Что такое битум: характеристики и область применения

«Земляная смола» известна с древних времен чему свидетельствуют археологические находки: посуда (до глиняной), орудия для труда и охоты, мозаики. Сегодня этот материал больше известен по асфальтным дорогам и гидроизоляционным средствам. Далее рассмотрим, что такое битум, как происходит его добыча и производство, где он используется. Ознакомимся с техническими различиями природного и синтетического сырья, с его техническими характеристиками.

Источник sdm-bt.ru

Общее описание

Битум – это вязкое либо твердое черное вещество органического происхождения. В переводе с латинского сырье называется горной смолой, в простонародье – асфальтом. Базовой основой являются углерод (до 87 %) и водород (до 12 %). Примеси чаще представлены соединениями азота (до 2 %), кислорода (до 5 %), серы (0,5-7 %), металлов.

В состав композита могут входить различные смеси:

1. Масла (30-60 %). От них зависит вязкость и пластичность, которые проявляются в разной степени при нагревании. Чем выше содержание масел, тем ниже температура размягчения материала.
2. Смолы (20-40 %). Эта группа веществ задает адгезионные свойства. Здесь могут присутствовать азот (до 25 %) и сера (до 10 %).
3. Асфальтеновые кислоты (до 3 %). Условно их относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они при нагревании разлагаются, но не становятся жидкими. Под термическим воздействием также теряется способность растворяться. Дополнительно они способствуют адгезии битумного состава к каменным основаниям.

Также функциональной составной частью битума являются асфальтены, карбиды, карбены. Их содержание суммарно может достигать 40 %. Эти вещества обеспечивают твердость и тугоплавкость композита.

Источник reliancegroupnyc.com

Технологии добычи производства

В природе битумы образуются в процессе длительного окислительного, химического, биохимического преобразования нефтяных залежей под воздействием высокого давления и температуры, под влиянием тектонических процессов. На это уходит порядка миллиона лет. Они содержатся в горючих ископаемых на разной глубине в толще земной коры либо на поверхности (смолистые выходы).

На добычу горной смолы приходится более 110 млн. тонн в год. Практикуются различные технологии, которые условно можно объединить в открытые и инжекционные методы. В случае с первыми используется механизированная техника для снятия поверхностных углеводородных слоев. Из вторых выделяются три способа:

1. Очистной. Порода с содержанием битума свыше 10 % добывается карьерным либо шахтным способом. Глубина залегания сырья в этом случае не превосходит 90 м. Полученная масса далее подвергается выварке либо растворению.
2. Дренажный. Здесь формируются шахты с заглублением ниже 100 м. Внутри организуется система из дренажных каналов, по которым жидкая масса выводится наружу.
3. Скважинный внутрипластовый. На залежи ниже 100 м оказывается термическое или иное воздействие через пробуренные скважины. КПД при таком подходе не превышает 30 % (до 85-90 % в первых вариантах), поэтому технология практикуется редко.

Источник ja-tora.com

Смотрите также:
Каталог компаний, что специализируются на отделочных материалах и сопутствующих работах

Искусственный битум в основном производят путем переработки нефти и нефтепродуктов. Так, в результате глубокой вакуумной отгонки из топливных и смазочных фракций получается твердая и слабовязкая масса. Метод продувки кислородом способствует окислению, уплотнению и повышению вязкости гудрона. В итоге синтетический продукт на фоне горной смолы становится более эластичным и стойким к нагреванию. Компаундирование предполагает смешивание между собой различных нефтяных остатков после перегонки с добавлением дегтя, масел и других присадок. На выходе получаются битумный композит с заданными техническими характеристиками.

Источник rbsmi.ru

Технические характеристики

Битум это аморфное вещество, что особенно ценится в дорожном строительстве. Суть свойства заключается в том, что асфальтовая смесь при нагревании до +35-+200 ℃ размягчается или становится жидкой, а при охлаждении затвердевает. При этом процесс сопровождается полимеризацией. В результате образуется плотное и прочное покрытие.

Горная смола также обладает следующими свойствами:

• вязкость – в текучем состоянии масса способна принимать любую форму формируя равномерный рабочий слой;
• плотность – 950-1500 кг/м³;
• гидрофобность – затвердевшие покрытия имеют низкопористую структуру, проявляют стойкость к длительному воздействию влаги;
• химическая инертность – материал устойчив ко многим щелочным, кислотным, солевым и другим агрессивным средам, включая процессы провоцирующие корродирование;
• адгезия – обмазочные и расплавленные составы хорошо контактируют со многими типами оснований, способны проникать в структуру и частично заполнять поры с трещинами;
• теплопроводность и теплоемкость – 0,5-0,6 Вт/м*℃ и 1,59-1,97 кДж/кг*℃;
• электрическая проводимость – материал является диэлектриком.

Источник vseinstrumenti.ru

Битумная масса может растворяться частично или почти полностью в органических растворителях (ацетон, бензин, хлороформ). Из недостатков выделяется несколько моментов. В частности, природное сырье обязательно подлежит обработке в промышленных условиях. Второе – битумы всегда размягчаются при нагревании, а тонкослойные покрытия обладают низкой механической прочностью. Долговечность – со временем под воздействием кислорода и солнечного света покрытие трескается, теряет гидрофобные свойства из-за постепенного снижения содержания смол и масел. Потому дорожное полотно или защитную пропитку/пленку периодически приходится обновлять.

Читайте также:
Битумный праймер Технониколь 01 как универсальное средство для влагоизоляции

Классификация

Классификация битумов проводится по ряду признаков: условия происхождения и состав, тип готового сырья или продукции. Рассмотрим детальнее отличия между подвидами углеводородных композитов. Начнем с природной группы. В зависимости от способа добычи различаются:

• чистый – доля минеральных примесей в составе не превышает 10 %;
• асфальтовый – доломиты, известняки, прочие породы с содержанием битума;
• асфальтиты – высокоплавкие битумные композиты.

Источник mineralco.net

С учетом залегания исходного сырья различают природные битумы:

• поверхностные – как правило, это составы с содержанием минеральных примесей больше 10 %;
• пластовые – горные породы добываются шахтным либо карьерным методом;
• жильные – чистые смеси с низким содержанием примесей.

Продукты переработки нефти могут быть такими:

• мазуты – жидкие остатки после перегонки;
• гудроны – остаточный результат отгонки из нефти топливных и масляных фракций;
• нефтяные битумы – углеводородные продукты переработки нефти с содержанием гетероатомных соединений (азотистые, кислородные, сернистые, металлосодержащие).

Товарные битумы востребованы в различных сферах. Но в большинстве своем они идут на производство строительного, дорожного либо кровельного материала. Из первого типа рабочего сырья (БН) изготавливаются мастика, гидроизоляция (БНИ – изоляция для подземного трубопровода), герметик и прочие товары защитного характера, которые отличаются высокой стойкостью к возгоранию. Второе (БНД) используется для замешивания и укладки асфальтобетона. Третье (БНК) применяется для производства ондулина, гибкой черепицы и других видов мягкой кровли.

Источник stpulscen.ru

Читайте также:
Битумная мастика для кровли: особенности, характеристики, технология нанесения

Маркировка

Буквенное обозначение битума указывает на его назначение (БН, БНД, БНК). Далее указываются числа, например, в виде 90/30. Под первым подразумевается оптимальная температура, при которой твердая масса начинается плавиться. Второе – величина пенетрации, что выражается в мм. Здесь рассматривается глубина проникновения иглы пенетрометра в тело исследуемого материала при +25 ℃.

Область применения

В качестве рабочего сырья используются различные виды природных композитов и продуктов переработки нефти, горючих сланцев, каменного угля. Оно широко используется в строительной индустрии для изготовления асфальтобетона (ГОСТы 22245-90 и 33133-2014) и других средств для создания дорожных покрытий, кровельных материалов и гидроизоляционных покрытий. А также применяется в производстве изоляционных и клеящих мастик, рулонной и обмазочной гидроизоляции, герметиков, антикоррозионных препаратов, включая термостойкие модификации из ряда перечисленных продуктов.

Источник vseinstrumenti.ru

Экологические аспекты

Процессы добычи и переработки битума могут сопровождаться выбросами паров углеводородов. А также они приводят к изменениям в природной среде в районах месторождений. Это может повлиять на водные ресурсы, почву и на биологию в целом. Кроме того, во время работы с готовыми продуктами могут возникнуть проблемы, связанные с выделением химических веществ при тепловой обработке, с распределением отходов, таких как асфальтовые куски либо использованные материалы.

С целью снижения вреда экологии устанавливаются стандарты для контроля и оценки воздействия промышленности. Они распространяются как на добычу, так и на производство битума. Здесь кроме прочего включены требования по снижению выбросов, обработке отходов и реставрации месторождений. Примерами такого регламента в России являются Модельный Закон «Об экологической ответственности в отношении предупреждения и ликвидации вреда окружающей среде» от 03.12.2009 г. или Федеральный Закон от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ (статья 46). Применение современных технологий и соблюдение строгих нормативов позволяют снизить негативное воздействие битумной индустрии на окружающую среду и обеспечить безопасный труд для рабочего персонала.

Читайте также:
Битумная мастика для гидроизоляции: простое и надежное решение для фундамента

Коротко о главном

Битум – природное или синтезированное вещество, в составе которого основной составляющей являются углеводороды. В композит в разных долях входят нефтяные масла и смолы, асфальтеновые кислоты, а также карбены, карбиды, асфальтены.

Битум является аморфным веществом, которое при нагревании плавится, при остывании обратно застывает.

Битумы добываются из горючих горных пород либо производятся путем переработки нефти и нефтепродуктов.

Основная область применения битума – строительная сфера. Материал используется для создания дорог, изготовления кровельных покрытий, изоляционных полотен и мастик, герметиков, разных видов клея и прочего.

В маркировке битумного компонента указываются его назначения (буквы), температура плавления и величина пенетрации (числа через дробь).