Mikä on bitumi ja mihin sitä käytetään

Bitumi on monikäyttöinen materiaali, jota käytetään monenlaisissa töissä. Tällä aineella kyllästetyt materiaalit eivät ole täysin herkkiä veden, höyryn ja kosteuden vaikutuksille. Tämä ominaisuus on suosituin bitumin ominaisuuksien joukossa.

Bitumin alkuperän historia

Luonnollinen bitumi on edelleen ihmiskunnan tiedossa neoliittisesta ajasta lähtien... Kaivauksissa on löydetty keihäitä useammin kuin kerran, joissa kärjet kiinnitettiin alustaan ​​tämän materiaalin avulla. Hieman myöhemmin myös muut instrumentit kiinnitettiin toisiinsa. Bitumi-astiat edeltivät saviastioita.

Sivilisoituneemmalla aikakaudella Mesopotamiassa bitumia käytettiin mosaiikkien liimana. Areologia uskoo, että samalla materiaali alettiin käyttää vedeneristykseen... Mesopotamia vei sitä muihin maihin.

Luonnollista ja keinotekoista bitumia käytetään nykyään laajalti. Se osa asfalttia ja sitä käytettiin kaikkien olemassa olevien teiden rakentamiseen. Käytetään erityyppisiä koostumuksia kaikkiin vedeneristystöihin: kun rakennetaan perustuksia, pystytetään seiniä, katetaan. Kovia materiaalimuutoksia käytetään sähkö- ja valimoteollisuudessa.

Bitumi uutetaan bitumikivistä. Sen tuotanto on jopa 115 miljoonaa tonnia vuodessa. Vähemmän määrää tuottaa keinotekoinen versio, joka saadaan jalostamalla öljyä, liuskekiveä ja hiiltä.

Tärkeimmät ominaisuudet ja ominaisuudet

Bitumi tai vuoriterva - seos hiilivetyjä ja niiden johdannaisia - typpipitoinen, rikkipitoinen, metalleja sisältävä. Se on kiinteä tai erittäin viskoosi hartsimainen aine. Täysin liukenematon veteen, mutta osittain liukoinen bentseeniin, kloroformiin ja joihinkin muihin liuottimiin.

Tämä monipuolinen sekoitus hiilihydraatteja tarjoaa laajan valikoiman fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet... Käyttäjän kannalta mielenkiintoisimmat ovat seuraavat.

• Tiheys bitumi - vaihtelee välillä 0,95 - 1,50 g / cm3 alkuperästä ja tyypistä riippuen.
• Lämmönjohtokyky tyypillinen amorfisille aineille - 0,5-0,6 W / m * K. Lämpökapasiteetti on 1,8–1,97 kJ / kg • ° С. Sitä ei voida käyttää lämmöneristysmateriaalina, mutta se auttaa säilyttämään lämmön osana rakennusrakennetta.
• Yksi koostumuksen pääominaisuuksista - amorfisuus... Kiinteänä aineena sillä on nesteen ominaisuuksia. Kuumennettaessa se muuttuu nestemäiseksi, se voidaan kostuttaa ja kyllästää kiinteillä pinnoilla. Jäähtyessään se jähmettyy. Prosessiin liittyy polymerointi, joten siihen kostutetut esineet tarttuvat yhteen erittäin tiukasti.
• Sulamislämpötila bitumi riippuu koostumuksesta, vaihtelee välillä +160 - + 200 ° C. Prosessi tapahtuu vähitellen.
• Materiaali on dielektrinen ja sitä voidaan käyttää eristeen järjestelyssä.
• Bitumi ei ole vuorovaikutuksessa veden kanssa eikä liukene siihen... Kovettuneena se muodostaa läpäisemättömän, huokoisen kerroksen.
• Kestää useimpia happoja, emäksiä ja suolaliuoksia, mutta ei vastustaa orgaanisia liuottimia, kuten bensiiniä, asetonia, bentseeniä. Bitumikyllästys tekee betonista, teräsputkista ja teräsbetonirakenteista kestäviä kemiallisesti aggressiiviselle ympäristölle.
• Bitumille on ominaista sellainen ilmiö kuin ikääntyminen... Auringonvalon ja ilman hapen vaikutuksesta materiaali muuttaa asteittain koostumustaan.Hartsien ja öljyjen pitoisuus pienenee, hydrofobisuus ja elastisuus vähenevät.

Bitumin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet riippuvat suurelta osin sen koostumuksesta. On tärkeää kiinnittää huomiota aineen merkkiin ja ottaa huomioon sen ominaisuudet valittaessa.

Luokitus

Bitumin luokitus on hyvin monipuolinen ja liittyy ensisijaisesti siihen nimittäminen... Tämän perusteella ne erotetaan:

• rakennus - BN, jota käytetään vedeneristykseen, mastiksi, raaka-aineena muiden materiaalien valmistuksessa;
• katto - BNK, jota käytetään pehmeiden kattomateriaalien, kuten onduliinin, vyöruusujen, tuotantoon;
• tiellä - BND, jota käytetään asfaltbetonin levittämisessä ja valmistuksessa.

Pääluokittelu liittyy materiaalin alkuperään. On 2 suurta ryhmää.

Luonnollinen - Se uutetaan bitumikivistä kiehuvalla vedellä tai liuottamalla liuottimiin. Nämä sisältävät:

• puhdas bitumi - mineraalisten epäpuhtauksien osuus on enintään 10%;
• asfaltti kivet - dolomiitit, kalkkikivet, jotka sisältävät ainetta;
• asfaltit - korkealla sulava bitumi;
• asfaltti - asfalttimateriaalin ja mineraalien seos.

Koska kustannuksiin ja joihinkin ominaisuuksiin vaikuttaa menetelmäjakaa luonnollinen bitumi tällä tavalla:

• säiliö - sisältyy kiven koostumukseen ja kehitetty kaivos- tai avolouhintamenetelmällä;
• pinnallinen - bitumin poistuminen pinnalle, useimmiten nämä eivät ole kovin puhtaita seoksia;
• laskimoon - puhtaat seokset, joissa on pieni määrä epäpuhtauksia.

Viimeksi mainitut materiaalit eivät käytännössä vaadi puhdistusta ja käsittelyä, muut - asfaltitit, asfaltti- kivet - vaativat käsittelyä.

Keinotekoinen bitumi - öljy ja sen komponentit sublimoimalla saatu tuote. Useimmiten niiden raaka-aine on terva - hartsitähde, jossa on kiinteitä hiukkasia. Siitä saadaan kiinteä tai puolikiinteä versio. Keinotekoiset muutokset sisältävät:

• öljypolttoöljyt - öljyn sublimaation nestejäämät;
• öljyterva - polttoöljyn tislauksen tulos öljykomponenteista;
• hapan öljyliete - ne saadaan puhdistamalla voiteluöljyt rikkihapolla;
• maaöljybitumi - muodostuvat jakeena öljytuotteiden tislauksen aikana.

Toisin kuin luonnollinen bitumi, keinotekoisen bitumin ominaisuudet vaihtelevat laajemmin. Tuotantotekniikasta riippuen voidaan saada koostumus, jolla on tarkasti määritellyt ominaisuudet.

Luonnollinen bitumi

Mukana on luonnonmateriaalia fossiilisten polttoaineiden koostumuksessa... Useimmiten se on puhdistettava ja kierrätettävä. Keinotekoisiin verrattuna sillä ei ole arvokkaampia ominaisuuksia. Luonnonmateriaalin muuttaminen lisäämällä tiettyjä aineita on kuitenkin vaikeampaa.

Rakenne

Bitumin koostumus alkuaineiden osina näyttää tältä: 70–87% hiiltä, ​​8–12% vetyä, 0,5–7% rikkiä... Se ei kuitenkaan kerro kuluttajalle paljon. Seoksen komponenttien informatiivisempi luettelo on:

• maaöljyt - 30 - 60%, ne antavat koostumukselle viskositeetin ja plastisuuden lämpötilan vaikutuksesta;
• hartsit - määritä tarttuvuus 20 - 40%;
• karbidit, karbeenit, asfalttienit - niiden pitoisuus saavuttaa 40%, antaa kovuuden ja tulenkestävyyden;
• asfalteenihapot - 3%, toimii pinta-aktiivisina aineina.

Seokset voivat sisältää muita aineita, useimmiten mineraalilisäaineita.

Kuinka se louhitaan

Kenraali tuotanto- ja jalostusjärjestelmä bitumikiviä näyttää tältä:

• kiven louhinta;
• raaka-aineiden erottaminen orgaanisiksi ja mineraaleiksi osiksi;
• tuotteen kuljetus;
• bitumin käsittely.

Viimeiset 3 vaihetta ovat melkein samat. Kaivostoiminta eroaa vuodevaatteiden erilaisissa olosuhteissa. Erottaa 3 menetelmää.

• Louhos tai kaivosten käsittelylaitos - kivi otetaan talteen, bitumiseos uutetaan liuottimella tai kiehuvalla emulsion saamiseksi. Kaivosmenetelmää käytetään vähintään 10% materiaalia sisältävän ja enintään 90 m syvyydessä esiintyvän kiven uuttamiseen.
• Kaivoksen viemäröinti - bitumi kulkee ylöspäin nousevien viemärikanavien järjestelmän läpi painovoiman avulla. Tätä vaihtoehtoa käytetään sellaisten nesteseosten valmistuksessa, joiden syvyys on yli 100 m.
• Porausreikä paikan päällä - kiviin vaikuttaa lämpö tai muuten ylhäältä porattujen kaivojen kautta. Saantokerroin on enintään 30%, joten tätä menetelmää käytetään harvoin.

Luonnollinen bitumi ei ole kaupallinen tuote, kuten kaasu tai öljy. Se vaatii käsittelyä.

Missä sitä käytetään

Luonnollisen bitumin käyttöalueet johtuvat sen ominaisuuksista. Sitä käytetään:

• eristykseen rakennusten, teiden, muiden rakenteiden rakentamisen aikana sekä erityyppisten putkistojen asettamiseksi;
• asfaltbetonin tuotannossa;
• paristomastikkien valmistuksessa;
• kaapeli-, maali- ja lakateollisuudessa;
• saatuaan kattomateriaalit.

Bitumia käytetään muilla alueilla, kuten puutarhaviljelyssä.

Kemiallinen bitumi

Tällaista materiaalia ei louhita, vaan tuotetaan. Sen raaka-aine on öljyn tislauksen jälkeen saatu jäännös., mikä vähentää merkittävästi tuotteen kustannuksia. Tässä tapauksessa on mahdollista muuttaa seosta, koska sen ominaisuudet riippuvat koostumuksesta ja valmistusmenetelmästä.

Tuotantoteknologia

Keinotekoinen versio saadaan useilla menetelmillä. Teknologialla erotetaan myös keinotekoisen bitumin tyypit.

• Jäännös - valmistettu syvävakuumikuorinnalla erityislaitteilla. Raaka-aine on öljyn polttoaine- ja voiteluainefraktioita, joiden hartsipitoisuus on korkea. Tuote saadaan kiinteänä, hieman viskoosisena.
• Hapetettu - saadaan puhaltamalla tervan öljyjäämien hapella. Samanaikaisesti viskositeetti kasvaa seoksessa, se hapetetaan ja tiivistyy. Tämä muunnos on joustavampi ja kuumuutta kestävämpi kuin luonnollinen.
• Halkeilua - tuotettu hajoamalla raakaöljy bensiinin tuotannossa. Jäännökset hapetetaan. Tuote on erittäin herkkä eikä suosittu.
• Yhdistetty - se saadaan sekoittamalla öljyn tislauksen jäännökset. Teknologiaan kuuluu tervan, kevyen öljyn, öljyjen ja muiden jakeiden lisääminen määriteltyjen ominaisuuksien omaavan bitumin saamiseksi. Tämä menetelmä on yleinen.

Lisäksi eristetään nestemäisiä bitumeja, jotka saadaan nesteyttämällä kiinteät. Polttoöljyä ja erittäin hartsimaista öljyä lisätään seokseen. Nestemäisiä aineita käytetään useammin kyllästykseen.

Perus- ja komponenttikoostumus

Peruskaava keinotekoinen bitumi ei ole eroa luonnollisesta - ne ovat öljytuotteita, vaikka niitä tuotetaan eri järjestelmien mukaisesti.

Komponentin koostumus on myös lähellä. Kyky muuttaa eri ainesosien pitoisuutta keinotekoisessa bitumissa tekee joistakin ainesosista merkittävämpiä.

• Öljyt - kevyin jae. Mitä suurempi öljyn osuus on, sitä elastisempaa ja viskoosempaa bitumia saadaan ja sitä matalampi sen pehmenemispiste. Samanaikaisesti öljy - mono-, bi-, polysyklinen - vaikuttaa seoksen laatuun eri tavoin.
• Parafiini-nafteeniset hiilivedyt - päämuovaaja. Ominaisuuksiin vaikuttavat eniten kovat parafiinit, niiden pitäisi olla korkeintaan 3–6% seoksessa. Osuuden kasvaessa rakenteelliset ja mekaaniset ominaisuudet vähenevät.
• Aromaattiset hiilivedyt - niitä on yleensä vähän, joten ne eivät vaikuta ominaisuuksiin.
• Hartsit - tärkein rakenneosa. Ne sisältävät usein jopa 10% rikkiä ja jopa 25% typpeä.
• Asfalttihapot - kun materiaali sulaa, ne hajoavat, mutta eivät muutu nestemäiseksi. Ne muuttuvat liukenemattomiksi altistuessaan auringonvalolle. Tämä varmistaa bitumipinnoitteiden ikääntymisen.

Yhdistetty bitumi on mielenkiintoisin koostumuksen kannalta, koska kun se on saatu, on mahdollista lisätä modifioija muuttamalla sen ominaisuuksia.

Keinotekoista bitumia käytetään samoissa teoksissa kuin luonnollinen.

Materiaalin merkintä ja dekoodaus

Kun merkitset tuotetta, merkitse seuraava.

• 2 tai 3 kirjainta alussa ilmaisee materiaalin levityksen. BN - maaöljybitumi, osoittaa rakennuksen muutoksen. BNK - katto, BND - tie.
• Lyhenteen jälkeen olevat ja vinoviivalla kirjoitetut numerot osoittavat tunkeutumista... Tämä on materiaalin neulan tunkeutumissyvyys 0,1 mm + 25 ° C: ssa ja 0 ° C: ssa. Indikaattori osoittaa, kuinka materiaalin kovuus ja kimmoisuus muuttuu lämpötilan vaikutuksesta.

Joskus merkinnässä näkyy lisäkirjaimia. Ne osoittavat lisäaineita, jotka vaikuttavat bitumin ominaisuuksiin.

Sovellustekniikka

Nestemäistä bitumia esiintyy usein pinnoitteen vedeneristys... Tekniikka sisältää joitain ominaisuuksia.

1. Betoni pinta- ennen kuin päällystät asia selvä, jossa ei ole kuplia, poista terävät ulkonemat ja kolhut muotin liitoksista. Tätä varten käytetään hienorakeisia sementtikoostumuksia tai kuivia rakennusseoksia.
2. Kuivaa pinta. Kosteuspitoisuus on enintään 4%.
3. Suositellaan käsittele pinta bitumisella pohjamaalilla (arvosanat BN70 / 30, BN 90/10). Levitä pohjamaali 1 kerrokseksi. Alueilla, joilla sementti-hiekkalaasti vieressä, 2 kerroksessa.
4. Bitumi mastiksi asetetaan kosteuttavalle puolelle... Sitä levitetään nauhoina - lastalla, telalla, irtotavarana. Kerroksen tulee olla tasaisen paksuus ja jatkuva.
5. Levitä mastiksi alas ylös. On tärkeää.
6. Seuraava kerros bitumia levitetään edellisen kovettumisen ja kuivaamisen jälkeen.

Kerros katsotaan kuivaksi, jos vanupuikolle ei jää jälkiä, kun levität sitä.

Kuljetus ja varastointi

Säilytä bitumisekoituksia sylinterimäisissä astioissa... Jälkimmäinen voi sijaita pysty- ja vaakasuunnassa. Jos tuotetta varastoidaan pitkään, astiat on varustettu lämmitysjärjestelmät... Etusija annetaan vaakasuorille vaihtoehdoille, koska tässä kosteuden haihtuminen johtaa kuoren ilmestymiseen massan pinnalle, mikä estää haihtumisen edelleen.

Jos bitumisekoitus varastoidaan liikkumattomana, sen ominaisuudet eivät muutu. Kiertäessä putkilinjan toimituksen aikana ominaisuudet muuttuvat hapettumisen vuoksi.

Kuljeta bitumia erityisissä auto- ja rautatankeissa... Materiaali on syttyvää, joten astioiden on oltava täsmälleen GOST: n vaatimusten mukaisia.