Mi a bitumen és mire használják

A bitumen egy sokfunkciós anyag, amelyet sokféle munkában használnak. Az ezzel az anyaggal impregnált anyagok teljesen érzéketlenek a víz, a gőz és a nedvesség hatására. Ez a tulajdonság a legnépszerűbb a bitumen jellemzői között.

A bitumen keletkezésének története

A természetes bitumen még mindig ismert az emberiség számára a neolitikum óta... Az ásatások során nem egyszer találtak dárdákat, amelyekben a hegyeket ennek az anyagnak a segítségével rögzítették az alapra. Kicsit később más hangszereket is rögzítettek egymáshoz. A bitumenes edények megelőzték a cserépedényeket.

Civilizáltabb korszakban Mezopotámiában a mozaikokban a bitument használták ragasztóként. Areológia úgy véli, hogy ugyanakkor az anyag vízszigetelésre kezdték használni... Mezopotámia más országokba exportálta.

A természetes és mesterséges bitument ma széles körben használják. Azt aszfalt része és az összes létező út építésénél használták. Különböző típusú kompozíciókat használnak bármilyen vízszigetelő munkához: alapok építésénél, falak felállításánál, tetőfedésnél. Kemény anyag módosításokat alkalmaznak az elektromos és öntödei iparban.

A bitument bitumenes kőzetekből nyerik ki. Termelése évi 115 millió tonna. Nem kevesebb térfogatot hoz létre az olaj, pala és szén feldolgozásával kapott mesterséges változat.

Főbb tulajdonságok és jellemzők

Bitumen vagy hegyi kátrány - szénhidrogének és származékaik keveréke - nitrogén-, kén-, fémtartalmú. Szilárd vagy nagyon viszkózus gyantás anyag. Teljes mértékben oldhatatlan vízben, de részben oldódik benzolban, kloroformban és néhány más oldószerben.

A szénhidrátok ezen változatos keveréke a legkülönfélébb a keverék fizikai és kémiai tulajdonságai... A felhasználó szempontjából a legérdekesebbek a következők.

• Sűrűség bitumen - az eredettől és a típustól függően 0,95 és 1,50 g / cm3 között mozog.
• Hővezető amorf anyagokra jellemző - 0,5-0,6 W / m * K. A hőkapacitás 1,8–1,97 kJ / kg • ° С. Nem használható hőszigetelő anyagként, ugyanakkor elősegíti a hő megtartását az épületszerkezet részeként.
• A kompozíció egyik fő tulajdonsága - amorfság... Szilárd lévén folyadék tulajdonságait mutatja. Hevítve folyadékká válik, nedvesíthető és szilárd felületekkel impregnálható. Ha kihűlt, megszilárdul. A folyamatot polimerizáció kíséri, így a vele megnedvesített tárgyak nagyon szilárdan összetapadnak.
• Olvadási hőmérséklet A bitumen összetételétől függ, +160 és + 200 ° C között mozog. A folyamat fokozatosan zajlik.
• Az anyag az dielektromos és felhasználható a szigetelés elrendezésében.
• Bitumen nem lép kölcsönhatásba a vízzel és nem oldódik fel benne... Meggyógyulva áthatolhatatlan, nem porózus réteget képez.
• Ellenáll a legtöbb savnak, lúgnak és sóoldatnak, de nem ellenálló olyan szerves oldószerekkel szemben, mint a benzin, aceton, benzol. A bitumen impregnálása ellenállóvá teszi a betont, acélcsöveket, vasbeton szerkezeteket kémiailag agresszív környezettel szemben.
• A bitumenre olyan jelenség jellemző, mint öregedés... A napfény és a levegőből származó oxigén hatása alatt az anyag fokozatosan megváltoztatja összetételét.A gyanták és olajok tartalma csökken, a hidrofób és rugalmassága csökken.

A bitumen fizikai és kémiai tulajdonságai nagymértékben függenek összetételétől. Fontos, hogy figyeljen az anyag márkájára, és a választás során vegye figyelembe annak jellemzőit.

Osztályozás

A bitumen besorolása nagyon változatos, és elsősorban ehhez kapcsolódik időpont egyeztetés... Ennek alapján megkülönböztetik őket:

• épület - BN, vízszigeteléshez, masztixhoz, nyersanyagként más anyagok gyártásához;
• tetőszerkezet - BNK, puha tetőfedő anyagok, például ondulin, övsömör gyártásához;
• út - BND, aszfaltbeton fektetéséhez és gyártásához.

A fő osztályozás az anyag eredetéhez kapcsolódik. 2 nagy csoport van.

Természetes - A bitumenes kőzetekből vízzel forralva vagy oldószerben oldva extrahálják. Ezek tartalmazzák:

• tiszta bitumen - ásványi szennyeződések részaránya nem haladja meg a 10% -ot;
• aszfalt kőzetek - az anyagot tartalmazó dolomitok, mészkövek;
• aszfaltitok - magas olvadáspontú bitumen;
• aszfalt - aszfaltanyag és ásványi anyagok keveréke.

Mivel a költségeket és egyes jellemzőket befolyásolja megszerzésének módjaossza meg a természetes bitument így:

• rezervoár - szerepel a kőzet összetételében és bánya vagy nyílt gödör módszerrel van kifejlesztve;
• felszínes - bitumen kilépés a felszínre, leggyakrabban ezek nem túl tiszta keverékek;
• véna - tiszta keverékek kis mennyiségű szennyeződéssel.

Ez utóbbi anyagok gyakorlatilag nem igényelnek tisztítást és feldolgozást, mások - aszfaltitok, aszfaltkőzetek - feldolgozást igényelnek.

Mesterséges bitumen - olaj és komponenseinek szublimálásával nyert termék. Leggyakrabban a nyersanyag számukra a kátrány - gyantás maradvány szilárd részecskékkel. Ebből szilárd vagy félig szilárd változatot kapunk. A mesterséges módosítások a következők:

• olajos fűtőolajok - az olaj szublimálásának folyékony maradékai;
• olajkátrány - az olajkomponensekből származó fűtőolaj desztillációjának eredménye;
• savas olajiszap - ezeket kenőolajok kénsavval történő tisztításával nyerik;
• ásványolaj-bitumen - frakcióként képződnek a kőolajtermékek desztillációja során.

A természetes bitumennel ellentétben a mesterséges bitumen tulajdonságai szélesebb körben változnak. Az előállítási technológiától függően szigorúan meghatározott tulajdonságokkal rendelkező összetétel nyerhető.

Természetes bitumen

Természetes anyagot tartalmaz a fosszilis tüzelőanyagok összetételében... Leggyakrabban meg kell tisztítani és újrahasznosítani. A mesterségesekhez képest nincs több értékes tulajdonsága. Nehezebb azonban a természetes anyagot bizonyos anyagok hozzáadásával módosítani.

Szerkezet

A bitumen összetétele az elemek frakcióiban így néz ki: 70–87% szén, 8–12% hidrogén, 0,5–7% kén... Ez azonban nem sokat mond a fogyasztónak. A keverék összetevőinek informatívabb felsorolása:

• ásványolajok - 30-60% között viszkozitást és plaszticitást kölcsönöznek a kompozíciónak hőmérséklet hatására;
• gyanták - 20 és 40% között határozza meg a tapadó tulajdonságokat;
• karbidok, karbének, aszfalt-tének - tartalmuk eléri a 40% -ot, keménységet és tűzállóságot biztosítanak;
• aszfalténsavak - 3%, felületaktív anyagként hat.

A keverékek egyéb anyagokat is tartalmazhatnak, leggyakrabban ásványi adalékokat.

Hogyan bányászták

Tábornok termelési és feldolgozási rendszer a bitumenes kőzetek így néznek ki:

• kőzet kitermelése;
• az alapanyagok szétválasztása szerves és ásványi részekre;
• a termék szállítása;
• bitumen feldolgozás.

Az utolsó 3 szakasz szinte azonos. Bányászati az ágynemű különböző körülményei között különbözik. Megkülönböztetni 3 módszer.

• Kőfejtő vagy bányatisztító telep - a kőzetet felvesszük, a bitumenelegyet oldószerrel vagy forralással extraháljuk, hogy emulziót kapjunk. A bányászati ​​módszert legalább 10% anyagot tartalmazó és legfeljebb 90 m mélységben előforduló kőzet kinyerésére használják.
• Az aknák elvezetése - a bitumen gravitáció útján megy felfelé a felemelkedő vízelvezető csatornák rendszerén keresztül. Ezt a lehetőséget 100 m-nél nagyobb mélységű folyékony keverékek előállítására használják.
• Helyszíni lyuk - a sziklákat hővel vagy más módon felülről fúrt kutakon keresztül érintik. A helyreállítási tényező nem haladja meg a 30% -ot, ezért ezt a módszert ritkán alkalmazzák.

A természetes bitumen nem kereskedelmi termék, mint például gáz vagy olaj. Feldolgozásra szorul.

Hol használják

A természetes bitumen felhasználási területei tulajdonságainak köszönhetők. Használt:

• szigetelésre épületek, utak, egyéb építmények építése során, valamint különféle típusú csővezetékek fektetéséhez;
• aszfaltbeton gyártásában;
• akkumulátormasztixok gyártásában;
• a kábel- és festék- és lakkiparban;
• a tetőfedő anyagok átvételét követően.

A bitument más területeken, például a kertészetben használják.

Kémiai bitumen

Ilyen anyagot nem bányásznak, hanem előállítanak. Alapanyaga az olaj desztillációja után kapott maradék., ami jelentősen csökkenti a termék költségeit. Ebben az esetben lehetővé válik a keverék módosítása, mivel tulajdonságai az összetételtől és az elkészítés módjától függenek.

Gyártástechnológia

A mesterséges változatot több módszerrel állítják elő. Technológia szerint megkülönböztetik a mesterséges bitumen típusait is.

• Maradó - speciális eszközök mélyvákuum-eltávolításával állítják elő. Az alapanyag a magas gyantatartalmú olaj üzemanyag- és kenõanyag-frakciói. A terméket szilárd, enyhén viszkózus formában kapjuk.
• Oxidált - kátrányolaj-maradékok oxigénnel történő fújásával nyerik. Ugyanakkor a viszkozitás növekszik a keverékben, oxidálódik és tömörödik. Ez a módosítás rugalmasabb és hőállóbb, mint a természetes.
• Reccsenés - nyersolaj bomlásával keletkezik a benzin előállítása során. A maradékok oxidálódnak. A termék nagyon törékeny és nem népszerű.
• Összetett - az olaj desztillálásának maradékainak összekeverésével nyerik. A technológia magában foglalja a kátrány, könnyű olaj, olajok és egyéb frakciók hozzáadását a meghatározott tulajdonságú bitumen előállításához. Ez a módszer univerzális.

Folyékony bitumeneket is izolálnak, amelyeket szilárdak cseppfolyósításával nyernek. Fűtőolajat és erősen gyantás olajat adunk a keverékhez. Folyékony anyagokat gyakrabban használnak impregnáláshoz.

Elemi és komponensösszetétel

Elemi képlet a mesterséges bitumen nem különbözik a természetestől - olajtermékek, bár különböző sémák szerint állítják elő őket.

Alkatrész összetétele szintén közel van. A mesterséges bitumen különböző alkotórészeinek tartalmának változtatására való képesség azonban egyes alkotóelemeket jelentősebbé tesz.

• Olajok - a legkönnyebb frakció. Minél nagyobb az olaj aránya, annál rugalmasabb és viszkózusabb bitumen keletkezik, és annál alacsonyabb a lágyulási pontja. Ugyanakkor az olaj - mono-, bi-, policiklusos - különböző módon befolyásolja a keverék minőségét.
• Paraffin-naftenikus szénhidrogének - a fő lágyító. A tulajdonságokat a kemény paraffinok befolyásolják leginkább, ezeknek legfeljebb 3–6% lehet a keverékben. Az arány növekedésével a szerkezeti és mechanikai jellemzők csökkennek.
• Aromás szénhidrogének - általában kevés van belőlük, így nem befolyásolják a tulajdonságokat.
• Gyanták - a fő szerkezeti elem. Gyakran legfeljebb 10% ként és legfeljebb 25% nitrogént tartalmaznak.
• Aszfaltsavak - amikor az anyag megolvad, bomlanak, de nem alakulnak folyékony állapotba. Napfény hatására oldhatatlanná válnak. Ez biztosítja a bitumenes bevonatok öregedését.

Az összetett bitumen az összetétel szempontjából a legérdekesebb, mivel amikor előállítják, módosítót lehet hozzáadni, megváltoztatva annak jellemzőit.

A mesterséges bitumen ugyanolyan munkákban használatos, mint a természetes.

Anyag jelölése és dekódolása

A termék címkézésekor a következőket kell feltüntetni.

• Az elején 2 vagy 3 betű jelzi az anyag alkalmazását. BN - ásványolaj-bitumen, az épület módosítását jelzi. BNK - tetőfedés, BND - út.
• A rövidítést követő számok, amelyek perjelet írnak, behatolást jeleznek... Ez az anyag tűjének behatolási mélysége 0,1 mm-rel + 25 ° C-on és 0 ° C-on. A mutató azt mutatja be, hogy az anyag keménysége és rugalmassága hogyan változik a hőmérséklet hatására.

Néha további betűk jelennek meg a jelölésben. Olyan adalékanyagokat jelölnek, amelyek befolyásolják a bitumen tulajdonságait.

Alkalmazástechnika

Folyékony bitumen gyakran jelenik meg bevonat vízszigetelés... A technológia tartalmaz néhány funkciót.

1. Konkrét felület bevonás előtt szüksége van egyértelmű, buborék nélküli üregektől mentes, távolítsa el az éles kiemelkedéseket és horpadásokat a zsaluzat ízületeiben. Ehhez finomszemcsés cementkompozíciókat vagy száraz építési keverékeket használnak.
2. Szárítsa meg a felületet. 4% -ot meg nem haladó nedvességtartalom megengedett.
3. Ajánlott kezelje a felületet bitumenes alapozóval (BN70 / 30., BN 90/10. fokozat). Vigyen fel alapozót 1 rétegben. Azokon a területeken, ahol cement-homok habarcs csatlakozik, 2 rétegben.
4. Bitumenes a masztixot a hidratáló oldalra helyezzük... Csíkokban alkalmazzák - spatulával, hengerrel, ömlesztve. A rétegnek egyenletes vastagságúnak és folyamatosnak kell lennie.
5. Alkalmazza a masztixot le fel. Fontos.
6. Következő réteg a bitumen felvitele az előző teljes megkeményedése és szárítása után történik.

Egy réteg akkor tekinthető száraznak, ha a vattapamacsnak nincsenek nyomai, amikor felhordja.

Szállítás és tárolás

Tárolja a bitumenes keverékeket hengeres edényekben... Ez utóbbi függőlegesen és vízszintesen is elhelyezhető. Ha a terméket hosszú ideig tárolják, a tartályokat fel vannak szerelve fűtési rendszerek... Előnyben részesítik a vízszintes lehetőségeket, mivel itt a nedvesség elpárolgása kéreg megjelenéséhez vezet a tömeg felületén, ami megakadályozza a további párolgást.

Ha a bitumenes keveréket mozdulatlanul tárolják, tulajdonságai nem változnak. Amikor a csővezetékbe történő szállítás során keringenek, a tulajdonságok megváltoznak az oxidáció következtében.

Szállító bitumen speciális autó- és vasúti tartályokban... Az anyag gyúlékony, ezért a tartályoknak pontosan meg kell felelniük a GOST követelményeinek.