+7(499)-938-42-58 Москва
+7(800)-333-37-98 Горячая линия

Битум И Его Вредные Свойства

Содержание

Битум

Битум И Его Вредные Свойства

Битумы применялись в качестве строительного материала еще в глубокой древности. За 3000 лет до нашей эры в Вавилоне и Ассирии, расположенных в междуречье Тигра и Евфрата, природный битум использовали в качестве цементирующего и водоизолирующего материала.

Органические вяжущие вещества делят на две основные группы: битумные и дегтевые.

К битумным материалам относятся следующие:

Природные битумы — вязкие жидкости или твердообразные вещества, состоящие из смеси углеводов и их неметаллических производных.

Природные битумы получились в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти. Природные битумы встречаются в местах нефтяных месторождений, образуя линзы, а иногда и асфальтовые озера.

Однако природные битумы в чистом виде встречаются редко, чаще они пронизывают осадочные горные породы.

Асфальтовые породы — пористые горные породы (известняки, доломиты, песчаники, глины, пески), пропитанные битумом. Из этих пород извлекают битум или их размалывают и применяют в виде асфальтового порошка.

Нефтяные (искусственные) битумы, получаемые переработкой нефтяного сырья, в зависимости от технологии производства могут быть: остаточные, получаемые из гудрона путем дальнейшего глубокого отбора из него масел; окисленные, получаемые окислением гудрона в специальных аппаратах (продувка воздухом); крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти.

Гудрон — остаток после отгонки из мазута масляных фракций;

он является основным сырьем для получения нефтяных битумов, используется в виде связующего вещества в дорожном строительстве.

К дегтевым материалам относят различные виды дегтя и пеки.

Наиболее широкое применение органические вяжущие вещества получили в гидротехническом, дорожном, промышленно-гражданском строительстве в виде кровельных, гидроизоляционных материалов, асфальтобетона, асфальтораствора, уплотняющих материалов. Органические вяжущие хорошо совмещаются с резиной и полимерами, что позволяет значительно улучшить качество битумных материалов в соответствии с требованиями современного строительства.

Возникла новая отрасль, производящая гидроизоляционные материалы (изол, бризол и др.) из вторичного резинового сырья. Изготовление рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов осуществляется на полностью механизированных поточных линиях непрерывного действия.

Состав и строение битумов

Битумы относятся к наиболее распространенным органическим вяжущим веществам.

Элементарный состав битумов колеблется в пределах: углерода 70 – 80%, водорода 10 – 15%, серы 2 – 9%, кислорода 1 – 5%, азота 0 – 2%.

Эти элементы находятся в битуме в виде углеводородов и их соединений с серой, кислородом и азотом. Химический состав битумов весьма сложен. Так, в них могут находиться предельные углеводороды от С9Н20 до С30Н62.

Все многообразные соединения, образующие битум, можно свести в три группы: твердая часть, смолы и масла.

Твердая часть битума — это высокомолекулярные углеводороды и их производные с молекулярной массой 1000—5000, плотностью более 1, объединенные общим названием асфальтены”. В асфальтенах содержатся карбены, растворимые только в СCl4, и карбоиды, не растворимые в маслах и летучих растворителях. В состав битумов могут входить также твердые углеводороды — парафины.

Смолы представляют собой аморфные вещества темно-коричневого цвета с молекулярной массой 500—1000, плотностью около 1.

Масляные фракции битумов состоят из различных углеводородов с молекулярной массой 100—500, плотностью менее 1.

По своему строению битум представляет коллоидную систему, в которой диспергированы асфальтены, а дисперсионной средой являются смолы и масла. Асфальтены битума, диспергированные в виде частиц размером 18—20 мкм, являются ядрами, каждое из них окружено оболочкой убывающей плотности — от тяжелых смол к маслам.

Свойства битума, как дисперсной системы, определяются соотношением входящих в него составных частей: масел, смол и асфальтенов.

Повышение содержания асфальтенов и смол влечет за собой возрастание твердости, температуры размягчения и хрупкости битума. Наоборот, масла, частично растворяющие смолы, делают битум мягким и легкоплавким.

Снижение молекулярной массы масел и смол также повышает пластичность битума.

Парафин, содержащийся в нефтяных битумах, ухудшает их свойства, повышает хрупкость при пониженных температурах. Поэтому стремятся к тому, чтобы содержание парафина в битуме не превышало 5%.

Состав определил практические способы перевода твердых битумов в рабочее состояние: 1) нагревание до 140—170°С, размягчающее смолы и увеличивающее их растворимость в маслах; 2) растворение битума в органическом растворителе (зеленое нефтяное масло, лакойль и др.) для придания рабочей консистенции без нагрева (холодные мастики и т. п.); 3) эмульгирование и получение битумных эмульсий и паст.

Свойства битумов

Физические свойства органических и неорганических вяжущих веществ и материалов, изготовляемых на их основе, различны; Для органических веществ в отличие от минеральных характерны гидрофобность, атмосферостойкость, растворимость в органических растворителях, повышенная деформативность, способность размягчаться при нагревании вплоть до полного расплавления. Эти свойства обусловили применение органических вяжущих для производства кровельных, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов, а также их широкое распространение в гидротехническом и дорожном строительстве.

Плотность битумов в зависимости от группового состава колеблется в пределах от 0,8 до 1,3 г/см3. Теплопроводность характерна для аморфных веществ и составляет 0,5—0,6 Вт/(м•°С); теплоемкость — 1,8—1,97 кДж/кг•°С.

Коэффициент объемного теплового расширения при 25°С находится в пределах от 5•10-4 до 8•10-4°С1, причем более вязкие битумы имеют больший коэффициент расширения; при пониженных температурах — около 2•104°С-1.

Устойчивость при нагревании характеризуется: 1) потерей массы при нагревании пробы битума при 160°С в течение 5 ч (не более 1%) и 2) температурой вспышки (230—240°С — в зависимости от марки).

Водостойкость характеризуется содержанием водорастворимых соединений (в битуме не более 0,2—0,3% по массе). Электроизоляционные свойства используют при устройстве изоляции электрокабелей.

Физико-химические свойства. Поверхностное натяжение битумов при температуре 20—25°С составляет 25—35 эрг/см2.

От содержания поверхностно-активных полярных компонентов в органическом вяжущем зависит смачивающая способность вяжущего и его сцепление с каменными материалами (порошкообразными наполнителями, мелким и крупным заполнителем).

Прочные хемосорбционные связи битум образует с наполнителем из известняка, доломита с большим количеством адсорбционных центров в виде катионов Са3+ и Ме+2.

Старение — процесс медленного изменения состава и свойств битума, сопровождающийся повышением хрупкости и снижением гидрофобности. Ускоряется под действием солнечного света и кислорода воздуха вследствие возрастания количества твердых хрупких составляющих за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел.

Реологические свойства битума зависят от группового состава и строения. Жидкие битумы, имеющие структуру типа золь, ведут себя как жидкости, течение которых подчиняется закону Ньютона.

Твердые битумы, имеющие структуру типа гель, относятся к вязко-упругим материалам, так как при приложении к ним нагрузки одновременно возникает упругая (обратимая) и пластическая (необратимая) составляющие деформации.

Для описания процесса деформирования вязко-упругих тел используют реологическую модель Максвелла и др.

Химические свойства. Наиболее важным свойством является химическая стойкость битумов и битумных материалов к действию агрессивных веществ, вызывающих коррозию цементных бетонов, металлов и других строительных материалов. По данным Н. А.

Мощанского, битумные материалы хорошо сопротивляются действию щелочей (с концентрацией до 45%), фосфорной кислоты (до 85%), а также серной (с концентрацией до 50%), соляной (до 25%) и уксусной (до 10%) кислот. Менее стойки битумы в атмосфере, содержащей окислы азота, а также при действии концентрированных растворов кислот (особенно окисляющих). Битум растворяется в органических растворителях.

Благодаря своей химической стойкости и экономичности битумные материалы широко применяют для химической защиты железобетонных конструкций, стальных труб и др.

Физико-механические свойства. Марку битума определяют твердостью, температурой размягчения и растяжимостью.

Твердость находят по глубине проникания в битум иглы (в десятых долях миллиметра).

Температуру размягчения определяют на приборе “кольцо и шар”, помещаемом в сосуд с водой; она соответствует той температуре нагреваемой воды, при которой металлический шарик под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное испытуемым битумом.

Растяжимость характеризуется абсолютным удлинением (см) образца битума (“восьмерки”) при температуре 25°С, определяемым на приборе — дуктилометре.

Марку битума выбирают в зависимости от назначения. По назначению различают битумы строительные, кровельные и дорожные.

Строительные битумы применяют для изготовления асфальтобетона и растворов, приклеивающих и изоляционных мастик, покрытия и восстановления рулонных кровель.

Кровельные битумы используют для изготовления кровельных рулонных и гидроизоляционных материалов. Легкоплавким битумом марки БНК 45/180 пропитывают основу (кровельный картон); а тугоплавкие битумы служат для покровного слоя.

Возврат к списку

Источник: https://www.abzlint.ru/articles/bitum.shtml

Битумные материалы

Битум И Его Вредные Свойства

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:

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.

Источник: http://mining-prom.ru/toplivodob/neft/bitumnye-materialy/

Как запах от битума влияет на организм человека

Битум И Его Вредные Свойства
и лишние молекулы бенз(а)пирена вам не нужны, вы и так их кучу от курильщиков получаете.

Битум в окружающей среде

В окружающей среде битум лежит у нас под ногами в виде дорожного покрытия — асфальта. Асфальт производится из вязких нефтяных дорожных битумов.

Трещины и швы асфальтированных покрытий герметизируются битумно полимерным герметиком.

Основные свойства вязких нефтяных дорожных битумов хорошая связывающая способность с каменным материалом, высокая пластичность при отрицательных температурах и стойкость к климатическим воздействиям.

ТОО «Газпромнефть – Битум Казахстан»), который официально был открыт на территории Казыгуртского сельского округа Толебийского района в апреле этого года, хотя на самом деле завод работает третий год.

– Завод зимой приостанавливает свою работу, возобновляет работу с апреля.

Пищевые и бытовые канцерогены

Российские санитарно-эпидемиологические правила и нормативы “Канцерогенные факторы и основные требования к профилактике канцерогенной опасности” [СанПиН 1.2.

2353-08] относят многие вещества, с которыми человек часто вступает в контакт в домашнем быту к канцерогенам, то есть к факторам, воздействие которых вызывает или достоверно увеличивает частоту возникновения доброкачественных и/или злокачественных опухолей у людей и/или животных.

Вред битума для здоровья

В последние годы Московский НПЗ оброс противоречивыми слухами.

и эмиссии (при 180 °С) полициклических ароматических углеводородов (в том числе серосодержащих) в различных видах битума по результатам лабораторных измерений на пробах массой 100 г

* Для марки В65 количество испытаний было незначительным, в связи с чем приводимые данные следует считать предварительными.

Если характеризовать условия выделения некоторых веществ из битумных материалов, то следует отметить, что при температурах ниже 80 °С эмиссии из битумов практически отсутствуют. При 150 °С величины эмиссий не превышают 1 мг/ч. Заметные эмиссии обнаруживаются при температурах около 180 °С.

Негативное влияние на здоровье человека получило отражение в требованиях при работе с горячими битумами — не создавать площади разлива горячего битума при наклеивании рубероидов более 0,5 м2.

На снижение влияния вредных испарений оказывает и изменение технологий устройства кровель, например, применение газовых горелок и инфракрасного оборудования позволяет свести к минимуму площадь единовременного нагрева битумной поверхности.

В одном из докладов по этой теме, прозвучавших на закрытом совещании еще в советские времена, указывались причины и возраст смертности у профессиональных кровельщиков -около 50-55 лет, в результате заболеваний дыхательных путей.

И если о влиянии горячих битумов имеется определенная информация, то о возможном негативном влиянии полимерных кровель, особенно во время возможного пожара здания, информация отсутствует.

Что касается третьей группы, то в нее входят мастичные материалы на основе модифицированных битумов, гибкого реактивного метилметакрилата, гибкого полиуретана, ненасыщенных полиэфиров и т.п. Эти группы во многом пересекаются, если рассматривать используемое сырье.


Например, композиционные ЭПДМ-мембраны имеют нижний слой из битумно-полимерного материала. С точки зрения анализа выделений (эмиссий) вредных веществ наиболее принципиальным является именно состав материала.

В связи с этим хотелось бы отдельно рассмотреть битумосодержащие материалы и материалы на основе полимеров, относящиеся преимущественно к мембранным.

Известно, что ряд применяемых для покрытия плоских кровель материалов имеет специфический запах, определяемый при работе с материалами (например, во время их укладки, ремонтных мероприятий).

В частности, особая эмиссионная опасность исходит от битумной составляющей. Как известно, битумы представляют собой смесь высших углеводородов и гетероциклических соединений (углеводородов с атомами таких элементов, как сера, азот или кислород).

Наряду с углеродом и водородом используемые при изготовлении кровельных материалов битумы содержат до 8 % по массе серы, около 0,5 % по массе азота и 1 -2 % по массе кислорода. Часто вызывает интерес специалистов количество полициклических ароматических углеводородов, содержащееся в различных сортах битумов.

Основные группы таких соединений и их примеры, содержащиеся в битумах, представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Если хоть один элементов имеет синтетическое происхождение, можно забыть об экологической безопасности продукта.

База знаний

По оценкам экспертов, загрязнение воздуха внутри жилых помещений иногда превышает загрязнение снаружи в 2-4 раза. Причём 80% химических веществ появляется в квартирах из-за строительно-отделочных материалов.

Дело в том, что в современном строительстве в качестве добавок к бетону, кирпичу или керамике нередко используют отходы металлургической и химической промышленности, что делает стройматериалы дешевле.
Линолеум. Плохой линолеум загрязняет воздух бензолом и этилбензолом, что может вызвать раковые заболевания и болезни крови.

Не нашли ответа на свой вопрос? Узнайте, как решить именно Вашу проблему – позвоните прямо сейчас: 

(Москва)

(Санкт-Петербург)
(Федеральный номер)

Это быстро и бесплатно!

Источник: http://prav-uspeh.ru/kak-zapah-ot-bituma-vliyaet-na-organizm-cheloveka

Битум нефтяной: состав, структура и свойства

Битум И Его Вредные Свойства

Битум нефтяной представляет собой твердые, вязкопластичные или жидкие продукты переработки нефти. По химическому составу битумы — сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных азота, кислорода и серы, полностью растворимые в сероуглероде.

Группы углеродов

Для исследования битумов их разделяют на основные группы углеводородов (близкие по свойствам) — масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды.

Масла

Смесь циклических углеводородов (в основном нафтенового ряда) светло-желтой окраски с плотностью менее 1 и молекулярной массой 300…500; повышенное содержание масел в битумах придает им подвижность, текучесть. Количество масел в битумах колеблется в пределах 45…60%.

Смолы

Вязкопластичные вещества темно-коричневого цвета с плотностью около 1 и молекулярной массой до 1000. Смолы имеют более сложный состав углеводородов, нежели масла. Они состоят в основном из кислородных гетероциклических соединений нейтрального характера и придают битумам большую тягучесть и эластичность. смол 15.,30%.

Асфальтены

И их модификации (карбены и карбоиды) – твердые, неплавкие вещества с плотностью несколько больше 1 и молекулярной массой 1000…5000 и более.

Эта группа углеводородов является существенной составной частью битумов. Повышенное содержание асфальтенов в битуме определяет его высокие вязкость и температурную устойчивость.

Общее содержание асфальтенов в различных битумах составляет 5…30% и более.

Карбены и карбоиды

Встречаются в битумах сравнительно редко в малом количестве (1…2%) и способствуют повышению хрупкости битума.

Асфальтовые кислоты и их ангидриды

Вещества коричневатого цвета смолистой консистенции с плотностью более 1. Они относятся к группе полинафтеновых кислот и могут быть не только вязкими, но и твердыми. Асфальтогеновые кислоты являются поверхностно-активной частью битума и способствуют повышению сцепления его с поверхностью минеральных заполнителей. их в нефтяных битумах составляет около 1 %.

Коллоидный раствор

Вышеуказанные группы углеводородов битума образуют сложную дисперсную систему – коллоидный раствор, в котором жидкая среда – это масла и раствор смол в маслах, а твердая фаза представлена асфальтенами, на поверхности которых адсорбированы асфальтогеновые кислоты. Масла, смолы и асфальтены входят в состав битумов в различных соотношениях и тем самым предопределяют их структуру.

В зависимости от количественного содержания масел, смол и асфальтенов (а также от температуры нагрева) коллоидная структура битума — «гель», «золь», «зольгель» претерпевают изменения от типа «золь» до типа «гель».

Структура гель — характерна для твердых битумов при температуре 2О…25°С и обусловливается обычно повышенным содержанием асфальтенов.

Структура золь присуща битумам жидкой консистенции с повышенным содержанием смол и масел.

Вязкость

Основной характеристикой структурно-механических свойств битумов является вязкость, зависящая главным образом от температуры и группового состава. Вязкость — сопротивление внутренних слоев битума перемещению относительно друг друга.

Для многих битумов вязкость непостоянна и уменьшается с увеличением напряжения сдвига или градиента скорости деформации.

При повышении температуры вязкость снижается, при ее понижении вязкость быстро возрастает, а при отрицательных температурах битум становится хрупким.

Для измерения структурной вязкости применяют различные приборы, позволяющие определить вязкость в абсолютных единицах (Па-с) или выразить ее в условных единицах.

Для характеристики вязкости, точнее величины обратной вязкости, т.. е. текучести битумов, принимается условный показатель — глубина проникания иглы в битум (пенетрация).

Глубину проникания иглы в битум определяют на приборе — пенетрометре при действии на иглу груза массой 100 г в течение 5 с при температуре 25°С или 0°С при грузе 200 г в течение 60 с.

Пеиетрация твердых или вязких битумов выражается в единицах (градусах), равных 0,1 мм проникания иглы в битум. Чем больше вязкость, тем меньше проникание иглы в битум.

Пластичность

Является важным свойством битумов. Она повышается с увеличением содержания масел, длительности действия нагрузки и повышения температуры. Пластические свойства твердых и вязких битумов условно характеризуются растяжимостью (дуктильностью) —способностью вытягиваться в тонкие нити под действием внешних постоянных сил.

Растяжимость определяют на специальном приборе — дуктилометре при скорости деформации образца битума в виде «восьмерки» 5 см/мин, температурах испытания 25 и 0°С.

Показателем растяжимости служит длина нити в момент разрыва образца, выраженная в сантиметрах. Пластические свойства битума зависят от температуры, группового состава и структуры.

Так, например, с повышением содержания смол и асфальтенов пластичность при постоянной температуре битумов возрастает.

Температура размягчения

Существенной характеристикой свойств битума является также и температура размягчения, определяемая на приборе «кольцо и шар» («К и Ш»), Температура размягчения битума, выраженная в градусах Цельсия, соответствует температуре водяной бани в стакане прибора в момент, когда битум, имеющийся в латунном кольце (диаметр 16,0 мм), деформируясь под воздействием металлического шарика массой 3,5 г и постепенного нагрева воды со скоростью 5°С в минуту, коснется нижней полки подставки.

Нижняя полка подставки прибора находится на стандартном расстоянии от кольца, равном 25 мм. Температура размягчения вязких и твердых битумов колеблется в. пределах от 20 до 95°С.

Температура хрупкости

Для характеристики тепловых свойств битумов кроме температуры размягчения определяют температуру хрупкости.

Температуру хрупкости битума определяют на специальном приборе Фрааса. Для этой цели испытуемый битум наносят тонким слоем па латунную пластинку, которая вместе с битумом может охлаждаться и изгибаться с помощью приспособления, имеющегося на приборе.

За температуру хрупкости принимают ту температуру, при которой на топком изгибаемом слое битума образуется первая трещина. Температура хрупкости, например, дорожных битумов может быть от —20 до +5°С.

Очевидно, что чем ниже температура хрупкости битума, тем больше его морозостойкость и выше качество.

Температура вспышки

Температура, при которой пары образующиеся при нагревании битума в открытом тигле, воспламеняются от поднесенного пламени. Температуру вспышки определяют на стандартном приборе и отмечают по показанию термометра в момент вспышки паров битума. Температура вспышки твердых и вязких битумов обычно выше 200°С и характеризует степень огнеопасности битума при его разогреве.

Адгезия

Существенной особенностью битумов является их высокая адгезия— прилипание к поверхности различных минеральных и органическиx материалов. Для определения адгезии существует много методов и приборов. Одним из них является визуальный метод, по которому степень прилипания битумов к поверхности минеральных материалов оценивают по пятибалльной шкале.

Отличное прилипание битума 5 баллов в том случае, когда пленка битума на поверхности гравия или щебня полностью сохранилась после кипячения в дистиллированной воде. Очень плохое прилипание, оцениваемое в один балл, когда пленка битума после кипячения полностью смещается с минеральных зерен и всплывает на поверхность воды.

Марки битумов

В зависимости от показателей основных свойств, особенно вязкости, пластичности и температуры размягчения, нефтяные битумы делятся на марки:

  • Для дорожного строительства но ГОСТу предусмотрены пять марок от БНД (битум нефтяной дорожный)-200/300 до БНД-40/60, где цифры дроби указывают на допустимые для данной марки пределы изменения показателей пенетрации при 25°С, и четыре марки БН от 200/300 до БН-60/90.
  • Для строительных работ по ГОСТу предусмотрено три марки, обозначаемые «БН» — битум нефтяной: БН-50/50, БН-70/30 и БН-90/10, где цифры числителя дроби соответствуют показателю температуры размягчения по «К и Ш» (кольцо и шар), а знаменателя — указывают на средние значения пределов изменения пенетрации при 25°С.
  • Для кровельных работ по ГОСТу предусмотрены следующие марки: БНК (битум нефтяной кровельный)-45/180, БНК-90/40 и 90/30, а также БНК-45/190. В данном случае числитель дроби соответствует среднему значению показателей температуры размягчения по «К и Ш», а знаменатель — среднему значению показателей пенетрации на 25СС.

Жидкие битумы

Кроме твердых и вязкопластичных битумов указанных марок существуют жидкие битумы. Жидкие битумы при комнатной температуре имеют незначительную вязкость, т. е. жидкую консистенцию, и применяются в строительстве в холодном или слегка подогретом (до 50.. .60°С) состоянии.

Вследствие испарения летучих фракций и процессов окисления жидкие битумы постепенно загустевают. В зависимости от скорости загустевания жидкие нефтяные битумы выпускают двух классов – густеющие со средней скоростью (класс СГ) и медленногустеющие (класс МГ).

  • Жидкие битумы класса СГ изготовляют путем разжижения обычных, вязких битумов легкими разжижителями типа керосина.
  • Для получения битумов класса МГ применяют разжижители каменноугольного или нефтяного происхождения (нефть, мазут и т. п.).

В зависимости от показателей вязкости дорожные жидкие битумы классов СГ и МГ каждый делят на три марки – эти битумы должны удовлетворять требованиям ГОСТа.

Получение нефтяных битумов

Нефтяные битумы получают на нефтеперерабатывающих заводах из различных нефтей отличающихся друг от друга химическим составом и свойствами.

Нефть на заводах подвергается фракционной перегонке с целью получения светлых продуктов (бензина, лигроина, керосина) смазочных масел и других видов нефтепродуктов.

Нефтяные остатки после отбора более легких по массе фракций — гудрон, крекинг — в дальнейшем используют в качестве сырья для получения нефтяных битумов заданных свойств.

В настоящее время нефтяные битумы получают при атмосферно-вакуумной перегонке нефти (остаточные битумы); окислением нефтяных остатков (окисленные битумы) и смешением остатков, образующихся при перегонке нефти (компаундированные битумы).

Остаточные битумы представляют собой продукты малой вязкости и обычно подвергаются окислению.

Окисленные битумы

Получают путем продувки воздухом нефтяных остатков (гудрона) на специальных окислительных установках до заданной вязкости. В результате взаимодействия кислорода воздуха с гудроном в процессе продувки идет реакция образования высокомолекулярных компонентов окисленного битума и повышение его вязкости.

За последнее время освоен метод непрерывного окисления битума. Нефтяные остатки при температуре около -210°С поступают в реактор, где с помощью специальных аппаратов (диспергаторов) засасывается воздух и распределяется в окисляемом продукте. В данной технологии наряду с интенсификацией процесса окисления улучшается качество окисленного битума.

Смешанные (компаундированные) битумы

Получают в основном путем смешения битума деасфальтизации (остаточный продукт после обработки гудрона жидким пропаном) с масляными дистиллятами.
Нефтяные битумы, как твердые или вязкопластичные, так и жидкие, находят широкое применение в строительстве.

Их используют для устройства дорожных покрытий, покрытий аэродромов, устройства плоских кровель, ирригационных каналов, производства гидроизоляционных и кровельных материалов в лакокрасочной и химической промышленности

Источник: https://bitumen.globecore.ru/bitum/

Битум, свойства, состав, добыча и применение

Битум И Его Вредные Свойства

Битум — это твёрдый или смолоподобный продукт, представляющий собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных.

Битум, характеристика и виды

Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав битума

Химические свойства битума

Физические свойства битума

Добыча природных битумов

Применение битумов

Битум, характеристика и виды:

Битум (от лат. bitūmen — горная смола, асфальтовый) — это твёрдый или смолоподобный продукт, представляющий собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битум представляет собой аморфное вещество, а, значит, проявляет свойства жидкости в твёрдом состоянии и не имеет температуры плавления.

С давних времен битум является одним из самых распространенных инженерно- строительных материалов. Природный битум, иначе — «земляная смола», применялся для прикрепления наконечников древних копий.

Битум делал посуду древнего человека водонепроницаемой (посуда из битума предшествовала глиняной). Также в древности природный битум часто использовался как связующее вещество при работе с мозаикой и для создания изделий из полудрагоценных камней.

В Древнем Египте его применяли для мумификации и бальзамирования.

Битумы бывают природными и искусственными.

Природные битумы являются составной частью горючих полезных ископаемых органического происхождения. Они распространены в местах нахождения нефти.

Это естественные производные нефти, образованные в процессе природных, биохимических, химических, окислительных реакций полимеризации нефти.

В зависимости от состава исходных нефтей и условий их преобразования, битумы условно делят на такие классы, как: асфальты, мальты, асфальтены, кериты, озокериты, гуминокериты, антраксолиты, нафтоиды, нафтиды.

Мировые запасы природного битума составляют по разным оценкам порядка 500 – 1000 миллиардов тонн. Запасы природного битума малоизученны, поэтому разброс запасов достаточно велик. Во всяком случае запасов природных битумов в несколько раз больше, чем запасов нефти.

Искусственные битумы (технические битумы) — это продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. Искусственные или технические битумы сходны по химическому составу с природными битумами. По виду технологического цикла искусственные битумы разделяют на окислительные, остаточные и крекинговые.

Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав битума:

Битумы имеют довольно сложный химический состав. Например, они могут состоять из предельных углеводородов от С9Н20 до С30Н62.

Все разнообразные органические углеводородные соединения, которые образуют битум, можно объединить в три группы: твердая составляющая, смолы и масляные фракции.

Твердая часть битума состоит из высокомолекулярных углеводородов и их производных с молекулярной массой от 1000 до 5000 г/моль и плотностью более 1 г/см3. Все они объединены под общим названием «асфальтены».

В асфальтенах содержатся карбоиды, не растворимые в летучих растворителях и маслах, и карбены, которые могут растворяться только в СCl4. К твердой составляющей битумов относят также твердые углеводороды, называемые парафинами.

Смолами являются аморфные вещества темно-коричневого цвета с молекулярной массой от 500 до 1000 г/моль, их плотность около 1 г/см3.

Масляные фракции битумов составляют различные углеводороды, имеющие молекулярную массу от 100 до 500 г/моль и плотность менее 1 г/см3.

Свойства битума, как дисперсной системы, определяются соотношением входящих в него составляющих: асфальтенов, парафинов, масел и смол. При повышении содержания асфальтенов и смол возрастает твердость, температура размягчения, а также хрупкость битума.

А масла, которые частично растворяют смолы, делают его легкоплавким и мягким. Пластичность битума повышается при снижении молекулярной массы смол и масел. В нефтяных битумах содержится парафин, который способствует ухудшению их свойств, повышая хрупкость при понижении температуры.

Поэтому необходимо, чтобы битум содержал парафин не более 5%.

С точки зрения элементного состава в битуме присутствуют следующие химические элементы:

Химические свойства битума:

Самым ценным свойством битумов, а также битумных материалов, является их химическая стойкость к воздействию агрессивных веществ, которые вызывают коррозию металлов, цементных бетонов и других строительных материалов.

Так, битумные материалы хорошо сопротивляются действию щелочей, концентрацией не более 45 %, фосфорной кислоты, концентрацией не более 85 %, серной кислоты, концентрацией не более 50 % и т.д. Однако, битумы менее стойки в атмосфере, которая содержит окислы азота и при воздействии концентрированных растворов кислот. Битум растворим в органических растворителях.

Вследствие свойственной битумам химической стойкости и экономичности, битумные материалы предпочтительно применяют в качестве химической защиты железобетонных конструкций и стальных труб.

Физические свойства битума: 

Наименование параметра:Значение:
Плотность, г/см3

(зависит от температуры, давления и химического состава)

от 0,965 до 1,5
Плотность, кг/м3

(зависит от температуры, давления и химического состава)

от 965 до 1500
Агрегатное состояниетвердое или смолоподобное вещество
Цветчерный
Теплопроводность, Вт/(м∙°С)0,17-0,27
Температура размягчения*, оС*от 35 (мальты) до неплавких (кериты, антраксолиты, гуминокериты)
Удельная теплоёмкость, кДж/(кг∙К)1,591-1,968
Диэлектрическая проницаемость2,5-3,3
Удельная электрическая проводимость, Ом-1∙см-11∙10-14

Примечание:

* Битум является аморфным веществом, не имеющим температуры плавления. Его переход из твердого состояния в жидкое характеризуют температурой размягчения.

Температуру размягчения обычно определяют прибором «кольцо и шар», который помещают в сосуд с водой.

Температура размягчения определяется температурой нагреваемой воды, при которой металлический шарик, под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное исследуемым битумом.

Добыча природных битумов:

Чистый природный битум встречается довольно редко. В основном он встречается в составе битуминозных песков. Разработка месторождений природных битумов зависит от физических свойств исходного сырья, глубины и условий залегания.

Добычу природного битума из битуминозных песков производят в основном шахтным или карьерным способом. Этот способ заключается в том, что порода целиком извлекается на поверхность и битум экстрагируется с помощью растворителя или горячей воды. Коэффициент извлечения битума при этом составляет 85-90 %.

Скважинными внутрипластовыми способами разрабатывают месторождения жидких природных битумов, залегающих на глубине более 100 метров. Этим способом добывают битумы сквозь скважины, пробуренные на поверхности, путем термического воздействия на насыщенные битумом породы. При этом коэффициент извлечения битума составляет в среднем 30 %.

Есть еще способ добычи битумов в шахтах с помощью системы дренажных скважин, прорубленных из горных выработок. Это шахтный дренажный способ добычи. Битум вытекает самотеком через эту систему скважин.

Применение битумов:

По применению битумы делят на три основные вида: строительные, дорожные и кровельные.

Строительные битумы — это битумы, которые используются в строительстве и гидроизоляционных работах. Такие битумы маркируются следующим образом: БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10.

Расшифровка: БН — битум нефтяной, БНД – битум нефтяной дорожный, БНК – битум нефтяной кровельный, первое число – обозначение температуры размягчения, второе – обозначение пенетрации.

Дорожные битумы являются самым востребованным видом битумов и применяются в дорожном строительстве. Они характеризуются большим коэффициентом пенетрации. Основное их отличие друг от друга – это климатическая зона, в которой они применяются.

Рассматривая регионы использования битума, определяют максимальные и минимальные зимние температуры. Регионы с низкими температурами, зимой редко поднимающимися выше -20 оС, применяют битумы марок БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300.

Регионы с умеренной зимней температурой  от -20 до -10 оС подходят марки БНД 60/90 и выше перечисленные БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300. В областях с температурами зимой в пределах от -10 до -5 оС  дорожное полотно укладывают с применением битума БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300.

Для теплых мест, где средняя температура зимой +5 оС используют битумы марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130.

Кровельные битумы применяют в производстве кровельных материалов: рубероида, рубемаста, гидростеклоизола, пергамина, мастики, рубитэкса, битумной бумаги, рубитэкса, рубитэкса, стеклоэласта, рубитэкса, праймера. Для пропитки используют битумы марок БНК 45/180 и БНК 45/90. Для получения покровного слоя — битумы марок БНК 90/40 и БНК 90/30.

Битум также применяют в различных отраслях народного хозяйства. Например, в литейном деле в качестве одного из компонентов модельных составов при прецизионном литье, как электроизоляционный материал в электротехнической промышленности, для отделки различных изделий из бумаги, дерева, кожи и  т.д.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ

ЗВОНИТЕ: +7-908-918-03-57

либо воспользуйтесь поиском аналогов технологий:

ПОИСК АНАЛОГОВ ТЕХНОЛОГИЙ

или пиши нам здесь…

карта сайта

[embedded content]

Войти    Регистрация

Andrey-245

Не совсем понятно. Эту батарейку можно вообще не заряжать что ли? Сколько вольт она выдает? И где ее купить? И можно ли такие соединить последовательно-параллельно, собрав нормальный аккумулятор, например, для электромобиля?

2021-08-23 10:09:48

Виктор Потехин

2021-08-24 08:33:25

SergeyShefДобрый день! Интересна вышеописанная установка. Как можно её заказать ? Какие условия сотрудничества у автора?

2021-08-27 17:07:42

Виктор Потехин

Сергей, кидайте сюда ссылку на установку. Или пишите мне vnp1@ya.ru

2021-08-27 18:52:14

SergeyShef

Я у Вас спрашивал, как и где её можно купить?

2021-08-27 21:07:41

SergeyShef

Кто изготовил тот образец, который у Вас на фото и могут ли изготавливать на заказ?

2021-08-27 21:10:05

Виктор Потехин

не могу понять, что за установка. скиньте сюда ссылку

2021-08-27 23:15:16

Виктор Потехин

не обладаем такой информацией

2021-08-28 21:45:17

npc-ses

Добрый день! SergeyShef изделие подобное тому, что изображено в заголовке, да и в принципе любое изделие по технологии LTCC можно изготовить на нашем производстве АО “НПЦ “СпецЭлектронСистемы”. Находимся в г. Москва. Можете написать мне на электронную почту vag_av@npc-ses.ru

2021-08-29 18:41:34

npc-ses

На нашем производстве имеется пожалуй самый полный комплект оборудования в России, который позволяет производить 3D микросборки, в том числе по технологии LTCC, в замкнутом цикле, начиная от входного контроля материалов, всех промежуточных производственных процессов…

2021-08-29 18:47:20

Djahan

КРИОГЕЛЬ ДЛЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ В НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ. кто производит, как найти, чтобы купить?

2021-08-30 23:48:23

Виктор Потехин

купить можно у производителя

2021-09-01 20:58:09

Andrey-245

Здравствуйте, Виктор. Я задавал вопрос (2021-08-23) имелось в виду про углеродную батарейку, которая служит более 100 лет.

2021-09-18 12:15:33

Виктор Потехин

вся информация, что есть по батарейке, написана в соответствующей статье.

2021-09-18 20:47:11

Источник: https://allbreakingnews.ru/bitum-svojstva-sostav-dobycha-i-primenenie/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.