценки пенетрации используют индекс пенетрации ИП, который рассчитывается по формуле 30:

(30)

где ;

П25 –глубина проникания иглы (в 0,1 мм) при 25 о С

Тразм – температура размягчения.

Температура размягчения. Она определяется по ГОСТ 11506 на приборе «Кольцо и шар». Для испытаний готовят образцы битума в латунных кольцах, которые помещают в прибор над отверстиями в подвеске. Прибор заполняют водой, водой с глицерином или глицерином (в зависимости от температуры размягчения). На поверхность битумных образцов помещают стальные шарики, а прибор нагревают до температуры, при которой они продавливают битум и касаются основания прибора. Эта температура называется температурой размягчения.

Большое значение имеет соотношение между глубиной погружения иглы и температурой размягчения. Более ценными являются битумы, у которых при данной температуре размягчения более высокий показатель глубины погружения иглы. Это будет означать относительно меньшую восприимчивость битумов к изменению температуры.

Температура хрупкости. Это характеристика вязкости дорожно-строительных битумов при отрицательных температурах. Она определяется на приборе Фрааса. Определение производится в тонком слое битума, нанесенном на металлическую пластинку. Пластинка подвергается изгибанию при равномерно снижающейся температуре. Температура, замеренная в момент появления излома в испытуемом слое битума, принимается за температуру хрупкости. Температура хрупкости – эта та температура, при которой битум становится хрупким, т.е. теряет свои вязко-пластичные свойства.

Растяжимость. Это свойство битумов принято оценивать по их способности растягиваться в нить определенной длины под действием нагрузки. Определение растяжимости (дуктильности) производится по ГОСТ 11505 с помощью дуктилометра, в котором битумный образец в виде восьмерки растягивается с постоянной скоростью. Длина нити в момент разрыва, выраженная в см, является показателем растяжимости. Чем больше вязкость битумов, тем меньше его растяжимость, т.е. чем меньше глубина проникания иглы, тем меньше его растяжимость.

Носителем эластичности битумов являются смолы, чем больше смол, тем больше растяжимость.

Растяжимость определяется при температуре, равной 25 о С и скорости растягивания 5см/мин.

Коэффициент стандартных свойств. Расчет коэффициента стандартных свойств проводится для определения структурного типа битума. Его определяют по формуле 31:

(31)

где Тразм – температура размягчения

Тхр – температура хрупкости

Д25 – растяжимость (дуктильность) при 25 о С.

Если Кстд составляет ≥ 1,15, то битум имеет структуру геля (I структурный тип), при Кстд ≤ 0,65 – структуру золя (II структурный тип), при Кстд = 0,65…1,15 для битума характерен III структурный тип (золь-гель).

Старение битумов. Под старением битумов подразумевают совокупность всех химических и физических процессов, приводящих со временем к изменению их свойств. Обычно на битумы действуют тепло, солнечный свет, кислород воздуха, озон, вода, бактерии, а на битумы в дорожных покрытиях – динамические нагрузки от автомобильного транспорта. Эти факторы вызывают в молекулах битумов разрыв химических связей и образование свободных радикалов. Устойчивость битумов к действию тепла и кислорода зависит от их строения и, прежде всего, от наличия легкоокисляющихся групп и связей в макромолекулах, количество которых устанавливается методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). В результате старения возрастает содержание твердых хрупких составляющих (асфальтенов) за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел.

Оценка интенсивности старения битумов основана на изучении степени изменения свойств в результате нагрева. По ГОСТ 22245-90 изменение их свойств определяют после нагревания битума до 160 о С в течение 5 часов. Изменение температуры размягчения после прогрева и служит показателем его устойчивости к старению. Битумы, обнаруживающие большие изменения этого показателя, оказываются более склонными к атмосферному старению.

Повышение сопротивления старению битумов обеспечивают добавками ингибиторов, способствующих подавлению окислительных процессов, например, продуктов алкилирования n-крезола изобутиленом. Замедлению старения битума способствует введение в состав асфальтобетона сажи или технического углерода. Добавки алифатических аминов стабилизируют асфальтены битума, предотвращая их агрегирование, что также замедляет старение.

Марка битума. Марку битума определяют твердостью, температурой размягчения и растяжимостью. Буквенные обозначения отражают назначение битума. Например, БН – битум нефтяной, БНК – битум нефтяной кровельный, БНД – битум нефтяной дорожный и т.д.

Для вязких дорожных битумов цифры в обозначении марки по ГОСТ 22245-90 указывают на допустимые для марки пределы показателей глубины проникания иглы при 25 о С. Вязкие нефтяные дорожные битумы выпускаются 5 марок: БНД 40/60; БНД 60/90; БНД 90/130; БНД 130/200, БНД 200/300.

Вязкие нефтяные дорожные битумы изготовляют окислением продуктов прямой перегонки нефти и селективного разделения нефтепродуктов, а также компаундированием окисленных и неокисленных продуктов или в виде остатка прямой перегонки нефти. Изготовление вязких дорожных нефтяных битумов из крекинг остатков и битумов деасфальтизации без дополнительной переработки не допускается.

Свойства вязких нефтяных дорожных битумов должны соответствовать следующим показателям (табл. 1):

Таблица 1 — Показатели свойств вязких нефтяных дорожных битумов

Битум

Товарный битум представляет собой смолоподобную органическую массу черного или цвета, твердую или пластичную в зависимости от окружающей температуры.

Битумы могут быть природными и искусственными. Первые, по сути своей, представляют залежи сырой нефти, которая, выйдя на поверхность и вступив в реакцию с атмосферой приобрела свойства окаменелой битумосодержащей массы. Природный битум добывают шахтным или карьерным способом. После сепарации массы на органическую и минеральную, битумы транспортируют для дальнейшей обработки и придания товарных свойств, с использованием необходимых добавок, согласно стандартам. Вторые являются продуктом переработки нефтеотходов, таких, как гудроны и асфальты, это основа битума. В стационарных условиях нефтехимических предприятий после технологической обработки и внесения добавок получают товарный продукт.

Технические характеристики битума и химический состав регламентируются ГОСТ.
Битум горюч. При горении выделяет черную копоть, которая токсична для человека и губительна для окружающей среды. В составе копоти остатки углеводородов, формальдегиды и металлические включения. На всех этапах работ и транспортировки требуется соблюдение мер пожаробезопасности.

Перевозка битума, в современных условиях по дорогам, производится специальной автотехникой в жидком состоянии термоизолирующими цистернами с поддержанием температуры груза 180 градусов Цельсия. В качестве груза может перевозиться только жидкий битум. Температура битума строго соблюдаемая величина, выгрузка производится самосливом, в случае затвердевания наполнителя дальнейшая эксплуатация цистерны невозможна. Транспортировка осуществляется в соответствии с требованиями к грузам категории «опасный груз», с соблюдением требований ДОПОГ (дорожная перевозка опасных грузов), с маркировкой транспортного средства, соответствующей грузам третьего класса опасности.

Для удобства транспортировки и складирования выпускается битум твердый. Такой материал сохраняет свойства твердости и хрупкости при температуре окружающей среды. Расфасованный битум удобен во многом, не требует особых условий перевозки и сохранности, но его необходимо растапливать на месте проведения работ, что затрудняет и удлиняет технологический процесс.

Состав битума

В самом отдаленном приближении, битум содержит порядка 85 процентов углерода, по 10 процентов водорода и кислорода, 3 процента серы и до одного процента азота. Продукт имеет широкое разнообразие, многоуровневую классификацию и представляют собой сложную смесь углеводородистых, нафтеновых, сернистых, метановых, кислородных и азотистых соединений. Требования к содержанию по химическому составу на битум

Свойства битума

Битумы абсолютно водонепроницаемы. Этим качеством человек пользуется с каменного века оборудуя кровли, изготавливая посуду, используя, как связующее в строительстве и отделке, применяя при мумификации Морозоустойчивы.

Битумы не критичны к воздействию кислотных, щелочных и солевых растворов, но чувствительны к растворителям на основе бензина, ацетона, бензола.

Для отнесения к тому или иному виду материал подвергают испытанию на: температуру размягчения и хрупкость; растяжимость; вязкость и глубину пенетрации; температуру вспышки, степень прилипания к поверхности металла и прочие.

Плотность битума определяют специальным прибором — пикнометром для твердых и сыпучих материалов согласно

битума определяют согласно методике изложенной в битума исследуется аппаратом дуктилометр в соответствии

Применение битума

Области применения материала: строительство и ремонт дорог, гидроизоляция и влагозащита, обустройство кровель, изготовление кровельных и материалов, производство асфальта, домостроение и строительство производственных объектов, защита от коррозии и изоляция коммуникаций и трубопроводов, и подобные.

В настоящее время появились технологии сжигания гудронов и битумов в качестве топлива, что позволяет заменить использование мазута и удешевить процесс.

Виды битума

В зависимости от назначения, технических и потребительских свойств предусматривается классификация битума.

Читать еще:  Штриховка кирпич гост. штриховка кирпича на чертежах гост

Битум дорожный

В зависимости от времени года в дорожном строительстве применяют вязкий битум, в летний период, и жидкий, в зимний.

Вязкие дорожные битумы имеют температуру вспышки от 65 до 120 °С при температуре вспышки 368 °С. Используются для прокладки и ремонта дорожных покрытий.

Жидкие дорожные битумы изготавливают путем добавки в вязкие, специальных растворителей. Используются, преимущественно, при укладке и ремонте дорожного покрытия в условиях отрицательных температур, а при положительных для оснований асфальтового покрытия и в строительных работах.

Для жидких битумов существует градация на класс битума, в зависимости от скорости формирования структуры. Их три: быстрогустеющие (БГ), среднегустеющие (СГ) и медленногустеющие (МГ).

Кровельный битум

В соответствии с названием, используются для пропитки кровель, заливки швов и стыков, а также в изготовлении кровельных материалов. Отличается повышенной степенью прилипания к металлу и камню. Температура вспышки — 240 °С, самовоспламенения — 300 °С.

Строительный битум

Применение битума в строительстве чрезвычайно востребовано. Такой материал имеет разновидности, обладает широким диапазоном свойств: водогазонепроницаем, пластичен, устойчив к высоким температурам, радиации и воздействию химических соединений.
Температура вспышки 220–240 °С, воспламенения 368 °С.

Модифицированные битумы

Для изготовления материалов используют категории битумов со специальными качествами. Они (качества) достигаются применением модифицирующих добавок, таких как резина, полипропилен, другие, в зависимости от цели. Например, для придания материалам повышенной стойкости к температурам, плотности, вязкости, эластичности.

Минеральный битум (или масса)

Для придания специальных качеств, таких как повышенная прочность к напряжению сдвига, или устойчивость к солнечному свету, или повышенная упругость, или долговечность, в битум могут добавляться различные минеральные порошки.

Марки битума

В зависимости от качественных характеристик битумам присваиваются марки.
Дорожные битумы делятся на марки.

БНД (битум нефтяной дорожный) производится пяти марок: БНД 40/60; 60/90; 90/130; 130/200; 200/300.

БН (битум нефтяной) производится четырех марок: БН 60/90; 90/130; 130/200; 200/300.
Марки строительных битумов: БН 50/50; 70/30; 90/10.

Битумы нефтяные кровельные выпускаются трех марок: БНК 40/80; 45/90; 90/30.

Битумы нефтяные изоляционные имеют марки: ; ; .

Цифры после аббревиатуры отображают степень вязкости и иные показатели, как растяжимость и температура размягчения, согласно ГОСТ.

Битум

Би́тумы (от лат. bitūmen — горная смола, «асфальтовый») — твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы нерастворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95—1,50 г/см 3 .

Содержание

  • 1 Классификация
  • 2 Добыча и переработка природных битумов
  • 3 Свойства и методы получения
  • 4 Применение
  • 5 Интересные факты
  • 6 См. также
  • 7 Примечания
  • 8 Литература
  • 9 Ссылки

Классификация

Природные битумы — полезные ископаемые органического происхождения с первичной углеводородной основой. К ним относятся естественные производные нефти, образующиеся при нарушении консервации её залежей в результате химического и биохимического окисления. Их добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом (битуминозные пески).

По составу, зависящему от состава исходных нефтей и условий их преобразования, условно подразделяются на несколько классов:

Искусственные битумы (технические битумы) — это остаточные продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. По составу близки с природными битумами.

Добыча и переработка природных битумов

Процесс добычи и комплексной переработки природных битумов производится в следующей последовательности:

  • добыча битумосодержащей породы;
  • разделение битумосодержащей породы на органическую и минеральные части;
  • транспортировка битума;
  • переработка битума.

В зависимости от условий залегания и физических свойств сырья разработка месторождений природных битумов осуществляется следующими способами:

  • карьерным и шахтным очистным, при которых породу извлекают на поверхность, где из неё экстрагируют битум растворителем или горячей водой с добавкой эмульгирующих составов;
  • шахтным дренажным, при котором природные битумы добываются в шахте самотёком через систему восходящих дренажных скважин, пробурённых из горных выработок;
  • скважинным внутрипластовым, при котором природные битумы добываются путём термического или иного воздействия на битумонасыщенные породы через скважины, пробурённые с поверхности.

Рудничными (карьерным и шахтным) способами разрабатываются месторождения с битумонасыщенностью вмещающих пород не менее 10 % и глубиной залегания 60 — 90 метров. Коэффициент извлечения битума при этом до 85 — 90 %. Примером такой добычи является Ярегское нефтяное месторождение в Республике Коми.

Скважинными способами разрабатываются месторождения жидких природных битумов (битуминозная нефть) с глубиной залегания, как правило, более 100 метров. При скважинных способах коэффициент нефтеотдачи достигает в среднем 30 %. В Татарстане битуминозную сверхвязкую нефть в экспериментально-показательном и пока убыточном проекте добывают на Ашальчинском месторождении. Здесь пробурено несколько пар дугообразных с выходом на дневную поверхность скважин. В паре скважины располагаются параллельно друг над другом на расстоянии несколько метров. Одна скважина предназначена для закачки пара, прогревающего пласт, другая — для откачки нефти, ставшей менее вязкой под воздействием прогрева.

Природные битумы не являются сами по себе товарным продуктом, как нефть или газ. Для получения из них товарного продукта нужны дополнительные технологические процессы. В качестве товарного продукта переработки природных битумов может рассматриваться «синтетическая нефть» — вид сырья, альтернативный природной нефти. Кроме того, являясь многокомпонентным полезным ископаемым, природные битумы помимо углеводородов нередко содержат нафтеновые кислоты, сульфокислоты, простые и сложные эфиры, серу, редкие цветные металлы (ванадий, никель, рений) в кондиционных концентрациях. Минимальная концентрация ванадия в природных битумах, при которой выгодна его промышленная добыча составляет 120 г/т, а никеля — 50 г/т [2] .

Свойства и методы получения

  • Нефтяные битумы
  • Битумы твёрдых горючих ископаемых

Мировые запасы природного битума составляют около 580 млрд т, добыча 115 млн т (на 1981 год).

Применение

Битумы — широко распространённый и известный инженерно-строительный материал, используемый в разных сферах:

  • для устройства гидроизоляции в строительстве дорог, зданий и сооружений, прокладке трубопроводов;
  • в производстве асфальтобетона;
  • при изготовлении кровельных материалов;
  • в лакокрасочной и кабельной промышленности;
  • для заливочных аккумуляторных мастик и др.

Битумы обладают недостатками при использовании их в дорожном строительстве. К ним относятся:

  • высокая термическая чувствительность (размягчение при высоких температурах и хрупкость при низких);
  • плохие механические характеристики и низкая упругость;
  • склонность к старению (высыхание).

Для решения этой проблемы в дорожном строительстве используют «модифицированный битум» [ источник не указан 287 дней ] .

Интересные факты

Битум является аморфным веществом, то есть в твёрдом состоянии проявляет свойства жидкости. Чтобы доказать это, в 1927 году сотрудник Квинслендского университета Томас Парнелл поместил битум в воронку и стал ждать, когда он вытечет. Эксперимент удался: первая капля упала через восемь лет, за что Парнелл и удостоился Шнобелевской премии [3] (См.: Опыт с капающим пеком).

Битум — древнейший строительный и отделочный материал. О свойствах природного битума — «земляной смолы», применявшейся для скрепления наконечников древних копий и делающей посуду водонепроницаемой, древний человек знал ещё в эпоху неолита. Битумная посуда предшествовала глиняной. Битум использовали в строительстве для изоляции достаточно редкого для Месопотамии дерева. Природный битум часто использовался как связующее вещество при создании мозаик из полудрагоценных камней и раковин (Урский штандарт, мозаичное панно из аль-Убейда).

В древнем мире монополия на природный битум изначально принадлежала Месопотамии и составляла значительную часть экспорта. В Древнем Египте битумом пользовались для бальзамирования и мумификации. В Древнем Шумере [4] эту субстанцию называли «эсир», аккадцы — «идду», арабы, проживавшие на территории Ирака, дали ей много имён: «сайали», «зифт» и «кар».

Что такое битум

Битум – что это такое простыми словами

Битумы – вещества твердой или смолистой консистенции, представленные смесью углеводородов и их производных, содержащих азот, кислород и металлы. Не растворяются водой. Могут быть полностью или частично растворены бензолом, сероуглеродом, хлороформом, и прочими растворителями органической природы. Имеют плотность от 0,95 до 1,5 г/см 3 .

Битум применяется в строительстве. Человечество начало использовать данный материал еще в древние времена. На данный момент есть масса вариантов его использования. Сам материал классифицируется на различные виды.

Классификация

Битумы имеют органическую природу. Исходя из характеристик, состава и сферы применения делятся на несколько типов:

  1. Природный. Может обладать как вязкой консистенцией, так и иметь твердую форму. В составе присутствуют углеводороды и их производные. Образуется вследствие природного окисления и полимеризации нефти. Встречается в обильных количествах в регионах с большими нефтяными залежами. В чистой форме натуральный битум встречается нечасто;
  2. Асфальтовые битумы. Более распространенная разновидность. Образуется в горных породах, имеющих пористую структуру. Такие породы перерабатываются путем перемалывания. Из получившегося порошка производят битум для укладки дорожных покрытий;
  3. Нефтяной. Образуется синтетическим путем вследствие нефтепереработки. Исходя из технологического процесса производства, бывает остаточным, окислительным или крекинговым.

Состав

Самые часто встречающиеся битумы состоят из следующих веществ:

  • углерод – не более 80%;
  • водород – не больше 15%;
  • сера – 2-9%;
  • кислород – до 5%;
  • азот – максимум 2%.

Эти компоненты можно разделить на 3 категории:

  1. Твердые вещества. Углеводородные полимеры – асфальтены. В эту категорию включены и парафины;
  2. Смолы. Соединения аморфной природы, обладающие темным оттенком коричневого цвета;
  3. Маслянистые. Углеводородные соединения, плотность которых не достигает 1.

Битум имеет сложный состав. Если в нем присутствует большая доля асфальтенов, материал становится тверже и одновременно хрупче, начинает плавиться при более высоких температурах. Высокая доля парафинов тоже негативно сказывается на пластичных характеристиках материала. Поэтому технология изготовления предполагает уменьшение их доли до 5% и меньше.

Сферы использования

Исходя из физико-химических характеристик, разные виды битумов могут применяться в таких отраслях:

  • укладка дорожных покрытий;
  • кровельные работы;
  • гидроизоляционные работы;
  • изготовление кабелей для электропроводки;
  • производство автотранспортных шин;
  • изготовление лакокрасочных материалов;
  • металлургическая промышленность;
  • изготовление угольных брикетов;
  • переработка нефти.

Нефтяной асфальтный

Для укладки дорожных покрытий применяют нефтяной асфальтный (дорожный) битум, производящийся согласно ГОСТу 22245-90. Есть несколько разновидностей материала, применяющихся в разных климатических зонах. В регионах, где в зимнее время температура достигает -20°С и может быть ниже, применяются материалы марок БНД 200/300, 130/200 и 90/130.

Если зимой температура находится в приделах -10°С – -20°С, применяют материал серии БНД 60/90. Для температурных режимов в диапазоне от -5°С до -10°С используют материал БНД 40/60 и всех вышеуказанных серий. Для регионов, где в холодную пору года преобладает плюсовая температура, можно применять любую марку.

Нефтяной

Есть серии битумов, применяющиеся в других строительных работах, помимо дорожных. Сюда относятся марки БН 70/30, 90/130 и 50/50. Технологии их производства и использования регламентированы ГОСТом 6671-76. Для низкотемпературных условий нужно применять битумы с повышенными показателями пластичности.

Для кровельных работ

Кровельный битум производится и применяется по ГОСТу 9548-74. В данных целях используются такие серии БНК:

  • 90/30 – для формирования покровного слоя кровли;
  • 40/180 – пропиточный;
  • 45/190 – для ремонта кровель и производства кровельных материалов.

Особенности использования

В строительной сфере материал разогревают перед использованием. Технология разогревания определяется маркой битума и предусмотрена ГОСТом. Материал разогревают в специальных котлах, имеющих толстые стены и возможность герметизации. Емкость можно заполнять не более чем на две трети. Предварительно материал ломают на небольшие части.

Сильный нагрев для расплавления не используют. Процесс продолжается, пока материал не обретет однородную консистенцию. Максимальная температура нагрева составляет +200°С.

При нагреве с температурой в пределах +160°С – +170°С, на расплавление уходит около 3-х часов. При максимальной температуре материал плавится за 1 час. Перегрев не допускается. При температуре +220°С начинается процесс коксования. При +240°С возникает риск возгорания.

Хранение и транспортировка

Для хранения битума используются специализированные резервуары, оснащенные приводом для перемешивания и системой подогрева. Для исключения возгораний в емкости подается водяной пар. Дно резервуаров выполнено под наклоном, чтобы можно было извлечь весь материал.

Транспортные средства для перевозки дорожного битума оснащены насосами, позволяющими перекачивать материал. Также возможно хранение и транспортировка битума в твердой форме. При транспортировке крайне важно соблюдать требования пожарной безопасности.

Что такое битум, его классификация и разновидности


Компания ХимТоргПроект выпускает линию гидроизоляционных продуктов высокого уровня – грунты Bitumast

Концентрированный влагоизолирующий грунтВлагоизолирующий грунт
с биоцидами
Влагоизолирующий щелочестойкий грунтВлагоизолирующий укрепляющий грунт
Влагоизолирующий грунт Bitumast – надежная защита и адекватная цена
подробнее
Влагоизолирующий грунт Bitumast – надежная защита и адекватная цена
подробнее
Влагоизолирующий грунт Bitumast – надежная защита и адекватная цена
подробнее
Влагоизолирующий грунт Bitumast – надежная защита и адекватная цена
подробнее

Качественная автохимия, средства по уходу за автомобилем и антикоррозионные материалы профессионального уровня доступные автолюбителям


  • Главная
  • О Компании
  • Производство
  • Каталог
  • География продаж
  • Контакты
  • Главная
  • Виды битумов

Виды битумов

Битум – это смолообразное или твердое вещество, представляющее собой смесь углеводородов с их азотистыми, сернистыми, кислородными и содержащими металлы производными. По своему происхождению битумы бывают природными и искусственными. Природные битумы входят в состав горючих ископаемых. Искусственные получают методом переработки нефти, сланцев и каменного угля. По своему составу искусственные битумы во многом схожи с природными. Изначально к битумам относили только природные образования (озокериты, мальты, кериты, асфальты). Позже это название стали применять и к битумам искусственного происхождения.

Битум является древнейшим отделочным и строительным материалом. Он был известен человеку еще во время эпохи неолита. Тогда он применялся в качестве связующего материала для изготовления мозаик, в оружейном деле, для гидроизоляции деревянных построек и придания посуде водоотталкивающих качеств.

Свойства. Битумы нерастворимы в воде и водных растворах кислот, щелочей и солей. При этом они не обладают стойкостью к органическим растворителям, таким, как ацетон, бензин, бензол и другие. Относятся к аморфным веществам, то есть в твердом состоянии могут иметь свойства жидкостей. Плотная, непористая структура делает битумы абсолютно водонепроницаемыми и морозостойкими. Эти качества битумов широко используются в строительстве, в частности, при проведении кровельных и гидроизоляционных работ.

О качестве битумов говорят показатели качества. Они определяются, исходя из таких характеристик:

  1. Температуры размягчения и хрупкости битума,
  2. Растяжимости (дуктильность),
  3. Вязкости или глубины проникновения специальной иглы в материал (пенетрации).

О характеристиках битумов свидетельствует маркировка. Например, БН (битум нефтяной) 90/10, где первая цифра указывает на температуру размягчения, а вторая говорит о глубине пенетрации при нагрузке 100 гр и температуре в 25 градусов по Цельсию. То есть, этот битум размягчается при температуре в 90 градусов тепла, а его вязкость составляет 10, что является довольно высоким показателем.

Показатели качества определяют сферу применения битума. По своему назначению все битумы делятся на строительные, дорожные и кровельные.

Строительные битумы являются горючими веществами с температурой вспышки от 220 до 240 градусов тепла, и температурой самовоспламенения в 368 градусов по Цельсию. Их производят методом окисления продуктов прямой перегонки нефти, а также их соединения с экстрактами масляного производства и асфальтами. Битум строительный нашел свое применение при производстве гидроизоляционных работ по защите от влаги построек, зданий и сооружений.

Читать еще:  Как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента: способы вязки

Дорожные битумы бывают двух видов: вязкие и жидкие. И те и другие представляют собой горючие вещества, имеющие температуру вспышки от 65 до 120 градусов тепла (для жидких битумов), или выше 220 градусов тепла (для вязких битумов). Вязкие дорожные битумы самовоспламеняются при температуре 368 градусов, а жидкие – не ниже 300 градусов тепла.

Битум дорожный вязкий применяется для проведения ремонта и прокладки дорог в теплое время года. А жидкий дорожный битум может использоваться и в холодную погоду, при минусовых температурах воздуха. Жидкий битум изготавливают путем добавления в вязкий битум растворителей.

Перевозка жидкого битума к месту производства работ осуществляется специальным автотранспортом – битумовозами. В цистернах битумовоза, снабженных слоем теплоизоляции, температура продукта сохраняется на протяжении 3 дней. Битум заливают в цистерны, подогревая до 180 градусов по Цельсию. Когда битум прибывает на место назначения, он не нуждается в разогреве и полностью готов к применению.

Битум дорожный жидкий предназначен для устройства оснований облегченных и капитальных автодорог, а также для их строительства. Дорожный битум вязкий применяется как вяжущий материал при строительстве и ремонте аэродромных и дорожных покрытий. Еще одна сфера применения такого продукта – производство асфальтобетонных смесей.

Кровельные битумы являются горючими веществами, которые вспыхивают при температуре в 240 градусов и самовоспламеняются при 300 градусах по Цельсию. Метод их получения такой же, как и у строительных битумов. Кровельные битумы используются в производстве кровельных материалов, а также для пропитки и получения покровных слоев.

Модифицированные битумы. При производстве битумов, в их состав могут добавляться различные примеси. Это делается для улучшения материала и придания ему новых характеристик. В качестве добавок-модификаторов чаще всего применяются: резина, изотактический полипропилен, атактический полипропилен (пластобитум), стирол-бутадиен-стирол. Такие битумы используют в изготовлении полимерно-битумных материалов (ПБМ). Благодаря модифицированным битумам, эти материалы обладают повышенной стойкостью к температурам, эластичностью и высокой адгезией.

Производственная компания ХимТоргПроект изготавливает и реализует все виды битумов. По желанию заказчика возможно изготовление битумов под заказ с учетом всех пожеланий к качественных характеристикам материала. Мы гарантируем отличное качество и долговечность нашей продукции!

Классификация битумов

Битумы классифицируются по нескольким параметрам, среди которых можно выделить:

  • характер возникновения;
  • тип сырья;
  • назначение.

По происхождению их можно распределить на следующие подгруппы.

  1. Природные. Являются основной составляющей горючих полезных ископаемых. Чаще всего встречаются в соединении с другими органическими веществами. В чистом виде обнаруживаются нечасто. К этой группе относят естественные нефтепроизводные. Они образуются в тех случаях, когда происходит разрушение консервации нефтяных месторождений. И в результате действия химических и биологических факторов образуются такие вещества, как асфальтены, кериты и их производные, мальты. Добывают данные битумы в карьерах или шахтах.
  2. Искусственные (технические). Образуются в ходе перегонки нефти, обработки каменного угля и торфа. Посредством нефтепереработки, очищения масел и каменноугольного дегтя, а также экстрагирования из торфа и бурого угля. Самыми высоко оцениваемыми смесями являются содержащие максимальное количество парафинов. Данные воскоподобные смеси предельных углеводородов являются одними из немногочисленных веществ, выделяемых из битума в чистом виде.

По типу сырья материалы классифицируются следующим образом.

  1. Торфяные. Битумы получаются путем выделения из торфа. В качестве вспомогательных компонентов в данном процессе используются органорастворители или их смеси. Продукт находит применение в литейной области машиностроения, в фармацевтике, в изготовлении пластмасс и электроприборов.
  2. Угольные. Получаются также при обработке органорастворителями, но уже из каменного угля. Впоследствии из них производятся воск и различные смолистые вещества. Последние необходимы для производства клеящих составов и красок. В строительстве дорог такие битумные смеси применимы лишь после предварительной обработки, из-за высокой вредности для здоровья человека и окружающей среды.
  3. Нефтяные. Являются продуктом атмосферно-вакуумной перегонки нефти, окисления её остатков или их смещения после перегоночного процесса. Главной отраслью применения является строительство. Изготовление асфальта, гидроизоляция возводимых конструкций, изготовление кровли, лакокрасочных и изолирующих материалов — во всех этих производственных отраслях применяются нефтяные битумы.

По назначению битумные смеси можно разделить на:

  • дорожные — необходимы для получения холодных и горячих асфальтобетонных составов, эмульсий, мастик;
  • кровельные — подразделяются на покровные и пропиточные, применяются при изготовлении кровли и обработки различных поверхностей соответственно;
  • изоляционные — нужны для получения гидроизоляционных материалов.

Жидкий битум, применение, состав, характеристики

Состав асфальта и его разновидности

В состав смеси, предназначенной для покрытия дорог, помимо битума, могут входить такие компоненты, как песок и щебень. С использованием первого изготавливают песчаный асфальт. Иногда в смесь добавляют также минеральный порошок и щебень. Эта очень распространенный вид покрытия. Называется такой асфальтобетон щебневым. Также этот дорожный материал иногда делают с использованием гравия. В смесь в этом случае добавляют щебень и минеральный порошок. Асфальт этой разновидности называется гравийным.

В зависимости от назначения смеси соотношение всех этих компонентов может меняться. Так, для пешеходных дорожек применяется асфальт, изготовленный с использованием мелких песка и щебня. Нижний слой проезжей части обычно делают из смеси немного другого состава. В этом случае асфальт делают с применением только очень крупного щебня. Верхний слой дорог заливают более гладким асфальтом. В его состав входит щебень мелких фракций.

Марка битума для асфальта

Таким образом, использованный вид наполнителя влияет на прочность материала этого типа, а следовательно, и область его применения. Однако состав асфальта и его качества в неменьшей степени зависят от марки подмешенного в него битума. Для производства смесей этого типа обычно используется особый материал этого вида. Называется он дорожным битумом и маркируется буквами БНД. Основным параметром, по которому классифицируется этот материал, является температурный режим.

При определенных условиях все без исключения битумы начинают плавиться. В зависимости от того, в какой именно момент это происходит, материал можно использовать в том или ином регионе страны. Для того чтобы определить, в каких условиях можно использовать данный конкретный битум для асфальта, в первую очередь следует посмотреть на его маркировку. Присутствующие в ней цифры показывают диапазон вязкости этого материала. В настоящее время при производстве асфальта используется всего пять разновидностей дорожных битумов: БНД 40/60, 60/90, 90/130, 130/200, 200/300. Чем жарче климат, тем более вязкий материал должен применяться при изготовлении дорожного покрытия.

Разумеется, битум в асфальте должен присутствовать в достаточном количестве. Слишком много этого материала при составлении смесей обычно не используют. Горячий состав для дорожного покрытия должен рассыпаться, а не слипаться. Однако, если не хватает битума, в асфальте со временем начинают происходить разного рода неблагоприятные процессы. В него проникает вода и, замерзая в зимний период времени, разрывает его.

Битум (от лат. bitumen — горная смола, нефть)

Битум является аморфным веществом, то есть в твердом состоянии проявляет свойства жидкости. Чтобы доказать это, в 1927 г сотрудник Квинслендского университета Т. Парнелл поместил битум в воронку и стал ждать, когда он вытечет. Эксперимент удался: первая капля упала через 8 лет, за что Т. Парнелл и удостоился Шнобелевской премии.

Битум — древнейший строительный и отделочный материал.

О свойствах природного битума — «земляной смолы», применявшейся для скрепления наконечников древних копий и делающей посуду водонепроницаемой, древний человек знал еще в эпоху неолита. Битумная посуда предшествовала глиняной.

Битум использовали в строительстве для изоляции достаточно редкого для Месопотамии дерева.

Природный битум часто использовался как связующее вещество при создании мозаик из полудрагоценных камней и раковин (Урский штандарт, мозаичное панно из аль-Убейда).

В древнем мире монополия на природный битум изначально принадлежала Месопотамии и составляла значительную часть экспорта.

В Древнем Египте битумом пользовались для бальзамирования и мумификации.

В Древнем Шумере эту субстанцию называли «эсир», аккадцы — «идду», арабы, проживавшие на территории Ирака, дали ей много имен: «сайали», «зифт» и «кар».

  • вязкое вещество или твердый материал, состоящий из соединений углеводов и их производных,
  • образуется при природных окислительных процессах полимеризации нефти,
  • распространен на месторождениях нефти.
  • чистый природный битум — это довольно редкое вещество,
  • асфальтовый битум — встречается чаще, чем природный, расположен в пористых горных породах,
  • нефтяной битум — получают в процессе переработки нефти.
  • это твердые или жидкие водонерастворимые органические материалы, представляющие собой смесь углеводородов и их сернистых, кислородных и азотистых производных;
  • в его состав входят асфальтены, смолы и масла;
  • получают из остатков от перегонки смолистой нефти, крекинга и очистки масла.

Состав битума : углерода -до 80 %; водорода — до 15 %; серы — до 9 %; кислорода — не более 5 %; азота — до 2 %.

Составляющие битума можно классифицировать по 3 группам.

  • Твердая составляющая — высокомолекулярные углеводороды- асфальтены и парафины,
  • Смолы — аморфные материалы, которые имеют темно-коричневый цвет,
  • Масляные фракции — это различные углеводороды, которые имеют плотность менее 1.

Повышение в его массе асфальтенов приведет к увеличению твердости, хрупкости и температуры размягчения.

Парафины снижают пластичность битума, поэтому при производстве уделяется внимание снижению их содержания до 5 % и менее.

Область применения битумов:

— дорожное строительство; устройство кровли; гидроизоляция; — производство электорокабеля; резино — технические изделия, — производство аккумуляторов; лакокрасочная продукция; — металлургия; производство углебрикетов; — нефтепереработка.

В строительстве дорог используются БНД -битумы нефтяные дорожные (ГОСТ 22245-90):

— Для регионов с температуры ниже -20 ˚С используют БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130, — для регионов с температурой в интервале от -10 до -20 ˚С используют вышеуказанные БНД ІІ и ІІІ климатической дорожной зоны, а также БНД 60/90, — для регионов с температурой в интервале от -5 до -10 ˚С — к вышеуказанным добавляются БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300, — для регионов с температруой не ниже +5 ˚С — БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130.

Строительство жилья. используют битум нефтяной ГОСТ 6671-76 :

— БН 70/30, БН 90/130, БН 50/50 — универсальные марки, используемые в дорожном и жилищном строительстве.

— Нефтяные кровельные материалы ГОСТ 9548-74 — БНК 90/30 , БНК 40/180 , БНК 45/190.

Важные свойства Битума — пластичность, температура размягчения, хрупкость, вспыхивание, вязкость, адгезионные качества.

Увеличить пластичность помогает добавление в состав материала масел.

Температура вспыхивания по ГОСТ +200 ˚С и выше.

Основные свойства БНД

Помимо вязкости, битум для асфальта характеризуется такими свойствами, как:

  • Дуктильность. Этот показатель определяется расстоянием, на которое битум можно вытянуть в нить без ее разрыва. Чем он больше, тем выше прилипаемость смеси. Дорожные битумы обычно имеют степень дуктильности больше 40 см. Требования по этому показателю для БНД устанавливаются при температуре 0 градусов С.
  • Деформативные характеристики. При определении пригодности битума для изготовления асфальта обращают внимание и на такие его свойства, как упругость, ползучесть, пластичность, хрупкость и т. д. Именно они определяют деформативные характеристики этого материала. При нагреве битума последние не должны изменяться слишком сильно.

Свойства битумов

Три основных свойства битумов (твердость, размягчение растяжимость) находятся во взаимосвязи. Твердые битумы имеют высокую температуру размягчения, но малую растяжимость, т. е. относительно хрупки. Наоборот, мягкие битумы размягчаются при невысокой температуре, но могут сильно paстягиваться, т. е. обладают большой пластичностью.

Расплавление битума всех марок, определяемое по падению капель, наступает при температуре на 20 — 30° выше, чем размягчение; температура вспышки для битума марки 0-11 не ниже 180 градусов, для остальных марок — не ниже 200°. Потеря летучих веществ при нагревании в течение 5 час. при температуре 160 градусов должна быть не более 1% по весу; после этого глубина проникновения иглы должна составлять не менее 60% от первоначального значения.

Растворимость битумов в хлороформе или бензоле должна иъ не менее 99%, а для марки II и выше не менее 98%. Водорастворимых соединений допускается не более 0,20 — 0,30, а присутствие водорастворимых кислот и щелочей не допускается.>

Из всех органических вяжущих наибольшее применение в строительстве имеют нефтяные битумы. По пластичности и стойкости по отношению к атмосферным влияниям нефтяные окисленные (продутые) битумы не уступают природным, но значительнo дешевле их. По качеству они значительно выше каменноугольных дегтевых материалов.

Жидкие составы в строительстве

Битум для асфальта обычно имеет очень большую степень вязкости. Однако иногда при заливке покрытий используют и жидкие разновидности этого материала. Применяют их в основном для удлинения сезона дорожных работ. Жидкий битум в определенных пропорциях добавляют в вязкий. В результате покрытие при пониженных температурах не застывает слишком быстро. Изготавливают жидкие битумы из вязких путем добавления дистиллятных фракций.

При выполнении ремонтных работ используется также материал средней вязкости. Его применяют для обработки уже очищенной карты. Норма расхода битума при укладке асфальта в этом случае не слишком большая и составляет всего 0.5 л/м2.

Сфера применения жидкого битума

Использование горячей битумной мастики для ремонта крыши

Жидкий битум – универсальный стройматериал, основное преимущество которого заключается в том, что его допустимо применять в любых погодно-климатических условиях.

Химическая устойчивость битумных составов к воздействию коррозии разнообразных стройматериалов объясняет их широкое использование для защиты железобетонных конструкций, металлических трубопроводов, инженерных коммуникаций, гидро- и пароизоляции фундаментных оснований, изготовлении асфальтобетонных составов.

Довольно часто нефтяные жидкие битумы применяют при укладке, ремонте автодорожного полотна, производстве холодных асфальтобетонных составов.

От качественных параметров, химического состава битума зависит прочность, устойчивость, эксплуатационный ресурс асфальтируемых покрытий. Нефтяной жидкий битум не заменим при производстве битумных эмульсий, используемых для обработки различных поверхностей, подгрунтовки конструктивных слоев дорожных полотен.

Жидкий битум широко применяют при наклейке рулонных материалов, обустройстве паро- и гидроизоляционных покрытий строительных объектов.

Невысокая цена стройматериала, широкая область применения обуславливает популярность жидкого битума при проведении различного вида работ. Стоимость битумных смесей зависит от состава, технических, эксплуатационных характеристик материала.

Какие добавки могут присутствовать в БНД

При производстве битумов дорожных, помимо всего прочего, могут использоваться разного рода добавки. Необходимы они для изменения тех или иных свойств этого материала. К примеру, при изготовлении холодного асфальта используется битум, в состав которого входят модифицирующие компоненты. В результате их применения после застывания покрытие не трескается на холоде и не тает на жаре. При использовании МАК-добавок битум приобретает свои окончательные свойства гораздо быстрее.

Что добавляют в битум для асфальта еще? Очень интересная разновидность этого материала получается в том случае, если в процессе его изготовления используются цветные минеральные порошки. Из такого битума получается очень красивый асфальт. Укладывают его в парках, на велосипедных дорожках, а также используют для разметки.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×