Hva er bitumen og hva brukes det til

Bitumen er et multifunksjonelt materiale som brukes i mange forskjellige jobber. Materialer impregnert med dette stoffet er absolutt ufølsomme for virkningen av vann, damp og fuktighet. Denne eiendommen er den mest populære blant egenskapene til bitumen.

Historien om opprinnelsen til bitumen

Naturlig bitumen er fortsatt kjent for menneskeheten siden yngre steinalder... Ved utgravningene er det funnet mer enn en gang spyd der spissene ble festet til basen ved hjelp av dette materialet. Litt senere ble andre instrumenter også festet sammen. Bituminøse redskaper gikk før steingods.

I en mer sivilisert tid i Mesopotamia bitumen ble brukt som lim i mosaikker. Areologi mener at samtidig materialet begynte å bli brukt til vanntetting... Mesopotamia eksporterte den til andre land.

Naturlig og kunstig bitumen er mye brukt i dag. Den del av asfalt og ble brukt i byggingen av alle eksisterende veier. Komposisjoner av forskjellige typer brukes for alt vanntettingsarbeid: når man bygger fundamenter, reiser vegger, tekker. Modifikasjoner av hardt materiale brukes i elektro- og støperibransjen.

Bitumen ekstraheres fra bituminøse bergarter. Produksjonen er opptil 115 millioner tonn per år. Ikke mindre volum er skapt av en kunstig versjon oppnådd ved prosessering av olje, skifer og kull.

Hovedegenskaper og egenskaper

Bitumen eller fjelltjære - blanding av hydrokarboner og deres derivater - nitrogenholdig, svovelholdig, metallholdig. Det er en fast eller svært tyktflytende harpiksholdig substans. Helt uoppløselig i vann, men delvis løselig i benzen, kloroform og noen andre løsningsmidler.

Denne varierte blandingen av karbohydrater gir et bredt utvalg av blandingens fysiske og kjemiske egenskaper... Det mest interessante fra brukerens synspunkt er følgende.

• Tetthet bitumen - varierer fra 0,95 til 1,50 g / cm³ avhengig av opprinnelse og type.
• Termisk ledningsevne typisk for amorfe stoffer - 0,5-0,6 W / m * K. Varmekapasiteten er 1,8–1,97 kJ / kg • ° С. Det kan ikke brukes som et varmeisolerende materiale, men det hjelper å beholde varmen som en del av en bygningsstruktur.
• En av de viktigste egenskapene til sammensetningen - amorf... Å være solid, viser den egenskapene til en væske. Ved oppvarming blir den flytende, den kan fuktes og impregneres med faste overflater. Når den er avkjølt, stivner den. Prosessen ledsages av polymerisering, så gjenstander fuktet med den henger sammen veldig godt.
• Smeltepunkt bitumen avhenger av sammensetningen, varierer fra +160 til + 200 ° С. Prosessen skjer gradvis.
• Materialet er dielektrisk og kan brukes i arrangementet av isolasjon.
• Bitumen samhandler ikke med vann og oppløses ikke i det... Når det herdes, danner det et ugjennomtrengelig, ikke-porøst lag.
• Motstandsdyktig mot de fleste syrer, baser og saltoppløsninger, men ikke motstandsdyktig mot organiske løsningsmidler som bensin, aceton, benzen. Bitumenimpregnering gjør betong, stålrør, armert betongkonstruksjoner motstandsdyktige mot et kjemisk aggressivt miljø.
• Bitumen er preget av et slikt fenomen som aldring... Under påvirkning av sollys og oksygen fra luften endrer materialet gradvis sammensetningen.Innholdet av harpiks og oljer avtar, hydrofobisitet og elastisitet reduseres.

De fysiske og kjemiske egenskapene til bitumen avhenger i stor grad av sammensetningen. Det er viktig å være oppmerksom på stoffets merke og ta hensyn til egenskapene når du velger.

Klassifisering

Klassifiseringen av bitumen er veldig mangfoldig og er primært assosiert med avtale... På dette grunnlaget skiller de seg ut:

• bygning - BN, brukt til vanntetting, mastikk, som råvare for fremstilling av andre materialer;
• taktekking - BNK, brukt til produksjon av myke takmaterialer, som ondulin, helvetesild;
• vei - BND, brukt til legging og produksjon av asfaltbetong.

Hovedklassifiseringen er relatert til materialets opprinnelse. Det er 2 store grupper.

Naturlig - Den ekstraheres fra bituminøse bergarter ved vannkoking eller oppløsning i løsemidler. Disse inkluderer:

• ren bitumen - med en andel av mineralforurensninger som ikke overstiger 10%;
• asfalt bergarter - dolomitter, kalkstein som inneholder stoffet;
• asfaltitter - høysmeltende bitumen;
• asfalt - en blanding av asfaltmateriale og mineraler.

Siden kostnaden og noen egenskaper er påvirket av metode for å oppnådel naturlig bitumen på denne måten:

• reservoar - inkludert i bergets sammensetning og utviklet av gruven eller pit-metoden;
• overfladisk - bitumenutgang til overflaten, ofte er dette ikke veldig rene blandinger;
• blodåre - rene blandinger med en liten mengde urenheter.

De sistnevnte materialene trenger praktisk talt ikke rengjøring og prosessering, andre - asfaltitter, asfaltbergarter - krever behandling.

Kunstig bitumen - et produkt oppnådd ved sublimering av olje og dets komponenter. Oftest er råmaterialet for dem tjære - en harpiksholdig rest med faste partikler. Fra det oppnås en solid eller halvfast versjon. Kunstige modifikasjoner inkluderer:

• olje fyringsoljer - flytende rester av oljesublimering;
• oljetjære - resultatet av destillasjon av fyringsolje fra oljekomponenter;
• syreoljeslam - de oppnås ved å rense smøreoljer med svovelsyre;
• petroleumsbitumen - dannes som en brøkdel under destillasjonen av petroleumsprodukter.

I motsetning til naturlig bitumen varierer egenskapene til kunstig bitumen bredere. Avhengig av produksjonsteknologi kan en sammensetning med strengt spesifiserte egenskaper oppnås.

Naturlig bitumen

Naturlig materiale er inkludert i sammensetningen av fossile brensler... Ofte må den rengjøres og resirkuleres. Sammenlignet med kunstige har den ikke flere verdifulle egenskaper. Imidlertid er det vanskeligere å modifisere naturlig materiale ved å tilsette visse stoffer.

Struktur

Sammensetningen av bitumen i brøkdeler av elementer ser slik ut: 70–87% karbon, 8–12% hydrogen, 0,5–7% svovel... Imidlertid forteller det ikke forbrukeren mye. En mer informativ oppregning av komponentene i blandingen er:

• petroleumsoljer - fra 30 til 60%, de gir viskositet og plastisitet til blandingen under påvirkning av temperatur;
• harpiks - fra 20 til 40%, bestem limegenskapene;
• karbider, karbener, asfalt-tenes - innholdet når 40%, gir hardhet og ildfasthet;
• asfaltsyrer - 3%, fungerer som overflateaktive stoffer.

Blandinger kan omfatte andre stoffer, ofte mineraltilsetningsstoffer.

Hvordan utvinnes det

Generell produksjons- og prosesseringsordning bituminøse bergarter ser slik ut:

• utvinning av stein;
• separasjon av råvarer i organiske og mineraldeler;
• transport av produktet;
• bitumenbehandling.

De siste 3 trinnene er nesten de samme. Gruvedrift varierer under forskjellige forhold for sengetøy. Skille 3 metoder.

• Brudd eller gruvebehandlingsanlegg - bergarten tas opp, bitumenblandingen ekstraheres med et løsningsmiddel eller ved koking for å oppnå en emulsjon. Gruvedriften brukes til å utvinne stein som inneholder minst 10% av materialet og ikke forekommer dypere enn 90 m.
• Mine drenering - bitumen går oppover gjennom systemet med stigende dreneringskanaler etter tyngdekraften. Dette alternativet brukes til produksjon av flytende blandinger med en dybde på mer enn 100 m.
• Nede i hullet - bergartene påvirkes termisk eller på annen måte gjennom brønner boret ovenfra. Gjenopprettingsfaktoren er ikke mer enn 30%, så denne metoden brukes sjelden.

Naturlig bitumen er ikke et kommersielt produkt som gass eller olje. Det trenger behandling.

Hvor brukes

Områdene for bruk av naturlig bitumen skyldes dens egenskaper. Det er brukt:

• for isolasjon under bygging av bygninger, veier, andre strukturer, samt for legging av rørledninger av forskjellige typer;
• i produksjonen av asfaltbetong;
• i produksjon av batterimastikk;
• innen kabel- og malings- og lakkindustrien;
• ved mottak av takmaterialer.

Bitumen brukes i andre områder som hagebruk.

Kjemisk bitumen

Slike materialer blir ikke utvunnet, men produsert. Råmaterialet for det er restene som oppnås etter destillasjon av olje., som reduserer produktets kostnad betydelig. I dette tilfellet blir det mulig å modifisere blandingen, siden dens egenskaper avhenger av sammensetningen og fremstillingsmetoden.

Produksjonsteknologi

En kunstig versjon oppnås ved flere metoder. Ved teknologi skiller man også ut typene kunstig bitumen.

• Rest - produsert ved dyp vakuumstripping på spesielle enheter. Råstoffet er drivstoff- og smøremiddelfraksjoner fra olje med høyt harpiksinnhold. Produktet oppnås som et fast, lett viskøst.
• Oksidert - oppnås ved å blåse med oksygen av tjæreoljerester. Samtidig øker viskositeten i blandingen, den oksyderes og komprimeres. Denne modifikasjonen er mer elastisk og motstandsdyktig mot varme enn naturlig.
• Sprekker - produsert ved spaltning av råolje i produksjon av bensin. Restene oksyderes. Produktet er svært skjørt og ikke populært.
• Sammensatt - den oppnås ved å blande restene av destillasjonen av olje. Teknologien innebærer tilsetning av tjære, lett olje, oljer og andre fraksjoner for å oppnå bitumen med spesifiserte egenskaper. Denne metoden er universell.

Også flytende bitumener isoleres, oppnådd ved flytende faste. Drivstoff og kraftig harpiksolje tilsettes blandingen. Flytende stoffer brukes oftere til impregnering.

Elementær og komponentsammensetning

Elementær formel kunstig bitumen er ikke forskjellig fra naturlig - de er oljeprodukter, selv om de produseres i henhold til forskjellige ordninger.

Komponentsammensetning er også i nærheten. Imidlertid gjør evnen til å variere innholdet av forskjellige bestanddeler i kunstig bitumen noen bestanddeler mer signifikante.

• Oljer - den letteste brøkdelen. Jo høyere andel olje, desto mer elastisk og tyktflytende bitumen oppnås og jo lavere blir mykningspunktet. Samtidig påvirker olje - mono-, bi-, polysyklisk - kvaliteten på blandingen på forskjellige måter.
• Paraffin-nafteniske hydrokarboner - den viktigste mykneren. Egenskapene er mest påvirket av harde parafiner, de bør ikke være mer enn 3–6% i blandingen. Med en økning i andelen, reduseres de strukturelle og mekaniske egenskapene.
• Aromatiske hydrokarboner - det er vanligvis få av dem, så de påvirker ikke egenskapene.
• Harpiks - det viktigste strukturelle elementet. De inneholder ofte opptil 10% svovel og opptil 25% nitrogen.
• Asfaltiske syrer - når materialet smelter, spaltes de, men blir ikke flytende. Under påvirkning av sollys blir de uoppløselige. Dette sikrer aldring av bituminøse belegg.

Sammensatt bitumen er mest interessant sett fra sammensetningens synspunkt, siden det når det er oppnådd, er det mulig å legge til et modifiseringsmiddel, endre dets egenskaper.

Kunstig bitumen brukes i de samme verkene som naturlig.

Merking og dekoding av materiale

Når du merker produktet, angir du følgende.

• 2 eller 3 bokstaver i begynnelsen indikerer anvendelsen av materialet. BN - petroleumsbitumen, indikerer en modifikasjon av bygningen. BNK - taktekking, BND - vei.
• Tallene som følger forkortelsen og skrevet med en skråstrek indikerer penetrering... Dette er inntrengningsdybden av nålen til materialet med 0,1 mm ved + 25 ° C og ved 0 ° C. Indikatoren viser hvordan hardheten og elastisiteten til materialet endres under påvirkning av temperaturen.

Noen ganger vises flere bokstaver i merkingen. De indikerer tilsetningsstoffer som påvirker egenskapene til bitumen.

Applikasjonsteknologi

Flytende bitumen dukker ofte opp belegg vanntetting... Teknologien inneholder noen funksjoner.

1. Betong flate før belegg du trenger klar, uten hulrom med bobler, fjern skarpe fremspring og bulker i forskalingen. For dette brukes finkornede sementblandinger eller tørre konstruksjonsblandinger.
2. Tørk overflaten. Fuktighetsinnhold som ikke overstiger 4% er tillatt.
3. Anbefalt behandle overflaten med en bituminøs grunning (karakterer BN70 / 30, BN 90/10). Påfør en grunning i 1 lag. I områder der sement-sandmørtel grenser til, i 2 lag.
4. Bituminøs mastikken plasseres på den fuktighetsgivende siden... Den påføres i strimler - med en slikkepott, rull, i bulk. Laget skal være jevnt i tykkelse og kontinuerlig.
5. Påfør mastikk ned opp. Det er viktig.
6. Neste lag bitumen påføres etter fullstendig herding og tørking av den forrige.

Et lag anses som tørt hvis det ikke er spor igjen på bomullspinnen når du bruker det.

Transport og lagring

Oppbevar bituminøse blandinger i sylindriske kar... Sistnevnte kan plasseres vertikalt og horisontalt. Hvis produktet lagres i lang tid, er beholderne utstyrt med varmesystemer... Det foretrekkes horisontale muligheter, siden fordampning av fuktighet fører til at det oppstår en skorpe på overflaten av massen, noe som forhindrer videre fordampning.

Hvis den bituminøse blandingen lagres ubevegelig, endres dens egenskaper ikke. Når du sirkulerer under levering til rørledningen, endres kvalitetene på grunn av oksidasjon.

Transport bitumen i spesielle bil- og jernbanetanker... Materialet er brannfarlig, så beholderne må nøyaktig oppfylle kravene i GOST.