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

И их азотистых , кислородистых , сернистых и металлосодержащих производных. Битумы нерастворимы в воде ; полностью или частично растворимы в бензоле , хлороформе , сероуглероде и других органических растворителях. Плотность битума 0,95-1,50 г/см 3 , его свойства зависят от качества входящих в смесь нефтей, главным образом, их окислённости и насыщенности серой.

Бо́льшая часть за­па­сов природного битума со­дер­жит­ся в по­ро­дах с низ­ким или сред­ним со­дер­жа­ни­ем (1-3 или 3-5 %); лишь 13 % изведанных запасов залегают в по­ро­дах, со­дер­жа­щих свыше 5-10 %. Причём, большинство этих богатых битумом месторождений находятся в Канаде (71 %) и Венесуэле (27 %) .

Классификация

Природные битумы - полезные ископаемые органического происхождения с первичной углеводородной основой. К ним относятся естественные производные нефти , образующиеся при нарушении консервации её залежей в результате химического и биохимического окисления или тектонических процессов . Их добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом (битуминозные пески).

По составу, зависящему от состава исходных нефтей и условий их преобразования, условно подразделяются на несколько классов:

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

Добыча и переработка природных битумов

Процесс добычи и комплексной переработки природных битумов производится в следующей последовательности:

• добыча битумосодержащей породы;
• разделение битумосодержащей породы на органическую и минеральные части;
• транспортировка битума;
• переработка битума.

В зависимости от условий залегания и физических свойств сырья разработка месторождений природных битумов осуществляется следующими способами:

• карьерным и шахтным очистным, при которых породу извлекают на поверхность, где из неё экстрагируют битум растворителем или горячей водой с добавкой эмульгирующих составов;
• шахтным дренажным, при котором природные битумы добываются в шахте самотёком через систему восходящих дренажных скважин, пробурённых из горных выработок;
• скважинным внутрипластовым, при котором природные битумы добываются путём термического или иного воздействия на битумонасыщенные породы через скважины, пробурённые с поверхности.

Рудничными (карьерным и шахтным) способами разрабатываются месторождения с битумонасыщенностью вмещающих пород не менее 10 % и глубиной залегания 60 - 90 метров. Коэффициент извлечения битума при этом до 85 - 90 %. Примером такой добычи является Ярегское нефтяное месторождение в Республике Коми .

Скважинными способами разрабатываются месторождения жидких природных битумов (битуминозная нефть) с глубиной залегания, как правило, более 100 метров. При скважинных способах коэффициент нефтеотдачи достигает в среднем 30 %. В Татарстане битуминозную сверхвязкую нефть в экспериментально-показательном и пока убыточном проекте добывают на Ашальчинском месторождении. Здесь пробурено несколько пар дугообразных с выходом на дневную поверхность скважин. В паре скважины располагаются параллельно друг над другом на расстоянии несколько метров. Одна скважина предназначена для закачки пара, прогревающего пласт, другая - для откачки нефти, ставшей менее вязкой под воздействием прогрева.

Природные битумы не являются сами по себе товарным продуктом, как нефть или газ. Для получения из них товарного продукта нужны дополнительные технологические процессы. В качестве товарного продукта переработки природных битумов может рассматриваться «синтетическая нефть » - вид сырья, альтернативный природной нефти. Кроме того, являясь многокомпонентным полезным ископаемым, природные битумы помимо углеводородов нередко содержат нафтеновые кислоты, сульфокислоты , простые и сложные эфиры , серу , редкие цветные металлы (ванадий , никель , рений) в кондиционных концентрациях. Минимальная концентрация ванадия в природных битумах, при которой выгодна его промышленная добыча составляет 120 г/т, а никеля - 50 г/т .

Свойства и методы получения

• Нефтяные битумы
• Битумы твёрдых горючих ископаемых

Мировые запасы природного битума составляют около 580 млрд т, добыча 115 млн т (на 1981 год).

Применение

Битумы - широко распространённый и известный инженерно-строительный материал, используемый в разных сферах:

• для устройства гидроизоляции в строительстве дорог, зданий и сооружений, прокладке трубопроводов;
• в производстве асфальтобетона ;
• при изготовлении кровельных материалов ;
• в лакокрасочной и кабельной промышленности;
• для заливочных аккумуляторных мастик и др.

Битумы обладают недостатками при использовании их в дорожном строительстве. К ним относятся:

• высокая термическая чувствительность (размягчение при высоких температурах и хрупкость при низких);
• плохие механические характеристики и низкая упругость;
• склонность к старению (высыхание).

Для решения этой проблемы в дорожном строительстве используют «модифицированный битум» [ ] .

Битум является аморфным веществом , то есть в твёрдом состоянии проявляет свойства жидкости. Чтобы доказать это, в 1927 году сотрудник Квинслендского университета Томас Парнелл поместил битум в воронку и стал ждать, когда он вытечет. Эксперимент удался: первая капля упала через восемь лет, за что Парнелл и удостоился

Есть несколько видов битума, которые мы подробнее рассмотрим ниже.

Природный битум

Природный битум - побочный материал при переработке нефтяных продуктов, а также различных горных пород. Основная характеристика - это сопротивление к кислотам, щелочам и воде.

Строительный битум

Строительный битум - продукт переработки нефти и смешивания с различными строительными компонентами такими как:

• щебень
• продукты переработки маслопроизводства

Данный вид отличается от остальных устойчивостью к промоканию, сопротивлением к высоким температурам и возгоранию. Основные марки строительного битума: БНК:

• 90/40
• 45/180
• 90/30
• 45/90

Дорожный битум

Данный вид является самым востребованным среди остальных. При его использовании нужно учитывать пенетрацию, так как для более холодных районов нужно использовать битум с высокой пенетрацией, для теплых, наоборот, с низкой. Для кладки дорог в основном используют такие марки битума как:
БНД

• 90/130
• 40/60
• 60/90
• 200/300

Количество марок битума с каждым днем все увеличивается. Это обусловлено тем, что производители постоянно добавляют разнообразные ингредиенты, тем самым увеличивая те или иные характеристики, повышая:

• эластичность
• данные о температуре по непрочности
• данные о температуре по распарке
• коэффициент пентрации

Почти все дополнительные химические компоненты должны увеличить именно эти свойства. Стоимость битума соответствует качеству и направлению применения данного материала. Данные характеристики отображаются на маркировке.

Применение битума

Природный битум

Натуральный битум почти не используется в строительном производстве. Натуральный битум с неокисленными составляющими, довольно часто используется для укладки дорог в Европе, а также некоторых штатах Америки. Такой вид натурального битума производится только при наличии оборудования нового поколения, на западе существует довольно много таких заводов и производств.

Дорожный битум

Само название этого битума говорит для чего он используется. Данный вид хорошо выдерживает большие нагрузки и используется для кладки дорожного покрытия. В основном, его используют при изготовлении асфальта. В нем он играет роль соединяющего компонента. Благодаря ему мелкие камни и песок, а также дополнительные комплектующие асфальта объединяются в плотную сплошную массу.

В зависимости от плотности битум распределяют на два вида:

• Вязкий
• Жидкий

Вязкий используется в строительстве и кладке дорог, а жидкий для ремонта дорог и кровли крыши. Битум должен соответствовать нормам ГОСТа, так как использование лучших материалов повышает долговечность зданий и дорог, а также предотвращает разнообразные дефекты. Если вы хотите приобрести хороший битум высокого качества то вам нужно обратиться к заводу, на котором его производят.

Строительный битум

Используется при строительстве фундамента и работам по ремонту кровли и дорожного покрытия. В основном применяют жидкий вид битума. Этот вид битума требует особый транспорт для перевозок, называется он - битумовоз. Работать с ним довольно трудно потому, что он довольно быстро схватывается, и вам необходимо действовать быстро. Как правило, он используется для отделки швов в кровельном строительстве, а также для замазки швов зданий. При помощи данного вида битума можно достигнуть наилучшей гидроизоляции.

Дегтевые вяжущие вещества и битум по своей сути — это такие же органические вещества, как, скажем, клеи или вяжущие. Данные вещества являются фундаментом для изготовления огромного ассортимента строительных материалов и изделий различного назначения: асфальтовых смесей и бетонов, ряда кровельных материалов, обладающих гидроизоляционными свойствами, мастик и эмульсии.

Описание материала

Битумы могут быть не столько естественными веществами природного происхождения, сколько и искусственными, что добывают при обработке продуктов нефтяной породы. Что касается естественных, то они по большей части распространены как отдельно взятые образования или добываются путем обработки горной породы. Кроме того, к ним относят дегтевые ресурсы, добывающиеся путем трансформации топлива в твердой породе, используя сложное и высокотехнологическое оборудование.

Незначительная часть битумов добывается в практически готовом виде, хотя основан на переработке тяжелых нефтяных остатков. При добыче ископаемого материала применяют комплексное физическое воздействие на битуминозную породу.

Как правило, можно определить ряд мастик или веществ, изготавливаемых на основе битумных материалов:

1. Битумы. Данные материалы из нефтяных продуктов или смесей нефтяных или естественных битумов;
2. Дегтевые. По большей части состоят из масел, мастик или пеков;
3. Битумы смешанного вида. Продукты, которые добываются путем воздействия кислорода на нефтяные породы;
4. Дегте-, битумнополимерные. Сплавы, в состав которых входят дегтевые вещества, полимеры и нефтяные битумы.

Фото строительно битума

Области применения и особенности эксплуатации

Битумные вещества и нефтяные элементы получили широчайшее распространение в строительстве и производстве стройматериалов. Что касается дегтевых продуктов, то их применение имеет несколько ограниченные рамки, поскольку они используются для изготовления различных химических продуктов.

Более того, сами дегтевые вещества и элементы, изготовленные с их использованием, быстро теряют свои эксплуатационные характеристики под влиянием различных внешних природных факторов, вроде воздействия кислорода, солнечных лучей или влажности.

Классификация битумов

Если классифицировать битумные вещества по степени их консистенции, то выделяют твердые, полутвердые (вяжущие, пластичные) и жидкие, то есть материалы с легкой текучестью.

Твердые битумы по большей части обладают не только упругими свойствами, но и характеристиками, придающими материалу хрупкости, а их транспортировка совершается в специальных железнодорожных контейнерах с функцией подогрева. Жидкие битумы перевозятся в нефтяных и мазутных цистернах.

Разновидности битумных веществ:

• Природные битумы. Такая разновидность – наиболее качественная продукция. Она обладает хорошей атмосферостойкостью и коэффициентом прилипания к поверхности. Однако, такой битум используется достаточно ограничено ввиду его высокой стоимости и дефицитности;
• Нефтяные битумы. Вещества, которые получают после обработки нефтяных продуктов или после фракционной перегонки на специальных нефтеперерабатывающих заводах;
• Остаточные битумы. Такое вещество получается в том случае, когда из гудронов отобрали масла. Полутвердые и твердые элементы отличаются небольшим уровнем вязкости. Для его увеличения используют метод окисления;
• Окисленные битумы. Вещества, поддавшиеся обработке кислородом, являются наиболее устойчивыми к изменениям погодных условий, а по своей прочности не сильно уступают природным битумам;
• Крекинговые битумы. Этот продукт добывают путем окисления, то есть обработки воздухом, крекинг-остатков, которые остаются при переработке мазутных веществ.

По консистенции он бывает:

1. Вязким. К ним относятся материалы, используемые в дорожном и коммерческом строительстве;
2. Жидким и текучим (разжиженным). Вещество, которое используется для герметизации и гидроизоляции трубопроводов и прочих коммуникаций;
3. Каменноугольным, твердым. К ним относятся материалы, которые эксплуатируются в строительстве;
4. Жидким на сланцевой основе. Речь идет холодных и окрасочных битумах с функцией гидроизоляции.

Широким спектром особенностей и полезных свойств, которые выводят его на ведущий уровень среди прочих связующих строительных материалов.

Описание основных видов

Среди всех перечисленных видов битумов наибольшей популярностью пользуется именно горячий или холодный дорожный битум. Как правило, используют либо жидкий, либо вязкий, в зависимости от типа выполняемых работ. Вязкий битум – основополагающая основа при укладке дорог или их ремонте, так как он является веществом, повышающим полезные свойства горячего асфальта.

Что касается жидкого дорожного битума, то его изготовление сводится к добавлению нефтяного растворителя к вязкому. Исходя из погодных условий и климатических особенностей региона, выбирается тип битума (БН, БНД).

Строительный битум не менее популярен, чем его дорожные аналоги. Он широко применяется при выполнении строительных работ различного типа: гидроизоляции домов, фундаментов и подвалов.

Материалы, которые имеют битум в своем составе, позволяют заделывать максимально широкие щели благодаря высокому уровню пластичности. Такой битум также может применятся в холодном виде, но при этом должен содержаться в виде эмульсии или быть разбавленным специальными растворителями.

Легко догадаться, что кровельный битум используется для производства и изготовления кровельных стройматериалов. Он может применяться как для покрытия кровельной основы (речь идет о покровных битумах), так и для пропитки кровли (пропиточный тип битума).

Данное вещество может быть простым или пропитанным кислородом, то есть окисленным. Стоит заметить, что такой материал, как евробитум имеет более высокие теплоизоляционные свойства, нежели простой искусственный битум.

На этом область применения битума далеко не заканчивается, ведь он отлично справляется с теплоизоляционными задачами. Таким образом, битум отлично смогут защитить трубы от коррозийного воздействия.

Мастики на основе битума позволяют сохранить показатели эластичности даже при низких температурах благодаря тому, что изготавливаются из полимерно-модифицированного сырья. Высокие изоляционные свойства могут быть сохранены при изготовлении материалов для гидроизоляционных работ, в которых он выступает в разжиженном виде.

Некоторые виды битума

Жидкий битум Битум в мешках Кровельный битум Мастика на основе битума

Какие марки являются наиболее востребованными в отечественном строительстве

БД, то есть битум дорожный, подразумевает использование серии БНД 90 130 (речь идет о битуме нефтяном дорожном) и реже — БНД 60 90. Нефтяной битум также довольно распространен при выполнении дорожных работ и использует по большей мере БН 200 / 300 и БН 40 / 60. В подобной ситуации дробные показатели – это допустимые пределы коэффициентов пенетрации битума каждой конкретной марки.

Строительный битум разработан на основе следующих марок: БН 90 10, БН 70 30 и 50 50, где первое число — это число размягчения, а второе — усредненный коэффициент пенетрации. Также выделяют марки кровельного битума — БНК 45 и 190, 90 / 40 и 90 / 30.

Поскольку битумы в чистом виде слабо отвечают требованиям и показателям, которые необходимы для современного строительства, то на их основе изготавливаются различные полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) разного назначения.

В состав таких мастик входят не только продукты нефтяного битума, но и целый ряд всевозможных полимеров, добавок и пластификаторов. Подобные операции позволяют материалу существенно повысить уровень пластичности, гибкости и термостойкости.

Совершенно очевидно, что битум – это производная от переработки гудрона, которая имеет ряд преимуществ и недостатков. Главное их отличие в том, что битум обладает лучшими показателями эластичности, гибкости и износостойкости, а использование гудрона позволит вам добиться лучших термоизоляционных показателей.

В решении ряда строительных задач, связанных с возведением зданий, сооружений, прокладкой дорог и коммуникаций.

Оценка материала

Природный или искусственный битум – это органическое связующее, обладающие огромным перечнем преимуществ, которые существенно преобладают над его недостатками. Популяризация его использования в строительстве, ремонте дорог и сфере кровельных работ наладило современное производство, которое на высокотехнологическом уровне получает различные смеси, мастики и битумы.

Если оценивать битум по пятибалльной системе, ему можно поставить твердую 4-ку. Данная оценка обусловлена только сложностями при транспортировке, которая требует специальных условий. Если исключить фактор транспортировки, битум (как строительный материал) однозначно заслуживает 5-ку, которая подтверждена его использованием в строительстве на протяжение многих веков.

И в завершение, предлагаем посмотреть видео о современных разработках в производстве битума, улучшающих его свойства:

БИТУМНЫЕ И ДЕГТЕВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И БЕТОНЫ (РАСТВОРЫ) НА ИХ ОСНОВЕ

Общие сведения

Битумы применялись в качестве строительного материала еще в 1лубокой древности в качестве вяжущего и водоизолирующего

материала.

К битумным материалам относятся следующие.

Природные битумы - вязкие жидкости или твердообразные ве­щества, состоящие из смеси углеводородов и их неметаллических про­изводных. Природные битумы получились в результате естествен­ного процесса окислительной полимеризации нефти. Природные битумы встречаются в местах нефтяных месторождений, образуя линзы, а иногда и асфальтные озера. Однако природные битумы в чистом виде встречаются редко, чаще они пронизывают осадочные горные породы.

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

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

Гудрон - остаток после отгонки из мазута масляных фракций;

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

К дегтевым материалам относят различные виды дегтя и пе­ки, получаемые в результате сухой перегонки каменного угля, древесины и др..

Все эти материалы относятся к органическим вяжущим ве­ществам. Наиболее широкое применение они получили в промышленно-гражданском, гидротехническом, дорожном строительстве в виде кровельных, гидроизоляционных и уплотняющих материалов - асфальтобетона, асфальтораствора. Органические вяжущие хорошо совмещаются с резиной и полимерами, что позволяет значительно улучшить качество битумных материалов в соответ­ствии с требованиями современного строительства.

Битумные вяжущие вещества

Состав и строение битумов

Битумы относятся к наиболее распространенным органическим вяжущим веществам.

Элементарный состав битумов колеблется в пределах: углеро­да 70-80%, водорода 10-15%, серы 2-9%, кислорода 1-5%, азота 0-2%. Эти элементы находятся в битуме в виде углеводородов и их соединений с серой, кислородом и азотом. Химический состав би­тумов весьма сложен. Так, в них могут находиться смеси угле­водородов метанового и нафтенового рядов и их кислородных, сер­нистых и азотистых производных. Все многообразие соединений,

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

Твердая часть битума - это высокомолекулярные углеводоро­ды и их производные с молекулярной массой 1000-5000, плот­ностью более 1, объединенные общим названием "асфальтены". В асфальтенах содержатся карбены, растворимые только в СС4 и карбоиды, не растворимые в маслах и летучих растворителях. В состав битумов могут входить также твердые углеводороды-пара-

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

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

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

Свойства битума, как дисперсной системы, определяются соот­ношением входящих в него составных частей: масел, смол и ас-фальтенов. Повышение содержания асфальтенов и смол влечет за собой возрастание твердости, температуры размягчения и хруп­кости битума. Наоборот, масла, частично растворяющие смолы, делают битум мягким и легкоплавким. Снижение молекулярной массы масел и смол также повышает пластичность битума.

Групповые углеводорода входя в состав битумов в различных соотношениях и образуя сложную дисперсную систе­му, предопределяют их струк­туру и свойства. Если в дисперсной системе имеется избыток дисперсной среды, то комплексные час­тицы - мицеллы не контактируют между собой свободно перемещаясь. Эта структура характерна для жидких битумов при нормальной температуре и для вязких битумов при повышенных температурах. При большом коли­честве мицелл они контактируют между собой, образуя мицел-дярную пространственную сетку. Такая структура характеризуется высокой вязкостью и твердостью при высокой температуре.

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