Виды битума природные и технические. Гидроизоляция битумом. Битум (Asphalt) - это Битумы применяют для изготовления

Определение битума, свойства битума, применение битума

Информация об определении битума, свойства битума, применение битума

1. Свойства

2. Методы испытания и соответствующие виды классификаций

Пенетрация

Температура размягчения

Температура хрупкости

Дуктильность

Вязкость

Реология битумов

Растворимость

- Дорожный

- Строительный

Кровельный

- Изоляционный

- Хрупкие

Битум для заливочных аккумуляторных мастик

4. Промышленное производство

Способы

Технология

5. Битумы нефтяные, состав, структура и свойства

6. Битумы твердых горючих ископаемых

7. Природные битумы

8. Битумные лаки

9. Как и чем удалить битум с лакокрасочного покрытия кузова автомобиля

10. Битум в окружающей среде

Битумы это (от лат. bitumen - горная смола) - твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95-1,50 г/см³.

Свойства

Свойства битумов зависят от способов производства, качества сырья (природы перерабатываемой нефти), а также от параметров процесса термолиза – температуры, давления, продолжительности. Получение высококачественных битумов из нефтей разной природы (компонентый состав) возможно при правильном определении не только вклада того или иного процесса в общую технологическую схему производства, но и последовательности их проведения.

Битум - это продукт черного цвета с плотностью около единицы, с низкой тепло- и электропроводностью. Он прекрасно противостоит воздействию различных химических реагентов, водо- и газонепроницаем, устойчив к действию различных видов радиации и длительному тепловому воз действию. Именно такие ценные качества битумов в сочетании с низкой стоимостью и массовым производством сделали их незаменимыми во многих областях хозяйства.

Будучи веществом аморфным, битум не имеет температуры плавления. Переход от твердого состояния к жидкому характеризуется температурой размягчения, которая обычно определяется по методу «кольца и шара». Твердость битумов оценивается путем измерения пенетрации, а пластичность - растяжимостью (дуктильностью).

Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95-1,50 г/см3.

Как будет подробно рассмотрено ниже, нефтяные битумы по способу производства делятся на остаточные, окисленные и компаундированные. Остаточные битумы – мягкие легкоплавкие продукты, окисленные – эластичные и термостабильные. Битумы, получаемые окислением крекинг-остатков, содержат большое количество карбенов и карбоидов, которые нарушают однородность битумов и ухудшают их цементирующие свойства.

Методы испытания и соответствующие виды классификаций

Для классификации товарных битумов по сортам в зависимости от их качества разработаны и применяются различные методы испытания. Эти методы утверждены стандартами разных стран.

Целью общепринятых методов испытания качества битумов является определение их консистенции, чистоты и теплостойкости. Для определения консистенции предложено много методов, позволяющих установить ее зависимость от вязкости. Битумы характеризуют и сравнивают по степени текучести при определенной температуре или по температуре определения некоторых свойств.

К таким показателям, характеризующим свойства твердых битумов, относятся глубина проникания стандартной иглы (пенетрация), температура размягчения, растяжимость в нить (дуктильность), температура хрупкости. Эти исследования, строго говоря, не эквивалентны прямому определению вязкости, но находят широкое практическое применение, потому что позволяют быстро характеризовать консистенцию битума. К основным показателям, характеризующим свойства битумов, можно также отнести адгезию, поверхностное натяжение на границе раздела фаз, когезию, тепловые, оптические и диэлектрические свойства. К числу сопоставимых показателей, кроме того, можно отнести потерю массы при нагревании и изменение пенетрации после него, растворимость в органических растворителях, зольность, температуру вспышки, плотность, реологические свойства.

Природные битумы - это составная часть горючих ископаемых. К ним относятся естественные производные нефти, образующиеся при нарушении консервации её залежей в результате химического и биохимического окисления, например асфальты, кериты, мальты, озокериты и др. Добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом (Битуминозные пески).

Искусственные (технические) битумы - это остаточные продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. По составу сходны с природными битумами.

Битум с давних пор является одним из наиболее известных инженерно-строительных материалов. Его адгезионные и гидрофобные свойства использовались уже на заре цивилизации.

Некоторые показатели определяют как для исходного битума, так и для битума после прогрева, который имитирует процесс старения. Стандартами задаются определённые значения показателей качества, что отражает оптимальный состав битума. Этот состав может быть различным для разных областей применения битумов.

Пенетрация

Пенетрация - показатель, характеризующий глубину проникания тела стандартной формы в полужидкие и полутвердые продукты при определенном режиме, обусловливающем способность этого тела проникать в продукт, а продукта - оказывать сопротивление этому прониканию. Пенетрацию определяют пенетрометром, устройство которого и методика испытания даны в ГОСТ 11501-78; за единицу пенетрации принята глубина проникания иглы на 0,1 мм. Пенетрация дорожных нефтяных битумов различных марок при 25 °С, нагрузке 100 Г, в течение 5 сек составляет 40-300*0,1 мм, а при 0 °С, нагрузке 200 Г, в течение 60 сек- от 13 до 50*0,1 мм. Таким образом, в зависимости от температуры, нагрузки и длительности проникания иглы значение пенетрации существенно изменяется. Поэтому условия ее определения заранее оговаривают. Пенетрация косвенно характеризует степень твердости битумов. Чем выше пенетрация битума при заданной температуре размягчения и при заданной пенетрации - температура размягчения битума, тем выше его теплостойкость. Получить битумы с высокой теплостойкостью можно соответствующим подбором сырья, технологического способа и режима производства.

Температура размягчения

Температура размягчения битумов - это температура, при которой битумы из относительно твердого состояния переходят в жидкое. Методика определения температуры размягчения условна и научно не обоснована, но широко применяется на практике. Испытание проводят по ГОСТ 11506-73 методом «кольцо и шар» (КиШ), а также иногда методом Кремер - Сарнова.

Индекс пенетрации - показатель, характеризующий степень коллоидности битума или отклонение его состояния от чисто вязкостного. По индексу пенетрации битумы делят на три группы.

1) Битумы с индексом пенетрации менее -2, не имеющие дисперсной фазы или содержащие сильно пептизированные асфальтены (битумы из крекинг-остатков и пеки из каменноугольных смол). Эластичность таких битумов очень мала или практически равна нулю.

2) Битумы с индексом пенетрации от - 2 до +2 (остаточные и малоокисленные).

3) Битумы с индексом пенетрации более +2 имеют значительную эластичность и резко выраженные коллоидные свойства гелей. Это окисленные битумы с высокой растяжимостью.

Температура хрупкости

Температура хрупкости - это температура, при которой материал разрушается под действием кратковременно приложенной нагрузки. По Фраасу - это температура, при которой модуль упругости битума при длительности загружения 11 сек для всех битумов одинаков и равен 1100 кГ/см2 (1,0787-108 н/м2). Температура хрупкости характеризует поведение битума в дорожном покрытии: чем она ниже, тем выше качество дорожного битума. Окисленные битумы имеют более низкую температуру хрупкости, чем другие битумы той же пенетрации.

Температура хрупкости дорожных битумов обычно колеблется в пределах от -2 до - 30 °С. Для ее определения применяют метод, описанный в ГОСТ 11507-78 с дополнением по п. 3.2.

Дуктильность

Растяжимость (дуктилъностъ) битума характеризуется расстоянием, на которое его можно вытянуть в нить до разрыва. Этот показатель косвенно характеризует также прилипаемость битума и связан с природой его компонентов. Дорожные нефтяные битумы имеют высокую растяжимость - более 40 см. Повышение растяжимости битумов не всегда соответствует улучшению их свойств. По показателю растяжимости нельзя судить о качестве дорожных битумов, так как условия испытания (растяжение со скоростью 5 см/мин) отличаются от условий работы битума в дорожном покрытии.

Растяжимость битумов при 25 °С имеет максимальное значение, отвечающее их переходу от состояния ньютоновской жидкости к структурированной. Чем больше битум отклоняется от ньютоновского течения, тем меньше его растяжимость при 25°С, но достаточно высока при 0°С. Битум должен обладать повышенной растяжимостью при низких температурах (0 и 15°С) и умеренной при 25°С.

Методика и устройство прибора для определения растяжимости битумов приведены в ГОСТ 11505-75.

Вязкость

Вязкость битумов более полно характеризует их консистенцию при различных температурах применения по сравнению с эмпирическими показателями, такими, как пенетрация и температура размягчения. Ее легко и в более короткий срок можно измерить при любой требуемой температуре производства и применения битума. Желательно, чтобы битум при прочих равных показателях обладал наибольшей вязкостью при максимальной тем пературе применения и имел как можно более пологую вязкостно-температурную кривую. При температуре ниже 40 °С битум подобен твердообразным системам, при температурах от 40 до 140 °С - структурированным жидкостям, при температуре выше 140 °С - истинным жидкостям. Битумы ведут себя как истинная жидкость, когда их вязкость понижается до 102- 103пз.

Вязкость битумов определяют в вискозиметрах Энглера, Сейболта и Фурола, методом падающего шара, в капилляре Фенске, на ротационном вискозиметре, реовискозиметре, консистометре и др.

Дорожные битумы разделяют на вязкие и жидкие.

Вязкие битумы используют в качестве вяжущего материала при строительстве и ремонте дорожных покрытий. Основное количество таких битумов вырабатывается в России в соответсвии с ГОСТ 22245-90.

Жидкие битумы предназначены для удлинения сезона дорожного строительства. В соответствии с ГОСТ 11955-82 их получают смешением вязких битумов БНД с дистиллятными фракциями - разжижителями. После укладки покрытия разжижитель постепенно испаряется.

Реология битумов

Реология (от греч. rheos - течение, поток), наука о деформациях и текучести вещества. Реология рассматривает процессы, связанные с необратимыми остаточными деформациями и течением разнообразных вязких и пластических материалов (неньютоновских жидкостей, дисперсных систем и др.), а также явления релаксации напряжений, упругого последействия и т.д.

Реология битумов изучена недостаточно. Основными показа телями, определяемыми при исследовании реологических свойств битумов в диапазоне температур приготовления и укладки смеси, а также эксплуатации покрытия, являются вязкость и деформативные характеристики битума (модуль упругости, модуль деформациии др.). Поведение битума под действием внешних деформирующих сил определяется комплексом механических свойств, к которым относятся вязкость, упругость, пластичность, хрупкость, усталость, ползучесть, прочность. Каждое свойство зависит от температуры и характера напряженного состояния и связанно с межмолекулярными взаимодействиями и наличием структуры. Реологические свойства не должны значительно изменяться при нагреве битума в битумных котлах, приготовлении и укладке смеси и в течение длительного времени службы.

По реологическим свойствам битумы делятся на три типа:

1) вещества, течение которых под действием постоянного напряжения сдвига подчиняется закону Ньютона, когда напряжение снимают, наступает состояние неэластичной упругости. Сюда можно отнести вязкие неколлоидные жидкости, неэластичные или слабоэластичные золи.

2) Вещества, у которых при постоянном напряжении сдвига скорость сдвига после начала деформации снижается и через некоторое время становится почти постоянной, когда напряжение снимают, эластичность частично восстанавливается, коллоидное состояние биту мов этого типа золь-гель.

3) При постоянном напряжении сдвига в начале деформации скорость течения снижается до минимума, а затем повышается, если приложенное напряжение сдвига больше некоторого определенного значения, после того как напряжение снято, упругость восстанавливается, битумы этого типа имеют структуру геля.

Растворимость

В основе большинства существующих методов анализа битумов лежит различие в растворимости их компонентов в ряде органических растворителей. Впервые деление, основанное на этом принципе, предложил Ричардсон, раз деливший битумы на растворимые в бензине мальтены и нерастворимые в этом растворителе асфальтены. Впоследствии Маркуон с помощью адсорбции на фуллеровой земле разделил мальтены на масла и смолы. В основном эта методика сохранилась и до настоящего времени, но появилось большое количество ее разновидностей, позволяющих получить более узкие, но менее представительные фракции.

Применение и требования к качеству

Применение битума как одного из наиболее известных инженерно-строительных материалов основано на его адгезионных и гидрофобных свойствах. Область применения битума достаточно широка: он применяется при производстве кровельных и гидроизоляционных материалов, в резиновой промышленности, в лакокрасочной и кабельной промышленности, при строительстве зданий и сооружений и т.д. Кровельные битумы применяют для производства кровельных материалов. Их разделяют на пропиточные и покровные (соответственно для пропитки основы и получения покровного слоя). Изоляционные битумы используют для изоляции трубопроводов с целью защиты их от коррозии.

В настоящее время области использования чрезвычайно широки. Достаточно назвать:

дорожное строительство,

изготовление кровельных материалов,

применение в лакокрасочной и кабельной промышленности,

строительство зданий и сооружений, прокладку трубопроводов и др.

Основным сырьем для производства являются остаточные продукты нефтепереработки: гудроны, асфальты деасфальтизации, экстракты селективной очистки масляных фракций. Использование природного битума крайне незначительно.

Главным же потребителем битума является дорожное строительство (около 90 %), в первую очередь, из-за того, что нефтяной битум является самым дешевым и наиболее универсальным материалом для применения в качестве вяжущего при устройстве дорожных покрытий. Использование битумов в дорожном строительстве позволяет покрытию дорог выдерживать повышенные статические и динамические нагрузки в широком интервале температур при сохранении длительной жизнеспособности и погодоустойчивости.

Вязкие битумы, применяемые в дорожном покрытии, используются как вяжущее между каменными материалами. Долговечность дорожного покрытия во многом зависит от марки применённого битума и его качества. При строительстве и ремонте дорог битум может быть разжижен растворителем (керосиновая фракция). Разжиженные битумы разделяются на быстро-, средне- и медленно затвердевающие марки. Для предварительной обработки поверхностей применяют битумные эмульсии, которые готовят с применением коллоидных мельниц, добавляя к битуму воду и эмульгаторы.

Более подробно рассмотрим битумы различного назначения.

Дорожный

Качество дорожного битума в основном определяет долговечность дорожных покрытий. Появление трещин на дорожном покрытии означает, что оно на 85% исчерпало срок службы. Установлено, что показатель «температура хрупкости» битума характеризует время до начала интенсивного трещинообразования дорожного полотна, так как его определение показывает наиболее опасное состояние дорожного покрытия при резких перепадах температур в зимнее время. Соотношение физико-химических показателей битумов БНД обеспечивает дорожному покрытию наибольшую сдвигоустойчивость, трещиностойкость, длительную водо- и морозостойкость.

Строительный

Битумы строительных марок БН, применяемые для гидроизоляции фундаментов зданий, отличаются малой пенетрацией и дуктильностью и высокой температурой размягчения (от 37 до 105 0С), т.е. они тугоплавкие и твёрдые. Строительный битум нормируется по ГОСТ 6617 – 76

Строительный битум – это сложная смесь углеводородов и гетероорганических соединений разнообразного строения. Особая структура вещества, придает ему важные свойства, способствующие эффективному использованию в самых различных областях строительства.

Строительный битумы БН 90/10 и БН 70/30 находят применение в таких процессах, как гидроизоляция бетонных сооружений и фундаментов, трубопроводов различного назначения, предварительное огрунтование оснований под мягкую кровлю, кроме того, эти марки активно используется в процессе изготовления битумных лаков, битумных мастик, битумного праймера, гидростеклоизола и некоторых других строительных материалов.

Битум строительный (в т.ч. битум строительный БН 90/10) является одним из наиболее известных и важных строительных материалов. Благодаря своим адгезионным и гидрофобным свойствам строительный битум находит широкое применение в дорожном строительстве, изготовлении кровельных материалов, прокладке трубопроводов, при битумной гидроизоляции фундаментов зданий и сооружений. Битум строительный (в т.ч. битум БН 90/10) представляет собой сложную смесь углеводородов и гетероорганических соединений разнообразного строения, в основном не выкипающую при температурах перегонки нефти. Определение всех составляющих битум соединений невозможно. Групповой состав битума предопределяет его коллоидную структуру и реологическое поведение и тем самым - технические свойства, которые характеризуются условными показателями качества, определяемыми в стандартных условиях. Среди этих показателей важнейшие: пенетрация (глубина проникания иглы в битум), температуры размягчения и хрупкости, дуктильность (растяжимость) - способность битума растягиваться в нить. Некоторые показатели определяют как для исходного битума, так и для битума после прогрева, который имитирует процесс старения. Стандартами задаются определенные значения показателей качества, что отражает оптимальный состав битума. Этот состав может быть различным для разных областей применения битумов: от гидроизоляции битумной до ремонта и устройства кровли.

Известны следующие виды битума:

Битум строительный ГОСТ 6617-76 БН 70/30, БН 90/10;

Битум изоляционный ГОСТ 9812-74 БНИ-IV, БНИ-V;

Битум кровельный ГОСТ 9548-74 БНК-45/190, БНК-90/130;

Битум дорожный ГОСТ 22245-90, БНД 90/130, БНД 60/90.

Дорожные битумы разделяют на вязкие и жидкие. Вязкие битумы используют в качестве вяжущего материала при строительстве и ремонте дорожных покрытий. Основное количество таких битумов вырабатывается в соответствии с ГОСТ 22245-90.

В соответствии с ГОСТ 22245-90 вырабатываются вязкие строительные битумы двух типов: БНД и БН. Все строительные битумы маркируются по пенетрации при 25 °С. При равной пенетрации при 25 °С битумы БНД имеют более высокую температуру размягчения, более низкую температуру хрупкости и большие значения пенетрации при 0 °С, чем битумы БН (строительный битум БН 90/10, БН 70/30). В то же время для битумов БНД устанавливаются требования по дуктильности при 0 °С, а требования по дуктильности при 25 °С менее строгие в сравнении с битумами БН (строительный битум БН 90/10, БН 70/30) . Требования к термостабильности битумов БНД более жесткие. Рекомендации по применению зависят от типа строительных битумов и их пенетрации при 25 °С. В первой дорожно-климатической зоне при среднемесячной температуре наиболее холодного времени года не выше -20 °С рекомендуется использовать битумы БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130; во второй и третьей зонах при температуре в пределах -10...-20 °С - битумы БНД 200/300, БНД130/200,БНД90/130, БНД 60/90; во второй, третьей и четвертой зонах при температуре -5...-10 °С - битумы БН 200/300, БН 130/200, БН 90/130, БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60; в четвертой и пятой климатических зонах при температуре не ниже 5 °С - битумы БН 90/130, БН 60/90, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60. Жидкие битумы предназначены для удлинения сезона дорожного строительства. В соответствии с ГОСТ 11955-82 их получают смешением вязких битумов БНД с дистиллятными фракциями - разжижителями. После укладки покрытия разжижитель постепенно испаряется. Применение жидких дорожных битумов не соответствует современным требованиям к энергосбережению и защите окружающей среды. Кроме того, низкая температура вспышки предопределяет их пожароопасность. Битум строительный БН 90/10 применяют при выполнении различных строительных работ, в частности для битумной гидроизоляции фундаментов зданий.

Битум строительный (битум БН 90/10, БН 70/30) используется для битумной гидроизоляции бетонных сооружений; для битумной гидроизоляции фундаментов; для предварительного огрунтования основания под мягкую кровлю. Также битум строительный (битум БН 90/10, БН 70/30) применяется для изготовления битумных мастик, праймера битумного, гидростеклоизола и др.

Битум строительный (битум БН 90/10, БН 70/30) выпускается в брикетах по 25 кг. Некоторые производители битума строительного (битум БН 90/10, БН 70/30) выпускают битум строительный (битум БН 90/10, БН 70/30) в барабанах по 25-50кг.

Гидроизоляция битумная наиболее дешевая из всех видов гидроизоляций бетона и фундаментов. Битумная гидроизоляция – это расплавленный битум БН 90/10 (битум БН 70/30) нанесенный на поверхность бетона (фундамента). Возможно добавление в битум БН 90/10 (битум БН 70/30) растворителей Уайт-спирит, нефрас, либо керосин (бензин). Гидроизоляция битумная с применением открытого огня возможна только в местах, где это разрешено правилами пожарной безопасности; в иных случаях для битумной гидроизоляции следует использовать битум БН 90/10, БН 70/30 и растворители указанные выше. Также для гидроизоляции битумной возможно использование готовой к применению битумной мастики, уже содержащей растворитель (безогневой вид битумной гидроизоляции). Такой вид битумной гидроизоляции дороже, но по затрате времени намного экономичнее. Возможна как внутренняя, так и внешняя битумная гидроизоляция. Выбор гидроизоляции (будь то гидроизоляция битумная, гидроизоляция рулонными наплавляемыми материалами или гидроизоляция сухими смесями) зависит только от индивидуальных вкусов.

Кровельный

Примерно такие же показатели качества установлены и для кровельных битумов БНК, но для них нормируется ещё и температура хрупкости. Их используют как пропиточные (для получения толя и рубероида) и для покрытия крыш.

Изоляционный

Изоляционные битумы БНИ применяются для изоляции трубопроводов с целью предотвращения их от коррозии. При малой пенетрации и малой дуктильности они должны быть достаточно тукоплавкими (особенно для аккумуляторных мастик). Кроме того, для мастик нормируется растворимость в толуоле или в хлороформе (не менее 99,5 %, т.е. почти полная растворимость).

Хрупкие

Существуют две марки хрупких битумов, которые размягчаются при 100 – 110 0С и 125 – 135 0С, имеют мизерную пенетрацию и более жёсткие нормы по растворимости. Они используются в лакокрасочной, шинной и электротехнической промышленности

Битум для заливочных аккумуляторных мастик

Ниже приведена характеристика битума для заливочных аккумуляторных мастик по ГОСТ 8771 – 76:

Температура размягчения, 0С - 105 – 115

Пенетрация при 25 0С, 0,1 мм - 10 – 16

Дуктильность при 25 0С, см, не менее 1

Растворимость в толуоле или хлороформе, %, не менее 99,50

Изменение массы после прогрева, %, не более 0,50

Температура вспышки, 0С, не ниже 260

Индекс пенетрации, не менее 4

Промышленное производство

Производство нефтяных разновидностей битума осуществляется:

продувкой гудронов воздухом

перегонкой мазутов с глубоким отбором дистиллятов

деасфальтизацией гудронов пропаном.

Широко применяется также компаундирование продуктов различных процессов. Основным процессом производства в странах СНГ является окисление - продувка гудронов воздухом.

В соответствии со способами производства марки разделяют на окисленные, остаточные, осажденные и компаундированные. Классифицируют битумы и по областям применения.

В настоящее время основную массу производимых марок на постсоветском пространстве составляют:

Битум нефтяной дорожный жидкий (ГОСТ 11955-82)

Битум нефтяной строительный (ГОСТ 6617-76)

Пожалуй, одним из универсальных строительных материалов, который применяется в самых различных сферах строительства и используется на разных этапах

возведения новых построек, является строительный битум. Его применение стало

практически традицией и важным элементом всего строительного процесса. Поэтому сфера его использования сегодня является настолько широкой

Способы

Производство нефтяных битумов является одним из термических процессов нефтепереработки. Основные параметры термических процессов, влияющие на ассортимент, материальный баланс и качество получаемых продуктов, - качество сырья, давление, температура и продолжительность термолиза (термического процесса).

Основным сырьём для производства битума в нашей стране являются остаточные продукты нефтепереработки: гудроны, асфальты деасфальтизации, экстракты селективной очистки масляных фракций и др.

Различают три основных способа получения нефтяных битумов.

Концентрированием нефтяных остатков путём перегонки их в вакууме получают остаточные битумы. Для получения остаточных битумов может быть использовано только сырьё с большим содержанием асфальтосмолистых веществ, которые в достаточном количестве присутствуют в тяжёлых высокосмолистых сернистых нефтях. В процессах вакуумной перегонки и деасфальтизации получают остаточные и осаждённые битумы. Главное назначение этих процессов – извлечение дистиллятных фракций для выработки моторных топлив – в случае первого, подготовка сырья для производства базовых масел (начальный этап) – в случае второго. В то же время побочные продукты этих процессов – гудрон перегонки и асфальт деасфальтизации – соответствуют требованиям по сырью в производстве битумов или их используют в качестве сырья в производстве окисленных битумов.

Окислением кислородом воздуха различных нефтяных остатков и их композиций при температуре 180 – 300 0С (окисленные битумы). Окисление воздухом позволяет существенно увеличить содержание асфальтосмолистых веществ, наиболее желательного компонента в составе битумов. Для производства окисленных битумов БашНИИНП предложено классифицировать нефти по содержанию (%, мас.) в них асфальтенов (А), смол (С) и твёрдых парафинов (П). Нефть считается пригодной для производства окисленных битумов, если выполняется условие: Основным процессом производства битумов является окисление – продувка гудронов воздухом. Окисленные битумы получают в аппаратах периодического и непрерывного действия. Последние более экономичные и простые в обслуживании. Принцип получения окисленных битумов основан на реакциях уплотнения при повышенных температурах в присутствии воздуха, приводящих к увеличению концентрации асфальтенов, способствующих повышению температуры размягчения битумов, и смол, улучшающих адгезионные и эластичные свойства товарного продукта. Аппараты, используемые в производстве битумов – трубчатые реактора или окислительные колонны. При получении строительных битумов предпочтительны первые, дорожных – вторые.

Смешением различных окисленных и остаточных битумов, а также нефтяных остатков и дистиллятов между собой получают компаундированные битумы.

Остаточные битумы – мягкие легкоплавкие продукты, окисленные – эластичные и термостабильные. Битумы, получаемые окислением крекинг-остатков, содержат большое количество карбенов и карбоидов, которые нарушают однородность битумов и ухудшают их цементирующие свойства.

Технология

Остаточные битумы вырабатывают из мазутов с высокой концентрацией асфальтосмолистых веществ вакуумной перегонкой как остаток этой перегонки. Напомним, что мазут является остатком от атмосферной перегонки нефти.

Более подробно остановимся на окислении гудронов или остаточных битумов кислородом воздуха. Основными параметрами процесса являются температура, расход воздуха и давление.

Чем выше температура, тем быстрее протекает процесс окисления, но при слишком высокой температуре ускоряется образование карбенов и карбоидов, которые предают битумам нежелательную повышенную хрупкость. Обычно температуру поддерживают на уровне 250 – 280 0С.

Чем больше расход воздуха, тем меньше требуется времени на окисление. При чрезмерно большом расходе воздуха температура в окислительной колонне может возрасти выше допустимой. Поэтому расход воздуха является основным регулирующим параметром для поддержания нужной температуры. Общий расход воздуха зависит от химического состава сырья и качества получаемого битума и составляет от 50 до 400 м3 / т битума.

Давление в зоне реакции при его повышении интенсифицирует процесс, и качество окисленного битума улучшается. В частности, повышается пенетрация битума при неизменной температуре размягчения. Обычно давление колеблется от 0,3 до 0,8 МПа.

Основным аппаратом является окислительная колонна диаметром 3400 мм и высотой 21 500 мм.

Технологический режим процесса следующий:

температура, 0С:

сырья на выходе из печи 180 – 250

в окислительной колонне, не выше 290

битума на выходе из холодильника 170 – 200

налива битума в цистерны 170 – 180

давление в окислительной колонне, МПа 0,3 – 08

расход воздуха, м3 / т битума 50 – 400

тепловой эффект процесса, кДж / кг битума 168 – 502

продуктах окисления, % 3 -11

Наконец, третий способ получения битумов – это компаундирование. Способ этот является завершающей стадией получения битумов и использует в качестве компонентов как битумы, полученные в виде остатков вакуумной перегонки, так и окисленные битумы. Кроме того, одними из важных компонентов компаундов являются экстракты селективной очистки дистиллятных масел и деасфальтизаты, так как, являясь концентратом полициклической многокольчатой ароматики, они придают битуму эластичность и хорошую растяжимость.

Технологический режим такой установки:

температура, 0С:

сырья на входе в установку 100 – 120

окисления в реакторах 260

битума после холодильников 170

давление, МПа:

воздуха на входе в смесители 0,9

смеси на входе в реактора 0,8

расход воздуха, м3 / м3 продукта 100 – 150

отношение рециркулят: сырьё 6: 1

Мощность установок производства битума – от 120 до 500 тыс. т / год.

Битумы нефтяные, состав, структура и свойства

Нефтяные битумы представляют 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. 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. Содержание 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. Содержание их в нефтяных битумах составляет около 1 %.

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.

Важнейшими свойствами битумов, характеризующими их качество, являются вязкость, пластичность, температуры размягчения и хрупкости; кроме того, следует отметить высокую адгезию, обусловливающую способность битумов сцеплять в монолит минеральные зерна заполнителей; они способны также придавать гидрофобные свойства материалам, обработанным битумом.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

Битумы твердых горючих ископаемых

Смесь орг. веществ, содержащихся в торфе, углях и способных растворяться в низкокипящих слабополярных орг. р-рителях при температуре кипения последних.

Содержание битумов в торфе колеблется от 5,6 до 28,5%. При обработке торфа разл. растворителями выход Б. составляет (%): эфиром - 3,5, бензином - 5,0, бензолом - 8,0, дихлорэтаном - 10,5, смесью этанола с бензолом (1:1)-12. Битум торфа - порошки или маслянистые твердые вещества желтого, коричневого или черного цвета. Содержат 65-75% С и 9-12% Н, их т. каплепад. 55-75°С, кислотное число 20-60. Орг. масса битума торфа состоит из восковых (50-80%), смоляных кислот, углеводородов и смол. Восковые кислоты имеют т. пл. 77-90°С, кислотные числа 116-160, мол. м. 340-380. Содержание масел в битуме -14-22%.

В бурых углях количество битума изменяется в широких пределах (10-20%); макс. выход достигается при обработке землистых бурых углей спирто-бензолъной смесью (1:1). Буроугольные битумы - твердые маслянистые вещества коричневого цвета; элементный состав: 77-80% С, 9-12% Н; т. каплепад. 90-92°С, кислотное число 35-36. Содержание восков в битумах землистых бурых углей достигает 70-80%, в битумах других видов - 29-30%; содержание смол соотв. 20-30 и 70-71%. Воски содержат 80% С, 13% Н, 0,6% О; т. пл 80°С, кислотное число 23.

Выход битума при обработке каменных углей спирто-бензолъной смесью (1:1) составляет 0,5-4,0%. Такие битумы - твердые смолистые вещества темного цвета; содержат 82-87% С и 7-10% Н; кислотное число 40.

Практическую ценность представляют битумы торфов и бурых углей, в осн. их восковая часть, называемая горным воском (монтан-воском)

Природные битумы

Природные битумы - полутвердая или твердая смесь преимущественно углеводородного состава, растворимая в органических растворителях. Генетически они представляют собой в различной степени дегазированные, потерявшие легкие фракции, вязкие-полутвердые естественные производные нефти - мальты, асфальты, асфальтиты.

Традиционные битумы применяются все реже, а вот произведенные на их основе битумно-полимерные материалы и синтетическая нефть пользуются большой популярностью. Это символизирует собой новую эру в развитии рынка битума. Самые большие запасы битума находятся в Канаде. В последние годы здесь устойчиво растут темпы добычи битумов для производства на его основе синтетической нефти.

Битумные лаки

Битумные лаки – это растворы природных или искусственных битумов в органических растворителях. Битумные лаки приготовляют из природных битумов, содержащих минимальное количество золы и серы (асфальтиты), или искусственных, получаемых при химической переработке нефти. Растворителями для битумных лаков служат скипидар, уайт-спирит, сольвент, ксилол и т.п. Битумные лаки готовят сплавлением битумов с природными (например, канифоль) или синтетическими (например, искусственные копалы) смолами при температуре 280 °С; затем в охлажденный (170°С) расплав вводят растворители. При производстве масляных битумных лаков, кроме того, вводят высыхающие масла (например, льняное, тунговое) и сиккативы (свинцовые, марганцевые или кобальтовые соли жирных кислот).

В зависимости от назначения и условий применения состав битумных лаков можно значительно изменять, получая лаки с различной вязкостью, укрывистостью, временем высыхания (от 0,3 до 3 ч). Большой дефект битумных лаков - склонность к загустеванию под воздействием кислорода воздуха; обычно его устраняют, вводя в лак перед употреблением небольшое количество скипидара.

Битумные лаки наносят на окрашиваемые объекты общими для лакокрасочных материалов методами (например, кистью, распылением). Масляные битумные лаки образуют необратимые (нерастворимые) плёнки, а безмасляные - обратимые (растворимые). Покрытия на основе битумных лаков обладают хорошей атмосферо-, кислото- и водостойкостью, а также высокими электроизоляционными свойствами. Недостатки покрытий - часто образующаяся «сыпь» (твёрдые включения на поверхности плёнки) и «оспа» (круглые оголения, достигающие окрашиваемой поверхности).

Как и чем удалить битум с лакокрасочного покрытия кузова автомобиля

С появлением битумных «узоров» на кузове автомобиля, особенно в жаркую погоду, наши автовладельцы сталкиваются довольно часто, поскольку при ремонте асфальтового покрытия строители в избытке льют на дорогу битум или кладут очень тонкий слой щебенки. Избавиться от следов битума можно различными способами. Мы решили опробовать их, чтобы на собственном опыте убедиться в эффективности того или иного препарата и узнать особенности их применения. В ходе мини-теста выяснилось, что в зависимости от «силы» моющих свойств средства для удаления битума условно можно разделить на две группы – для оперативного удаления свежих загрязнений и универсальные, т.е. и для свежих, и для старых пятен.

По свежим следам

На рынке автохимии представлены в основном препараты для эффективного удаления свежих битумных пятен. Ничего удивительного в этом нет. Чтобы жидкая фракция битума не проникла в слой лака и краски и навсегда не оставила там свой желтый след, удалять эти загрязнения необходимо до их полного высыхания. Эта особенность позволила изготавливать многие препараты данной группы с малым содержанием растворителей (спиртов) и добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ). Состав препаратов с ПАВ подбирается таким образом, чтобы получить хорошие моющие свойства и снизить при этом летучесть, токсичность, а также исключить негативное воздействие на слой лака и краски. Использование растворителей в чистом виде ограничено большими потерями от испарения при их распылении из аэрозолей – наиболее удобном способе нанесения на поверхность.

При желании сохранить лакокрасочное покрытие в его первозданном виде летом эти препараты необходимо постоянно держать в багажнике автомобиля, а не в гараже или дома. При себе необходимо также иметь мягкую ветошь, шампунь и бутылку с водой для предварительной и последующей мойки кузова.

Свежий битум можно удалить не только препаратами автохимии, но и общедоступным и хорошо знакомым автолюбителям средством – маргарином. В отличие от аэрозолей, которые рекомендуется распылять на ненагретый кузов, маргарин лучше наносить на теплую, но не горячую поверхность – так он быстрее плавится и при растирании хорошо перемешивается с вязким битумом. Конечно, чистить маргарином не так удобно, как средствами в аэрозольных баллончиках, тем более что в машине летом его долго не повозишь – потечет. Этот своеобразный антибитум можно использовать лишь в крайних случаях.

Застарелые пятна

А что делать автовладельцам, которые упустили шанс отмыть битум еще до его высыхания? Нам удалось найти два специализированных препарата, которые эффективно удаляют старые «толстые» битумные пятна: шведской торговой марки Dinitrol – Cleaner with fresh citrus scent №7230 и немецкой Henkel Teroson – Teer Entferner.

Особенность их использования заключается в том, что наносить препараты следует на охлажденную поверхность. К тому же требуется выдержка в течение некоторого времени для растворения битума, а при толстом его слое операцию необходимо будет несколько раз повторить. Чтобы сделать процесс удаления битума более приятным, в свой препарат на основе изопропилового спирта шведы добавили лимонный ароматизатор. Впрочем, он не нейтрализует испарения опасного для здоровья человека спирта. Остальные препараты растворяют старый битум менее эффективно. Их можно использовать для удаления битумных узоров из тонких нитей или точек.

Старые битумные пятна удаляют и обычным растворителем, сольвентом и керосином. При этом поверхность необходимо обильно смачивать и растирать мягкой ветошью. Работать с этими более доступными «препаратами», конечно, не так удобно, как со специализированными в аэрозолях, поскольку необходимо иметь еще и резиновые перчатки, желательно респиратор. Эти не традиционные для автомобиля принадлежности позволят избежать дальнейших проблем с мойкой, состоянием кожи рук и головной болью от паров испаряющихся растворителей. При использовании этих «препаратов» очищенную поверхность желательно еще до полного высыхания вымыть с шампунем – только так удастся избежать появления разводов и жирных пятен. Применение данных средств иногда может стать причиной того, что поверхность становится матовой и теряет блеск, поэтому для новых автомобилей их лучше не использовать.

Стоит заметить, что все перечисленные средства хотя и растворяют застывший битум, однако не способны удалить желтые следы, которые остаются на лакокрасочном покрытии. От них можно избавиться только путем дорогостоящего перекрашивания, на что редко кто идет. А желтые следы от битума на кузове – серьезный повод для снижения стоимости автомобиля при его продаже.

Нюансы технологии

Даже после коротких поездок на поверхности кузова оседает пыль. При растирании битумных пятен она становится абразивом и способствует образованию матовых пятен. Чтобы избежать этого, перед удалением битума автомобиль или отдельные его участки, загрязненные битумом, необходимо качественно вымыть. После удаления битумных пятен и мойки кузова с шампунем на лакокрасочное покрытие желательно нанести полироль. Эта косметическая операция позволит вернуть поверхности блеск.

Для здоровья человека очень важно соблюдать технику безопасности, о которой сказано в инструкциях по применению спецпрепаратов. Наиболее распространенные требования – исключить вдыхание паров средства, избегать продолжительного контакта с кожей. Конкретные рекомендации по технике безопасности и особенностям применения указываются на этикетке, поэтому лучше приобретать препараты с русскоязычной инструкцией.

Тише едешь – чище будешь

Удаление битума с кузова – операция не из приятных. Наши советы помогут избежать загрязнения автомобиля или снизить его до минимума.

Въезжая на дорогу с расплавившимся от жары битумом, следует перейти на режим

«безопасной» езды:

небольшая скорость (30-50 км/ч), особенно если на дороге интенсивное движение;

минимальное количество маневров – при вывороте колес вязкий битум с них будет

разбрызгиваться прямо на кузов;

движение вне укатанной колеи, на которой битум «плывет» сильнее;

большая дистанция до едущего впереди грузовика, из-под колес которого летит

битум, особенно при отсутствии брызговиков.

Б итум 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. В зависимости от основных свойств вязкие нефтяные дорожные битумы подразделяют на марки: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200 и БНД 200/300; нефтяные (БН) - четырех марок: БН 60/90;БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300; цифры дроби указывают на допустимые для данной марки пределы показателей пенетрации при 25° С.

Для транспортировки битума с завода производителя его переливают из бункера в автомобильные или железнодорожные цистерны, формы или емкости методом герметичного налива битума. Так как битум переливается в расплавленном состоянии с высокой температурой нагрева, то метод герметичного налива битума исключает возможность поражения обслуживающего персонала.

Из-за невысокой стоимости, а также свойству не растворимости в воде, битум и его модификации нашли широкое применение в производстве гидроизоляционных и клеящих материалов, без которых сейчас не обходится ни одно строительное производство.

Наибольшее распространение в строительном производстве получили битумные кровельные покрытия. В настоящее время производится большое разнообразие битумных кровельных покрытий, таких как битумные мастики, основные и безосновные рулонные кровельные битумные материалы, гидроизоляционные наплавляемые битумные материалы – к, битумная черепица, и т.п.

Наплавляемые гидроизоляционные битумные материалы – к получили широкое распространение в 70-80 гг. и используются в настоящее время. К ним относятся горячие битумные мастики и рулонные кровельные материалы, нанесение которых на бетонную поверхность осуществляется посредством нагрева до 160-180° С. Битумные мастики подразделяют на холодные и горячие, в зависимости от их состава. Огромное разнообразие битумных мастик с различными основными и физико-химическими свойствами, назначением и способом применения подтверждаются сертификатом битумных мастик. Сертификат битумной мастики выдается после тщательного изучения состава научно-исследовательским институтом.

При производстве строительных и ремонтных работ по изоляции и теплоизоляции зданий широко применяется битум и его модификации. При изоляции швов и стыков металл – бетон, дерево – бетон или металл – древесина применяется битумно полимерный герметик. При выполнении теплоизоляции стен, мансард и кровельных конструкции, в вертикальных и наклонных стенах в мансардах, в межэтажных перегородках и перекрытиях используется битумный клей без органических растворителей. Во время использования такой клей не выделяет резких и вредных запахов, как клей с органическими растворителями в виде бензинов, керосинов, трихлорэтиленов и т.п. Наиболее распространенным природным, экологически чистым растворителем для битума и его модификаций является кукерсоль. Производить работы без вреда для здоровья с битумным клеем без органического растворителя можно в плохо вентилируемых и закрытых помещениях, таких как подвалы, чердаки.

Таким образом, широкое применение битума играет огромную роль во всех областях жизни человека.

Источники

kromizol.com ЮС-ЛТД

www.toyota.com.ua Оффициальный сайт Тойота

www.soyuz.kiev.ua Изолит

ru.wikipedia.org ВикипедиЯ - свободная энциклопедия

www.materialsworld.ru Мир строительных материалов

www.chemport.ru Химический портал

www.akpr.ru Академия Конъюктуры Промышленых Рынков

dic.academic.ru Словари и энциклопедии на Академики

Битум - это продукт переработки нефти и составная часть полезных ископаемых. В его состав входят углероды, кислородные, азотистые, серные и металлосодержащие производные. Существует несколько разновидностей этого материала, отличающихся по свойствам, составу и применению.

Разновидности

Битумы классифицируются по нескольким признакам. Первый критерий - происхождение и состав.

Природные битумы получают при добыче нефтяных полезных ископаемых. Их основной состав - углеводороды и производные, которые получаются при активном окислении нефтяных веществ в недрах земли. Природный углеводород может быть твердым или вязким. В привычном виде вещество получают на производстве, отделяя нужные фракции.
Битумы для укладки асфальта получают при добыче пористых полезных ископаемых, залегаемых глубоко в недрах земной коры. Породу измельчают вместе с углеводородным веществом, получается материал для дорожных работ.
Строительный битум - это синтетический продукт, получаемый из нефти промышленным путём. Материал используют для гидроизоляции конструкций и производства кровельных рулонных материалов и мягкой черепицы. Синтетический углеводород твердой структуры, для применения его растапливают до жидкого состояния, после чего он снова фиксирует свою форму уже на рабочей поверхности.

Состав

В строительных битумах, которые используют для гидроизоляции и изготовления кровельных материалов, состав приблизительно одинаковый. Его составляют:

Углерод - около 80%;
Водород - приблизительно 15%;
Сера - 2…9%;
Кислород - до 5%;
Азот - до 2%.

Основные фракции внутри материала:

Твердая часть - асфальтены - высокомолекулярные углеводороды, их дополняют парафины.
Смолы тёмно-коричневого окраса, придающие битуму насыщенный цвет.
Консистенцию в расплавленном состоянии обеспечивают масляные фракции углеводородов.

Разное сочетание компонентов определяет разные характеристики, например, плотность битума кг/м3 может быть от 100 до 1400, в зависимости от марки.

Маркировка

Большое разнообразие битумов привело к необходимости к разделению материала на группы. Так появилась маркировка строительного вещества. Она включает в себя происхождение и назначение материала, температуру его нагрева и пенетрации. Рассмотрим пример БНК 90/30:

БНК - битум нефтяной кровельный;
90 - оптимальная температура нагрева твердого вещества для плавления;
30 - величина пенетрации, то есть размер проникновения иглы пенетрометра в битум при 25°С в мм.

Битум нефтяной общего назначения

Марки битума строительного, который используют для гидроизоляции конструкций обмазочным методом - БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10. Стоит отметить: чем выше числитель дроби-обозначения, то есть температура размягчения, тем ниже пенетрация.

Подвид строительного битума - изоляционный: БНИ-IV-3, БНИ-IV. Таким обрабатывают подземные трубопроводы для защиты их от коррозии.

Удельный вес битума - 0,95…1,50 г/см3.

Битум кровельный

Рулонные материалы (рубероид, рубемаст, еврорубероид и другие), мягкая черепица шинглас изготавливают из кровельного битума марок:

БНК 90/30 используют для покрытия кровли, организации финишного слоя;
БНК 40/180 подходит для пропитывания поверхностей с целью гидроизоляции;
БНК 45/190 служит материалом для изготовления кровельных материалов.

Температура плавления битума у кровельной разновидности материала небольшая, она не обязательно пропорциональна твердости покрова. Для данного типа важна пластичность листа, которую обеспечит полотно именно с мягкой текстурой.

Дорожный битум

В группу дорожных битумов входят несколько разновидностей материала по марке. Основное их отличие - климатическая зона, ведь дороги - это ответственные коммуникации. Рассматривая регионы, определяют максимальные и минимальные температуры:

Для регионов с низкими температурами, зимой редко поднимающимися выше -20°С выбирают битумы марок БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300.
Для умеренной зимы -20…-10°С подходят марки БНД 60/90 и ранее перечисленные 90/130, 130/200, 200/300.
На местности с температурами зимой в пределах -10…-5°С дорожное полотно укладывают с применением битума БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300.
Для теплых регионов со средней температурой зимой +5°С применяют углеводороды марок БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300 и ранее перечисленные.

Технология приготовления и нанесения

С рулонными материалами из битума для кровли и гидроизоляции всё просто - их раскатывают по конструкциям или по кровле и фиксируют наплавлением или приклеиванием на расплавленный битум. Последний, в свою очередь, может применяться как самостоятельный компонент в строительстве. Для этих целей его нужно правильно подготовить.

Существует 2 формы продажи битума:

Твёрдая;
Готовая жидкая.

Готовые мастики размешивают и наносят на поверхность кистью. Стоят такие растворы дороже твердого битума, а в качестве практически не уступают, но и не выигрывают, кроме удобства.

Чем растворить битум, если он загустел? Подойдут керосин, бензин и уайт-спирит. Их добавляют в небольшом количестве, дожидаются реакции с мастикой и тщательно размешивают. Этими же веществами можно вывести битумное пятно с поверхности пола, автомобиля или ткани.

Чтобы растворить твердый битум, понадобится газовая горелка и толстостенный котел с крышкой. Материал крошат на кусочки небольшого размера и заполняют ими емкость на 2/3. Нагревают котел до заданной в марке температуры, возможно превышение на 10-15°С. При этом, следует следить и за температурой, и за временем: градусов горелки может быть больше, тогда раствор расплавится быстрее, но перегрева допускать нельзя - качество углеводорода будет падать. Температура кипения битума у разных марок своя, самой высокой считается +200°С.

Во время нагрева всплывающие твердые частицы следует вылавливать и утилизировать.

Нагретый раствор наносят на поверхности широкой кистью и валиками. Следует соблюдать технику безопасности при работе с горячим материалом, использовать индивидуальные средства защиты.

Средний расход битума на 1 м2 гидроизоляции при слое 1,5…2,5 мм составляет 1…1,5 кг.

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.

Битум представляет собой продукт твердого или смолоподобного типа, в состав которого входит углеводород. Существуют различные типы битума: природный, искусственный или технический и нефтяной.

Природный битум.

Если заглянуть в справочник, то можно узнать, что природным битумным материалом являются горючие ископаемые, точнее, их составная часть. Если конкретизировать, то, прежде всего, природные битумы - то естественные производные нефти. Они могут образовываться, если консервация залежей была нарушена из-за окисления, биохимического или химического. Для того, чтобы добыть природное богатство из-под земли, обычно роют карьеры или шахты.
К природному битуму относятся асфальты, озокериты, мальты, то есть продукты, получаемые из горючих ископаемых.

Технический или искусственный битум.

Технический или искусственный битум получается в результате переработки каменного угля, нефти и сланцев. Состав искусственных битумых материалов схож с составом природных битумов.

Нефтяной битум.

Нефтяной битум широко используется в производстве рубероида, различных . Также данный тип битума нашел широкое применение в производстве всем известного асфальта и строительных растворов из асфальта.

Изготовление битума.

Получают окислением остаточных продуктов прямой перегонки нефти и их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства. По маркам строительные битумные кровельные материалы делятся на:

БН -50/50 - температура Плавления 40-50 °С;
БН -70/30 - температура плавления 60-70 °С;
БН -90/10 - температура Плавления 80-90 °С.

Строительные битумы являются горючим веществом с температурой вспышки 220-300 °С.
Минимальная температура Самовоспламенения 368 °С. Применяется в основном для производства строительных материалов и выполнения .
Ежегодно в мире перерабатывается и производится десятки миллионов тонн битума, основной процент которых составляют технические битумы. Современный отечественный рынок предлагает широкое разнообразие битумов отечественного и зарубежного производства: кровельный битум, дорожный битум БНД-90 и БНД-130, строительный битум - БНД90/10.
Существует еще один вид битума, получаемый из твердого топлива. Он представляет собой прекрасный электроизоляционный материал и применяется в электротехнической промышленности.

Применение битумов.

Пластичность, отличные характеристики даже при низких температурах и резких перепадах, устойчивость к деформациям различного типа битума - все это делает нефтяные материалы просто незаменимыми при возведении дорог и зданий. Неслучайно более 90% всего производимого битума используется при строительстве дорог. Этот факт легко объясняется тем, что именно нефтяной битум представляет собой довольно удобный и дешевый материал для обустройства дорожного полотна. Это подтверждено опытом разных стран.

Битумная кровля.

Битумная кровля - мягкая кровля, так её ещё называют. Битумная кровля представляет собой тонкие полосы, размеры которых 100 на 30 сантиметров, причем один край фигурный. Битумная кровля с одной стороны штучный материал, с другой стороны (по своим физическим показателям) - рулонное покрытие.

Битумные гидроизоляционные материалы, гидростеклоизол.

Вопрос гидроизоляции один из самых главных при выборе кровли, так как непроницаемость вовремя дождя - залог надежности любого помещения.
- высококачественные материалы, которые по праву лидируют на всём рынке гидроизоляций кровли, благодаря приемлемой цене и отменному качеству.

Гидроизоляционные мастики.

Материал, который наряду с другими материалами, позволяют кровле не пропускать влагу.
Гидроизоляционные мастики изготавливаются на основе каучуко-битумной, латексной, ипокси-уретановой, акриловой составляющих, гидроизоляционные мастики обеспечивают 100%-ю гидроизоляцию кровли Вашего дома, что позволит вам забыть о протеканиях и прочих неприятностях!

Компания Гидротон отличного качества по доступным ценам!

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