Что такое битум? Битум нефтяной дорожный: состав и технические характеристики Природные и искусственные битумы

Гумино-кериты, антраксолиты и др.) и их аналоги ().

Битумы природные применялись на Ближнем Востоке в 3-м тысячелетии до н. э. в качестве связующего строительного материала и для бальзамирования (Древний Египет). В дальнейшем битумы природные эпизодически использовались во многих странах для строительства, в медицине, военном деле, в качестве лаков и др. В 15 веке в инками строились дороги с покрытием из битумов природных. В конце 18 века была предпринята попытка коммерческой разработки битумов природных. Атабаски (Канада). В середине 19 века построены первые асфальтовые тротуары в Париже и Лондоне из битумов природных месторождения в Сеселе (), в 1870-80 — в ряде городов из асфальтов Тринидадского и Бермудского месторождений. В начале 20 века битумов природных интенсивно разрабатывают в США, Тринидаде, Франции, . В СССР асфальтовые битумы добывались в 30-50-х годов в Поволжье (Первомайское, Шугуровское, Садкинское и другие месторождения), Западном Казахстане (Мунайлы-Мола, Ак-Чий и др.), Грузии (Натанебское), Коми АССР (Ижемское) и других районах, озокериты — в Прикарпатье (Бориславское, Дзвинячское и др.) и Средней Азии (Шор-Су и др.). К началу 80-х годов эксплуатируются только Садкинское и Бориславское месторождения. Перспективы значительного расширения объёмов добычи битумов природных связаны с освоением и совершенствованием процесса промышленного получения из них нефти (см. ).

Битумы природные состоят из высокомолекулярных углеводородов и гетероатомных (кислородных, сернистых, азотистых, металлсодержащих) соединений. Физико-химические свойства битумов природных: консистенция — от вязкожидких (мальты) до рыхлых (гуминокериты); плотность соответственно от 965 до 1500 кг/м 3 ; температура размягчения от 35°С (мальты) до неплавких (кериты, антраксолиты, гуминокериты); растворимость в хлороформе от 100% (мальты, асфальты) до нерастворимых (антраксолиты). Классификационные границы для растворимых битумов природных определяют по содержанию масел: мальты 65-40%, асфальты 40-25%, асфальтиты 25-5%; для нерастворимых битумов — по параметрам элементного состава и оптическим данным. Для некоторых разностей асфальтовых битумов природных характерна обобщённость серой 10-15% и более (тиокериты, кискеиты), а также металлами (V, Ni, U, Со, Mo, Rb, Ge и др.). Известны промышленные ванадиево-битумные месторождения (например, в Перу с содержанием в золе V 2 О 5 до 65% и NiO — 7,5%), уран-битумные месторождения (на плато Колорадо, США) и др. Для ряда месторождений характерно наличие залежей с различными по составу битумов природных (например, озокеритов и мальт, асфальтов и керитов и др.).

Элементный состав (С, Н, О, S, N) определяется полумикро- и макрометодом, сжиганием; металлы в битумах устанавливаются методами колориметрирования, спектроскопии, нейтронно-активационным и др., групповой состав — методами восходящей хроматографии и др. Изучение нерастворимых и неплавких разностей твёрдых битумов природных осуществляется инфракрасной спектроскопией (диагностика химической структуры вещества) и методами углепетрографических исследований (определение отражательной способности и показателя преломления). Для некоторых областей использования битумов природных (например, в дорожном строительстве) определяются пенетрация, температура плавления, растяжимость, и др.

Битумы природные формируются в результате процессов: а) биохимических и химического окисления нефтей в зоне гипергенеза с образованием ряда асфальтовых битумов природных (мальта асфальт асфальтит оксикерит гуминокерит); б) концентрирования асфальтово-смолистых веществ за счёт нарушения равновесного состояния в коллоидной системе нефти с возникновением асфальтов, асфальтитов, реже мальт; в) природной деасфальтизации нефтей в залежах газом или лёгкими метановыми углеводородами с формированием твёрдых битумов природных — асфальтенитов (от асфальта до керитов); г) термального метаморфизма (контактового или гидротермального) смолистых нефтей и асфальтовых битумов природных с образованием керитов, антраксолитов, нефтяного кокса; д) дифференциации высоко-парафинистых нефтей при миграции с возникновением озокеритов; е) деструкции органического вещества в условиях контактового и динамометаморфизма с формированием битумов (нафтоидов) асфальтового и парафинового ряда, характеризующихся свойствами нефтяных битумов.

Основные запасы асфальтовых битумов природных (преимущественно мальт) приурочены к , где они контролируются зонами и несогласного срезания региональных нефтегазоносных комплексов осадочных бассейнов. Месторождения располагаются на внешних бортах мезозой-кайнозойских , примыкающих к и сводам древних платформ и находящихся в зоне действия активной инфильтрации. Крупнейшие из них (запасы в млрд. т) локализованы на склонах Канадского, Гвианского и других щитов, Оленёкского свода, где наряду с отдельными месторождениями прослежены зоны и пояса (Канадский, Оринокский) битумо-накопления. Месторождения подобного типа образовались в эпохи интенсивных поднятий краевых , когда создавались условия для восходящей латеральной из сопредельных прогибов и окисления её сульфатами и кислородом инфильтрационных вод. Величина потерь исходных запасов нефти за счёт битумо-образования в таких бассейнах превышает 95% (Западно-Канадский, Восточно-Венесуэльский). Залежи битумов природных (пластовые) структур распространены преимущественно в пределах эродированных сводовых поднятий и палеоподнятий в районах древних платформ (месторождения , на , палеосвода "Зинченко", Среднепечорского палеоподнятия в ), а также на бортах внутриплатформенных впадин и сопряжённых склонах крупных поднятий (группа месторождений Мелекесской впадины и Южного купола Татарского свода). Запасы отдельных залежей достигают сотен млн. т, зон битумонакопления — нескольких млрд. т.

Жильные и битумные скопления формируются на путях вертикальной миграции углеводородов по тектоническим трещинам и приурочены к локальным разрывам на нефтегазоносных структурах (Садкинское, Ивановское, Бориславское и другие месторождения), зонам региональных разрывов в передовых частях складчатых систем и на бортах межгорных впадин и краевых прогибов (система жил в юго-восточной части Турции, месторождения впадины Юинта в США и др.). Например, крупнейшие жильные тела в Турции (жилы Харбол, Авгамасья) достигают длины 3,5 км при мощности 20-80 м, прослеживаются на глубину до 500 м. Покровные залежи битумов природных образуются в результате субаэрального превращения излившихся нефтей, тяготеют к областям альпийской складчатости — внутренним бортам краевых прогибов и синклинальным прогибам, характеризуются высокой концентрацией битума при сравнительно небольших запасах. Отдельные залежи с запасами в десятки млн. т битума образуют т. н. асфальтовые озёра (Пич-Лейк на остров Тринидад, Гуаноко в восточной Венесуэле, Охинское и Нутовское на остров Сахалин).

Доказанные и перспективные геологические запасы битумов в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах оцениваются в 580 млрд. т, из которых 71% приходится на и 27% на Венесуэлу. Наибольшие геологические запасы битумов природных сосредоточены в Канаде (413,8 млрд. м 3), Венесуэле (около 159 млрд. м 3), США (около 5,2 млрд. м 3). Крупнейшие месторождения: в Канаде — , Колд-Лейк, Пис-Ривер, поле Трайэнгл, Уобаска; в Венесуэле — Пояс Ориноко (Суата — Моричаль, Хобо и др.); в США — Пеор-Спринг, Саннисайд, Тар-Санд — Трайэнгл; в Ираке-Кухе-Мунд. Значит, запасами битумов природных обладают

Добыча битумов природных ведётся карьерным, шахтным или скважинным способами. Первый эффективен при небольшой мощности покрывающих пород ( до 1). На больших глубинах (исчисляемых первыми сотнями м) применяют шахтный способ. Скважинная добыча вязких асфальтовых битумов природных характеризуется термическими и другими воздействиями на пласт.

Мировая добыча битумов и высоковязких нефтей в промышленно развитых и развивающихся странах (1981): 103,5 млн. т скважинным способом и 9,8 млн. т карьерами (в т.ч. Венесуэла 43,2 млн. т, США 17,2 млн. т, Канада 13 млн. т).

Битумы природные — комплексное сырьё, в основном химическое и энергетическое. Из асфальтовых битумов получают лёгкую синтетическую нефть и нефтяной кокс, компоненты моторного топлива и др. Битумы природные и тяжёлые высокосмолистые нефти — источники серы, ценных металлов (V, Ni, Sb, Ge, U) и др. В СССР обобщённость ванадием и никелем характерна для месторождений битумов природных некоторых районов Урало-Поволжья, Западного Казахстана, Средней Азии, северо-востока Европейской части СССР. Битумы природные используются как строительное сырьё (дорожные покрытия, производство мягкой кровли, асфальтитовой мастики и др.), в электропромышленности (изоляторы, антикоррозийные покрытия и др.).

Битум нефтяной - это твердый, вязкопластичный или жидкий продукт переработки нефти. Химический состав битумов говорит о том, что они являются сложными смесями высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных, таких как, азот, кислород и сера, полностью растворимых в сероуглероде.

Где добывают природные битумы

Процедура получения и комплексного превращения природных битумов осуществляется в следующем порядке:

промысел битумосодержащей породы
выделение из битумосодержащей породы органической и минеральной частей
перевозка битума
этапы переработки битума.

Исходя из условий расположения и физических характеристик сырья процесс разработки месторождений природных битумов ведется такими методами:

карьерный и шахтный очистной метод подразумевает извлечение породы на поверхность с дальнейшим экстрагированием битума при помощи растворителя или горячей воды с добавкой эмульгирующих компонентов
шахтный дренажный метод подразумевает добычу природных битумов в шахте самотёком посредством системы восходящих дренажных скважин, пробурённых из горных выработок
скважинный внутрипластовой метод отличается добычей природных битумов при помощи термического или иного действия на битумонасыщенные породы через скважины, пробурённые с поверхности.

Рудничные (карьерный и шахтный) методы подходят для разработки месторождений с битумонасыщенностью вмещающих пород более 10 % и глубиной залегания 60 — 90 метров. Доля добычи битума при этом составляет около 85 — 90 %. Именно так добывается битум на Ярегском нефтяном месторождении в Республике Коми.
Скважинные методы подходят для разработки месторождений жидких природных битумов, к примеру, битуминозной нефти. Глубина залегания таких месторождений превышает 100 метров. Такой метод позволяет добиться коэффициента нефтеотдачи лишь 30 %.
Различные природные битумы - это еще не товарный продукт, как нефть или газ. Чтобы получить товарный продукт нужно осуществлять дополнительные технологические процессы.
Нефтяные битумы можно получить на нефтеперерабатывающем заводе из различных видов нефти, которые имеют различный химический состав. На перерабатывающем предприятии нефть перегоняют с выделением фракций:

светлые продукты - бензин, лигроин, керосин
смазочные масла
другие виды нефтепродуктов.

Остаточные продукты по окончанию отбора более легких по массе фракций — гудрон, крекинг — далее применяют как сырье для производства нефтяных битумов определенных параметров. Сегодня существуют такие методы получения нефтяных битумов:

атмосферно-вакуумная перегонка нефти с получением остаточных битумов, которые имеют низкую вязкость и чаще всего подвергаются окислению
окисление нефтяных остатков с получением окисленных битумов. Такие продукты имеют более высокую вязкость
смешение остатков, образующихся при перегонке нефти с получением компаундированных битумов. Их производят при помощи смешения битума деасфальтизации (конечный продукт обработки гудрона жидким пропаном) с масляными дистиллятами.

Битумы нефтяные строительные

Битум строительный бывает:

для общестроительных работ. В этой категории три марки нефтяных битумов: БН-50/50; БН-70/30 и БН-90/10, где числитель - коэффициент температуры размягчения, а знаменатель - средний показатель пределов изменения пенетрации
для кровельных работ, марок БНК45/180; БНК-90/40 и 90/30, а также БНК-45/190
БНИ - нефтяной изоляционный - марок БНИ-IV-3, БНИ-IV и БНИ-V. Такие битумы применяются в процессе изоляции поземных трубопроводов для их защиты от коррозии.

Помимо перечисленных марок, бывает еще жидкий дорожный битум. Он отличается низким показателем вязкости и применяется в дорожном строительстве в составе асфальтобетона, если его нужно укладывать при пониженных температурах воздуха. Жидкие битумы изготавливают при помощи смешивания вязких битумов БНД с дистиллятными фракциями-разжижителями, медленно испаряющимися после укладки дорожного покрытия. Однако вследствие высокой пожароопасности и колоссальным вредом для природы, его используют довольно редко.

Свойства битумов

К главным свойствам битумов можно отнести:

вязкость
пластичность
температуру размягчения и хрупкости
адгезию.

Самая главная характеристика структурно-механических свойств битумов - это вязкость, которая зависит от температуры и группового состава. Вязкость характеризует сопротивление внутренних слоев битума перемещению относительно друг друга. Многие битумы обладают непостоянной и уменьшающейся вязкостью с ростом напряжения сдвига или градиента скорости деформации. С ростом температуры вязкость уменьшается, а при понижении наоборот моментально увеличивается. В условиях минусовых значений битум имеет повышенную хрупкость. Чтобы измерить вязкость используют такой метод, как проникновение иглы в битум (пенетрация) и измерение глубины. Глубина вхождения иглы в битум определяется на устройстве — пенетрометре. Для этого на иглу действует груз, вес которого 100 г, на протяжении 5 с при температуре 25°С или 0°С. Пенетрация твердых или вязких битумов определяется в единицах (градусах), равных 0,1 мм проникания иглы в битум. Боле вязкие типы битумов имеют более низкий показатель пенетрации.
Пластичность, также немаловажная характеристика битумов. Показатель пластичности растет с повышением уровня масел, длительности действия нагрузки и ростом температуры. К примеру, с увеличением количества смол и асфальтенов пластичность при постоянной температуре увеличивается.
Температуру размягчения определяют на устройстве «кольцо и шар» («К и Ш»). Температура размягчения битума, измеряемая в градусах Цельсия, равна температуре водяной бани в стакане устройства тогда, как битум, находящийся в латунном кольце диаметром 16,0 мм, изменяясь под влиянием металлического шарика массой 3,5 г и плавного нагрева жидкости со скоростью 5°С в минуту, дотронется до нижней полки подставки. Температура размягчения вязких и твердых битумов колеблется на уровне от 20 до 95°С.
Интересная особенность битумов - высокая адгезия, то есть налипание на поверхность разных минеральных и органический соединений.

Марки нефтяных битумов

По разным показателям главных свойств, особенно вязкости, пластичности и температуры размягчения, все нефтяные битумы делят на марки:

для дорожного строительства ГОСТ предусматривает пять марок от БНД (битум нефтяной дорожный)-200/300 до БНД-40/60. Численные показатели отражают допустимые для конкретной марки пределы изменения коэффициентов пенетрации при 25°С, и четыре марки БН от 200/300 до БН-60/90
для строительных работ ГОСТ предусматривает три марки, которые обозначаются «БН» — битум нефтяной: БН-50/50, БН-70/30 и БН-90/10. В данном случае цифры числителя дроби отражают температуру размягчения по «К и Ш» (кольцо и шар), а знаменатель — это средние значение показателей изменения пенетрации при 25°С
для кровельных работ ГОСТ предусматривает такие марки: БНК (битум нефтяной кровельный)-45/180, БНК-90/40 и 90/30, а также БНК-45/190. Тут показатель числителя дроби отражает среднее значение показателей температуры размягчения по «К и Ш», а знаменатель — среднее значение показателей пенетрации на 25С.

Битум нефтяной кровельный

Вязкие нефтяные битумы незаменимы в обеспечении гидроизоляции зданий. Низкая цена и 100% непроницаемость влаги давно сделала битум очень востребованным в строительстве жилых, бытовых, промышленных и прочих зданий.
Все виды кровельных битумов отличаются высокой температурой самовоспламенения, которая составляет более 300 градусов, и температурой вспышки не менее 240 градусов. Кровельные битумы применяют в процессе пропитки кровельных материалов, а также как самостоятельный материал для гидроизоляции кровли.
Среди кровельных материалов, в производстве которых использовался битум, относятся:

битумная бумага
рубероид
рубемаст
пергамин
рубитэкс и другие.

Для пропиток используют битумы следующих марок: БНК 45/90 и БНК 45/180. Покровным материалом выступает битум БНК 90/30 или БНК 90/40.
Стоит отметить, что все битумы гидрофобны, они не пропускают влагу и не смачиваются водой. В структуре битумов отсутствуют поры, поэтому они водонепроницаемы. Кровельным битумам не страшны и водные растворы агрессивных веществ, к примеру, солей, большинства щелочей или кислот. Однако отрицательное действие на битумы оказывают органические растворители (бензол, ацетон, скипидар, бензин).
Кровельные битумы отличаются морозостойкостью, поэтому они так востребованы в строительных работах. Если добавить в битум специальные вещества, то получается материал, не требующий нагревания для нанесения на поверхность. Такой материал называют битумной мастикой. Работать с ней нужно также, как с обмазочной гидроизоляцией.

Технические требования к битумам нефтяным дорожным (БНД) и битумам нефтяным (БН)

Наименование показателей						Метод испытаний
Глубина проникания иглы, °С, не менее:						по ГОСТ 11501


Температура размягчения по КиШ, °С, не ниже						по ГОСТ 11506
Растяжимость, при 0 °С см, не ниже:						по ГОСТ 11505
Температура хрупкости, °С, не выше						по ГОСТ 11507 с допол. по п.3.2
Температура вспышки, °С, не ниже						по ГОСТ 4333
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более						по ГОСТ 18180, 11506, допол. по п.3.3
Индекс пенетрации	от-1,0 до+1,0				от -1,5 до + 1,0	по прил. к ГОСТ 22245-90
Массовая доля водорастворимых соединений, %, не более	0,20	0,20	0,30	0,30	0,30	по ГОСТ 11510

Битум применяется для различных целей с давних времен и по сей день является одним из наиболее распространенных материалов для строительства. Еще задолго до нашей эры такие знаменитые города, как Вавилон и Ассирия, использовали его в строительных целях. Он прекрасно осуществляет функцию как цементирующего, так и водоупорного основания.

Виды дорожных битумов

Этот строительный материал можно разделить на несколько отдельных групп по свойствам и техническим характеристикам. Определить все параметры можно только после исследования органического состава материала. Отдельной группой выступает дегтевый битум, так как в эту широкую группу можно определить все разновидности пеки и дегтя.

Есть такие варианты битумов:

Природный битум. Данное вещество можно найти как в жидкой, так и в затвердевшей конфигурации, однако все эти разновидности остаются в одной группе. Природные битумы нефтяные дорожные ГОСТ определяет как состоящие из органических составляющих, а также из их производных, которые классифицируются как неметаллический тип химических соединений. Такое вещество появляется только после того, как нефть обрабатывается окислительными полимерами исключительно в природных условиях и по прошествии большого количества времени. Обычно битум естественного зарождения можно в больших количествах найти исключительно в местах, где диагностированы и выявлены крупные месторождения нефти. Данный материал можно сравнить с асфальтом, хранится он в виде специфических небольших болотцев. Обычно природные битумы нефтяные дорожные, ГОСТом определяемые, встречаются очень редко, а преимущественно их находят там, где есть большое количество горных пород.
Асфальтовый порошок. Это вещество, которое захоранивается только в горных породах и имеет вид известняка при его нахождении. Когда происходит дальнейшая обработка вещества, оно извлекается, а далее действия производятся с ним такие же, как и с асфальтовым порошком.

Другие разновидности битумов

Искусственный битум. Его часто называют нефтяным, так как получить данный материал удается лишь при переработке нефти. Технология, которая работает при производстве битумов, подразумевает несколько типов данного вида: окисленные, остаточные, крекинговые.
Гудронный битум. Его первоначальное местонахождение можно определить в мазуте. Получить данный вид можно только при помощи отжимания некоторых масляных фракций из данного вещества. Гудронный битум нефтяной дорожный чаще всего выступает в качестве отличного связующего элемента, он также помогает добывать все остальные разновидности данного строительного материала.

Основные разновидности битума

БН-50/50. Размягчить его можно только после достижения температуры в 50 градусов, что не является завышенным или сложным показателем. Он является отлично прилипающим, что оценивают все ремонтные и строительные бригады, занимающиеся укладкой дорог. Если оставить данный материал на ровной поверхности, он будет постепенно растекаться, то есть оплывать, что позволяет гарантированно сделать ровный и однородный слой.
БН-70/30. Чтобы это вещество начало размягчаться, необходимо довести его температуру до 70-72 градусов, в зависимости от состава конкретного химического соединения. Он отлично прилипает к поверхности, то есть обеспечивает высокий показатель адгезии. Обычно этот материал применяется для создания гидроизоляции, то есть как нижний или верхний слой дороги. Следует помнить, что этот материал имеет предрасположенность к образованию сколов, однако если он разбивается, образуются большие куски без дополнительной пыли или мелких элементов.
БН-90/10. Довольно сложный материал, который для расплавления требует не менее 90 градусов. Обеспечивает отличную адгезию, а в готовом виде практически не проявляет чувствительности даже к относительно высоким температурам. Разбить его довольно сложно, однако при применении нагрузки, похожей на удары молотком, можно ожидать его рассыпания на осколки, поверхность которых имеет способность к поблескиванию.

Сферы применения

Битум нефтяной дорожный вязкий является практически универсальным строительным материалом, поэтому, помимо гидротехнической и промышленной сферы, смешанной с коммерцией, данное вещество часто применяется в дорожном строительстве. Обычно битумы используются не только при закладке и строительстве дорог, но и при их ремонте, поэтому потребность в таком материале практически не иссякает.

Важные отличия от других материалов

Битум нефтяной дорожный состоит из вяжущего вещества органической природы и резины, заменить которую может определенный полимер. Такой состав позволяет улучшить качество и износостойкость изделий из битума или предметов с его добавлением, а также обеспечить соответствие нормам современных технологий в строительстве.

Состав битума

Обычно битум нефтяной дорожный состав имеет простой, так как он содержит примерно одинаковые компоненты, смешанные в немного отличающихся друг от друга пропорциях. Большую часть занимают углероды, так как их в данном веществе около 75-80 %. Водород занимает значительную, но все же не первую позицию, посколько объем его равен около 10-15 % от общего состава. Так определяется доля летучей части битума нефтяного дорожного. Сера обычно присутствует, однако ее количество никогда не превышает 10 %, если состав битума соответствует основным нормам. Кислород занимает всего 5 %, однако является важным элементом. Если сравнивать строение битума с коллоидной системой, можно найти множество общих черт. Асфальтены полностью диспергированы в специально созданной среде, состоящей из смеси масла и воды.

Особенности состава

Перечисленные выше элементы всегда входят в состав, который имеют битумы нефтяные дорожные жидкие. ГОСТ определяет несколько важных свойств и характеристик этого строительного материала. Чтобы увеличить твердость битума, достаточно добавить в смесь больше асфальтенов совместно со смолой. Следует помнить, что повышение этих параметров влечет за собой повышение плотности и увеличение температуры, при которой возможно даже минимальное плавление конкретного материала.

Особенности битума

Когда рассматриваются битумы нефтяные дорожные, технические характеристики предусматривают повышенное содержание разнообразных веществ маслянистой природы. Данный элемент сильнее разжижается и становится мягким во всех отношениях. Его можно легко расплавить, используя даже меньшую температуру, чем указано в характеристиках конкретной марки, к которой относятся битумы нефтяные дорожные. ГОСТ 22245-90 определяет, что содержание масла совместно со смолой в битуме обязательно корректируется до среднего уровня. Если данным параметром пренебрегли или осуществление коррекции невозможно, следует ожидать, что материал станет менее прочным и будет лучше плавиться.

Определение технических характеристик

Следует помнить, что степень вязкости можно определить по минимальной температуре, при которой происходит плавление битума. Если увеличить температуру, вязкость практически сразу повысится. Когда градусы уменьшаются, материал заметно твердеет, становится менее пластичным. Если температура опустилась до нуля или наблюдаются минусовые отметки, битумы нефтяные дорожные вязкие ГОСТ определяет как имеющие возможную хрупкость, поэтому при выборе материала для производства дороги следует проявлять особую внимательность.

Главные преимущества

Битум имеет одно важное и во многом положительное свойство. Он не способен растворяться в воде. Следует учитывать, что битумы нефтяные дорожные жидкие ГОСТ определяет как подлежащие полному или частичному растворению в веществах, имеющих кислотную природу. Также битум не отличается высокой теплоемкостью, поэтому для утепления он не подходит. В качестве изоляционного материала его используют только для отграничения конструкции от влаги. Если принимать во внимание сертификат соответствия, битум нефтяной дорожный должен иметь консистенцию с показателем плотности не менее 1,5 г/см куб. Когда высчитывается суммарная масса битума, на 1 л вещества допустимо значение плотности в 1 кг/м куб. Этот факт предопределяет особенности, которыми обладают битумы нефтяные дорожные вязкие.

ГОСТ предусматривает, что битумы отличаются широким перечнем положительных особенностей и важных свойств. Качественный битум должен обладать гидрофобностью, не растворяться в жидкости, если в ней нет химических реагентов, размягчаться и становиться более вязким при изменении окружающей температуры. Среди связующих материалов в строительной сфере битум нефтяной дорожный занимает неоспоримое первое место. Если выбрать качественный его вид, можно применить его с максимальной эффективностью для строительства массивных дорог, а также их ремонта, предусматривающего долговечный положительный результат.

Битум – незаменимая составляющая строительства. Благодаря своим уникальным характеристикам, битум надежно закрепился в строительной промышленности. Его практичность, долговечность и дешевизна не оставляют ни единого шанса альтернативным стройматериалам.

Битум – это асфальтоподобный материал, полученный искусственным образом. Является итоговым продуктом переработки натуральных битумов, остатков после обработки угля, нефти, сланцевых смол и торфяных экстрактов.

В зависимости от составляющих и характеристик различают несколько разновидностей битума:

Природный/натуральный битум – является побочным материалом при добыче нефтепродуктов из разнообразных горных пород. Характеризуются высокой устойчивостью к воздействию кислот, щелочей, воды.

Строительный битум – продукт нефтяной перегонки и смешивания с разнообразными строительными компонентами (остатками маслопроизводства, асфальтом и пр.). Для работы с кровельными материалами и для высотных работ обычно используется битум марки БНК 45/180, БНК 45/90, БНК 90/40 или БНК 90/30. Характеризуются высокой устойчивостью к намоканию и воздействию высоких температур. По сравнению с кровельными битумами, строительные имеют большую сопротивляемость возгоранию.

Дорожный битум – самый востребованный вид битумов. Основные марки дорожного битума: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200 и БНД 200/300. Характеризуется большим коэффициентом пенетрации (проникновения в среду). Битумы с большими показателями пенетрации актуальны для северных районов, с меньшими – для южных.

Характеристики битумов постоянно изменяются и совершенствуются. Так, для того чтобы улучшить качества этого стройматериала, в него добавляют различные искусственные добавки, которые направленно усиливают те или иные характеристики. Как правило, такие химические ингредиенты позволяют повысить сопротивление резким перепадам температур, холоду или жаре.

Основные характеристики, по которым можно оценить качество битума:

Растяжимость,

Показатели температуры по хрупкости,

Показатели температуры по размягчению,

Соответственно, химические добавки для битумов направлены на улучшение этих характеристик. Цена битума напрямую зависит от качества и целевого применения стройматериала. Оптимизированные марки, устойчивые к большим нагрузкам и обладающие хорошей растяжимостью, будут стоить дороже. Как правило, все необходимые показатели отражены на маркировке битума.

Применение битума

Разновидность битума определяет сферу его применения в строительстве.

Природный битум

Сегодня строительный или дорожный битум пользуется большой популярностью. Но не смотря на очевидное превосходство искусственного битума в массовом строительстве, натуральный или природный битум активно применяется в других промышленных отраслях.

Натуральный битум с особыми характеристиками (неокисленный состав) очень популярен для строительства дорог в западных странах. Неокисленный качественный битум можно производить только на оборудовании нового поколения. На Западе имеется масса подобных производств, чем и объясняется разница в востребованности природного битума на территории постсоветского пространства и в западных странах. Прочувствовать эту разницу может каждый автомобилист, сравнив качество дорожного полотна.

Дорожный битум

Дорожный битум прекрасно зарекомендовал себя при работе в самых тяжелых и неблагоприятных условиях. Он отлично выдерживает большие нагрузки, что и делает его идеальным материалом для строительства дорожного покрытия. Он широко применяется в изготовлении асфальтобетона и асфальта.

В качестве составляющего асфальтных покрытий, дорожный битум выполняет функцию связующего компонента, удерживая все ингредиенты вместе. Благодаря его отличительным характеристикам щебень, речной песок и остальные ингредиенты асфальтовой смеси образуют прочную однородную массу.

Плотность битума разделяет его на два вида:

вязкий,
жидкий.

Вязкий битум актуален в роли вяжущего средства для строительства или ремонта дорог. Жидкий битум используется для увеличения сезона постройки дорожного покрытия.

Качество и долговечность дорожного покрытия во многом зависит от характеристик дорожного битума и степени его соответствия нормам ГОСТа. Использование высококачественных материалов значительно повышает сроки эксплуатации дорог, позволяет избежать появления трещин, выбоин и подобных дефектов. Купить битум высокого качества можно у завода-производителя или у прямых поставщиков.

Строительный битум

Без строительного битума не возможна ни одна работа по заливке фундамента, кровельные или ремонтные манипуляции. Строительный битум получается в процессе переработки нефти и бывает двух видов: твердый и жидкий.

Твердую разновидность битума удобно транспортировать, но она требует разогрева на месте проведения строительных работ. Размягчение твердых слитков осуществляется при помощи специального оборудования – битумоварок. Температура битума должна быть довольно высокой, чтобы успешно применять его для строительства кровли или гидроизоляции.

Жидкий битум требует специальных условий транспортировки – он доставляется на место проведения строительных работ в специальной машине-битумовозе, приспособленной для транспортировки темных нефтяных продуктов. Особенность жидкой разновидности битума в том, что ее необходимо использовать в максимально сжатые сроки. Он применяется для заделки швов на зданиях, изготовления битумных мастик и кровельных работах.

Все виды битумов подходят для качественной гидроизоляции зданий, труб или фундаментов. Это самый дешевый, быстрый и удобный способ обеспечить сооружению долгий срок эксплуатации. Расход битума напрямую зависит от характера работ и характеристик материала. Прежде чем приобрести битум, внимательно ознакомьтесь с его маркировкой.

Термин «битум» принято использовать в следующих значениях:

генетическом – под понятие «природный битум» подпадают такие полезные ископаемые органического происхождения, как: газ, нефть, горный деготь, смолы, мальта, горный воск, озокерит, асфальт и т.п.;
аналитическом — под битумом понимают вещества, которые извлекают из горных пород с использованием органических растворителей;
техническом – вещества природного и искусственного происхождения, используемые для покрытия дорог, устройства , приготовления мастик, лаков, праймеров и т.д.

Битум может быть как природным, так и иметь искусственное происхождение. Нефтяной битум получают на нефтеперерабатывающих заводах из нефти, которую подвергают фракционной перегонке. В результате получают светлые продукты (бензин, лигроин, керосин), смазочные масла и др. виды нефтепродуктов. Нефтяные остатки (после отбора более легких по массе фракций) используют в качестве сырья для производства нефтяных битумов. При атмосферно-вакуумной перегонки нефти получают остаточные битумы, при окислении нефтяных остатков — окисленные, при смешении остатков, образующихся при перегонке нефти, — компаундированные.

Материал имеет углеводородную основу и состоит из углерода (70-98%), водорода (1-14%), кислорода (0,3-10%), серы (0,2-10%), азота (0,1-3%). Важнейшие его свойства – способность растворяться в органических растворителях (бензин, бензол, ацетон, хлороформ), способность гореть, а также высокая адгезия (способность прилипать к различным поверхностям). В зависимости от состава и назначения битум нефтяной относят к одной трех классификационных групп:

жидкие – в дальнейшем подразделяются на разжиженные и остаточные;
вязкие;
твердые – в дальнейшем подразделяются на пластичные и хрупкие.

Области применения

Области назначения нефтяных битумов весьма обширны:

дорожное строительство;
кровельная промышленность;
изоляция и гидроизоляция;
кабельная промышленность
резиновая и шинная промышленность;
аккумуляторы;
лаки и краски;
металлургия;
углебрикетное производство;
нефтедобывающая промышленность.

Применение в индивидуальном строительстве

Битум — самый распространенный материал для гидроизоляции в индивидуальном строительстве. Свою популярность, в том числе и при строительстве своими руками, этот гидроизоляционный материал получил благодаря относительной простоте применения и низкой стоимости. При строительстве погребов и подвалов его используют для устройства оклеечной гидроизоляции и склейки полотнищ гидроизоляционных материалов.

Какие марки битумов бывают?

Использование марок битума для конкретных областей применения регламентируется соответствующими ГОСТами. Ниже дано описание основных марок:

1. Битум нефтяной дорожный вязкий регламентируется ГОСТом 22245-90, в соответствии с которым предусмотрены следующие марки битума нефтяного дорожного (цифры дроби в марке отражают допустимые для данной марки пределы изменения показателей пенетрации при 25°С):

Показатель	Нормативное значение, в зависимости от марки
Показатель	БНД 200/300	БНД 130/200	БНД 90/130	БНД 60/90	БНД 40/60	БН 200/300	БН 130/200	БН 90/130	БН 60/90
Глубина проникания иглы (0,1 мм):
При 25 °С	201-300	131-200	91-130	61-90	40-60	201-300	131-200	91-130	60-90
При 0 °С , не менее
Температура размягчения по кольцу и шару (°С), не ниже
Растяжимость (см ), не менее:
При 25 °С
При 0°С


Изменение температуры размягчения после прогрева (°С), не более
Индекс пенетрации	от -1,0 до +1,0					O т -1,5 до +1,0

Чтобы выбрать марку дорожного битума, нужно воспользоваться данными таблицы:

Дорожно-климатическая зона	Среднемесячные температуры наиболее холодного времени года (°С)	Марка битума дорожного
	Не выше -20	БНД 90/130,БНД 130/200,БНД 200/300
II и III	От-10 до-20	БНД 60/90,БНД 90/130, БНД 130/200,БНД 200/300
II,III,IV	От-5 до -10	БНД 40/бО,Б НД 60/90, БНД 90/130,БНД 130/200, БН 90/130,БН 130/200, БН 200/300
IV-V	Не ниже +5	БНД 40/60,БНД 60/90, БНД 90/130,БН 60/90, БН 90/130

2. Нефтяные битумы (БН), используемые для строительных работ , регламентируются ГОСТом 6617-76, в соответствии с которым установлены три марки битумов нефтяных строительных — БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10 (цифры в числителе дроби показывают температуру размягчения по «К и Ш» (кольцо и шар), а в знаменателе - указывают среднее значение пределов изменения пенетрации при 25°С):

Наименование	Норма для марки
Наименование	БН 50/50	БН 70/30	БН 90/10
	41-60	21-40	5-20
	50-60	70-80	90-105
Растяжимость (при 25 °С), не менее
Растворимость (%), не менее	99,50	99,50	99,50
Изменение массы после прогрева (%), не более	0,50	0,50	0,50
Температура вспышки (°С), не ниже
Массовая доля	Следы

БН 50/50:

БН 70/30:

температура размягчения: 70-72 0 С;
свойства: хороша адгезия, разбивается без осколков на крупные куски; наиболее пригоден для устройства гидроизоляционных покрытий.

БН 90/10:

температура размягчения: около 90 0 С;
свойства: высокая адгезия, малочувствителен к высокой температуре, разбивается молотком и образует осколки с блестящей поверхностью.

С течением времени материал теряет часть входящих в него масляных фракций, в результате чего становиться жестким, хрупким. При низких температурах также происходит потеря его эластичности, материал приобретает жесткость и ломкость.

3. Битумы нефтяные кровельные (БНК) , регламентируются ГОСТом 9548-74, в соответствии с которым установлены три марки кровельных битумов — БНК-40/180 (битум для пропитки), БНК-45/190 (битум для пропитки и получения покровного битума), БНК-90/30 (материал, для покровного слоя), в числителе дроби в марке указано среднее значение показателей температуры размягчения по «К и Ш», а в знаменателе - среднее значение показателей пенетрации при 25°С:

Наименование	Норма для марки
Наименование	БНК-40/180	БНК-45/190	БНК-90/30
Глубина проникания иглы (при 25 °С), 0,1 мм	160-210	160-220	25-35
Температура размягчения по кольцу и шару (°С)	37-44	40-50	80-95
Температура хрупкости (°С), не выше
Растворимость в толуоле или хлороформе (%), не менее	99,50	99,50	99,50
Изменение массы после прогрева, (%), не более	0,80	0,80	0,50
Глубина проникания иглы при 25 °С в остатке после прогрева (% от первоначальной величины), не менее
Температура вспышки (°С) не ниже
Массовая доля воды, не более	Следы
Массовая доля парафина (%), не более		5, 0
Индекс пенетрации		От 1,0 до 2,5

Как работать с битумом

Строительные и кровельные битумы традиционно широко применяются в строительстве для производства гидроизоляционных и кровельных работ. Битум разогревают в котле или битумоварке до текучего состояния и в жидком виде наносят на обеспыленное основание шпателем, кистью либо разливают и выравнивают специальными гребками (раклями).

Битум остывает очень быстро, поэтому разогрев материала производят после подготовки основания к нанесению битума.

Разогрев битума

производят в варочном котле из толстого металла с плотно закрывающейся крышкой, Толщина стенок котла должна быть не менее 4 мм, так как в тонкостенных емкостях материал будет быстро подгорать. Перед разогревом битум очищают от упаковки и раскалывают на небольшие куски, лучше делать это утром пока материал не размяк. Полученные куски укладывают в битумоварку (котел), заполняя на 2/3 объема.

Нагрев производят на малом огне, чтобы обеспечить постепенный и равномерный прогрев. Битум расплавляют до получения однородной массы, а при появлении на его поверхности посторонних примесей, удаляют их металлическим ситом (например, жестяной банкой с пробитыми в ней гвоздем отверстиями) на длинной палке. При разогревании материал шипит и пенится, так как выпаривается лишняя жидкость.

Температура нагревания — от 160 до 200 °С. При температуре 160-170 °С материал можно разогревать в течение 3 часов, а при большей температуре — не долее 1 часа. Для контроля температуры разогретого материала используют термометр со шкалой делений более 200 0 С.

При температуре свыше 220 °С свойства материала ухудшаются, так как в нем образуется кокс. Появление зелено-желтого дыма и пузырей – явный признак перегрева (происходит процесс коксования).

При нагревании до 240 °С и более материал может легко воспламениться. В этом случае нужно немедленно закрыть крышку котла (накрыть котел листом металла), чтобы потушить огонь. Такой битум при затвердевании будет хрупким и быстро потрескается, поэтому использовать его уже нельзя.

Битум разогревают до тех пор, пока масса не станет однородной, а ее поверхность – глянцевой, при этом от неё поднимается густой серый дым.

Расход для гидроизоляции:

Битум, разогретый до жидкого состояния, наносят слоем толщиной 1,5 — 2,5 мм.
Расход составляет 1,0 — 1,5 кг на кв.м.

Техника безопасности

При работе с горячим битумом необходимо проявлять большую осторожность во избежание ожогов. Для предотвращения несчастных случаев, необходимо помнить следующие требования техники безопасности:

битумы – вещества горючие с температурой вспышки 220-300 0 С;
минимальная температура самовоспламенения строительных нефтяных битумов — 368 0 С;
котел для разогрева (варки) битума устанавливают на выровненной свободной площадке;
при огневом подогреве котла необходимо следить, чтобы жидкий битум не попал в огонь. Для этого котел устанавливают с небольшим уклоном в сторону, противоположную топке;
в непосредственной близости от котла располагают ящик с , лопаты и огнетушитель;
при загорании небольшого количества битума, его тушат песком, пенным огнетушителем, кошмой. Приразвитии пожара разлитого на большой площади продукта, огонь тушат пенной струей;
в процессе варки битумных мастик соблюдают правила смешивания битумов разных марок: после закладки в котел, расплавления битума БН-Ш и прекращения образования пены можно добавлять битумы более высоких марок;
сухие куски битума опускают в варочный котел по борту котла, чтобы избежать брызг;
необходимо следить, чтобы в варочный котел не попадала вода, снег или лед;
в расплавленный битум нельзя добавлять битум третьей марки. Это может привести к большому пенообразованию, в результате чего содержимое котла выплеснется;
котел нельзя загружать более чем на две трети его объема;
при работе с горячим битумом и битумными мастиками необходимо надевать брезентовые рукавицы и костюмы, а также очки и кожаные ботинки.

Битум нефтяной строительный незаменим при устройстве гидроизоляции построенных своими руками погребов и подвалов. При покупке материала помните, что гарантийный срок хранения составляет один год с момента его производства.