Классификация битумов по способу получения

Что такое битум, его классификация и разновидности

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 основной способ получения 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.

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.

Битумы обладают 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).

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

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.

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.

Битум применяется 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:

Источник

Классификация битумов

Классифицировать битумы по типам можно с точки зрения происхождения, а соответственно и исходного сырья, используемого для его производства, а также по физическим свойствам и цели использования. Понимание типа битума позволяет подобрать оптимальный вариант для проведения работ, основываясь на преимуществах и поведении в зависимости от условий эксплуатации.

По происхождению

Природные битумы в чистом виде встречаются редко и являются частью горючих ископаемых. Структурно могут представлять собой как вязкие жидкости, так и твердые вещества. Образование природного битума происходит при нарушении консервации производных нефти в результате полимеризации — природных окислительных процессов. Особенностью данного типа битума является высокое содержание минеральных веществ и примесей, в том числе в составе могут присутствовать нафтеновые кислоты, сложные эфиры, сера и цветные металлы. Несмотря на то, что природный битум не является готовым товарным продуктом, он обладает высокой стойкостью к химическим и атмосферным воздействиям.

Искусственные или технические битумы близки по составу к природным битумам, но представляют собой остаточный продукт переработки нефти, каменноугольной смолы и сланцев. В составе может содержаться высокое количество парафина, что делает его более ценным. На данный момент искусственные битумы получили широкое распространение, занимая свыше 90% от общего объема используемого битума.

По типу исходного сырья

Торфяные битумы получаются из торфа за счет органических растворителей, таких как бензол, бензин и т.д. В составе преобладают составляющие торфа, такие как воск, парафин и смолы. Основная область применения — литейная промышленность, в частности литье высокоточных моделей и изделий из пластмасс, а также производство защитных и полирующих композиций в целлюлозно-бумажной промышленности.

Угольные битумы выделяются по аналогии с торфяными, но извлекаются из другого сырья — ископаемого угля. Состав представляет собой смесь омыляемых веществ, свободных кислот, их углеводородов и ангидридов, а после обработки возможно выделить воск и смолы. Область применения — лакокрасочные изделия, производство клеевых материалов, а также дорожно-строительная отрасль.

Нефтяные битумы подразделяются на несколько видов в зависимости от метода получения:

• Остаточные — выполняется атмосферно-вакуумная перегонка тяжелых нефтяных остатков при 300–359°С;
• Окисленные — получаются за счет окисления продуктов переработки нефти при температуре 260–280°С;
• Компаундированные — смешиваются окисленные и остаточные битумы, а также иные продукты переработки нефти;
• Крекинговые — нефть и нефтяные масла расщепляются при высокой температуре и высоком давлении;
• Экстрактные — производится очистка смазочных масел с помощью избирательного растворения, выделения парафинов и осаждения асфальтенов.

Основная область распространения — строительная отрасль и производство материалов: изоляционных, лакокрасочных и т.д.

По консистенции

Твердые битумы — это твердые вещества, извлеченные из торфа или угля. В зависимости от свойств подразделяются на:

• Хрупкие, т.е. склонные к резкому, мгновенному разрушению в результате внешнего воздействия
• Пластичные, т.е. способные принять нагрузку без образования трещин и разрывов и сохранить свойства после снятия нагрузки
• Высокопластичные, то же, что и предыдущее, но с более широким диапазоном воздействия нагрузок

Вязкие битумы представляют собой смолоподобные продукты.

Жидкие битумы — это смесь вязкого битума с разжижающими компонентами, такими как бензин, мазут, керосин и т.д. В зависимости от скорости загустевания делятся на:

• Среднегустеющие жидкие битумы (СГ)
• Медленногустеющие жидкие битумы (МГ и МГО)

По назначению

Подбор конкретной марки битума диктуется требованиями к его характеристикам, но существует общая классификация по целевому назначению битумов.

• Дорожные битумы — данные марки используются для производства материалов, предназначенных к применению в ремонте дорожных покрытий, строительстве транспортных развязок, укладке аэродромных покрытий и т.д. Материалами могут быть асфальтобетонные смеси, битумные мастики, битумные эмульсии и иные продукты.
• Кровельные битумы — распространены в качестве защитных покрытий. Подразделяются на покровные — рубероид, пергамин и т.д., и на пропиточные — смеси для обработки покрытий и конструкций.
• Изоляционные битумы — как правило, являются частью гидроизоляционных материалов — битумные мастики, гидроизол, металлоизол и т.д.
• Общестроительные битумы — сфера распространения обширна, могут применяться для различного типа ремонтно-строительных работ, а также с целью выполнения гидроизоляции фундаментов.
• Битумы специального назначения — областью применения является производство лакокрасочной, шинной и электротехнической продукции.

Источник

Битум: виды, характеристики, свойства, применение, маркировка, фото, видео

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

Характеристики битума

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

В зависимости от составляющих и характеристик различают несколько разновидностей битума:

• Природный/натуральный битум – является побочным материалом при добыче нефтепродуктов из разнообразных горных пород. Характеризуются высокой устойчивостью к воздействию кислот, щелочей, воды.
• Строительный битум – продукт нефтяной перегонки и смешивания с разнообразными строительными компонентами (остатками маслопроизводства, асфальтом и пр.). Для работы с кровельными материалами и для высотных работ обычно используется битум марки БНК 45/180, БНК 45/90, БНК 90/40 или БНК 90/30. Характеризуются высокой устойчивостью к намоканию и воздействию высоких температур. По сравнению с кровельными битумами, строительные имеют большую сопротивляемость возгоранию.

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

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

Основные характеристики, по которым можно оценить качество битума:

• показатели температуры по хрупкости,

• показатели температуры по размягчению,

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

Физические свойства битума:

Наименование параметра:	Значение:
Плотность, г/см 3

(зависит от температуры, давления и химического состава) от 0,965 до 1,5 Плотность, кг/м 3

(зависит от температуры, давления и химического состава) от 965 до 1500 Агрегатное состояние твердое или смолоподобное вещество Цвет черный Теплопроводность, Вт/(м∙°С) 0,17-0,27 Температура размягчения*, о С* от 35 (мальты) до неплавких (кериты, антраксолиты, гуминокериты) Удельная теплоёмкость, кДж/(кг∙К) 1,591-1,968 Диэлектрическая проницаемость 2,5-3,3 Удельная электрическая проводимость, Ом -1 ∙см -1 1∙10 -14

Способы получения битума

Битум может быть естественным (природным) или искусственным (техническим). Природный представляет собой полезное ископаемое органического происхождения. В особенно большом количестве встречается в регионах с большими залежами нефти.

Природный битум может иметь твердую форму или вязкую консистенцию. Образуется в ходе природного окисления и полимеризации нефти, происходящих при нарушении герметичности нефтяных залежей. Добыча ведется разными методами:

• Очистным шахтным или карьерным, когда породу извлекают и используют для экстракции битума с помощью растворителей или горячей воды, к которой добавлены эмульгирующие составы.
• Дренажным шахтным, который заключается в добыче посредством самотека битума через восходящую дренажную систему, состоящую из пробуренных скважин.
• Скважинным, при котором битум извлекают из скважин, пробуренных с поверхности. Метод применяется для разработки месторождений жидких природных битумов (битуминозной нефти), которые залегают на глубине более 100 м. Коэффициент извлечения продукта равен 30%.

Карьерный и шахтный методы имеют коэффициент извлечения битума 85-90%. Способы применимы для месторождений горных пород, которые обладают насыщенностью более 10% и глубиной залегания 60-90 м.

С учетом состава исходной нефти и особенностей ее переработки битум делится на разные классы:

• антраксолиты,
• асфальты,
• асфальтены,
• гуминокериты,
• кериты,
• мальты,
• нафтиды,
• нафтоиды,
• озокериты.

Особое распространение получили асфальтовые битумы, которые образуются в горных породах с пористой структурой. Их перемалывают до порошкообразного состояния, после чего используют в укладке дорожных покрытий.

Технический (искусственный или синтетический) битум – побочный продукт перегонки нефти, сланцев и каменного угля. Известным способом получения выступает вакуумная перегонка мазута. В зависимости от способа нефтепереработки битум бывает:

• Остаточным. Мягкий и легкоплавкий продукт.
• Окислительным. Эластичный и термостабильный битум.
• Крекинговым. В битуме большое количество карбенов и карбоидов.

Особое внимание при получении битума уделяют содержанию парафинов, поскольку они негативно влияют на пластичные характеристики. Чтобы этого избежать, количество парафиновых составляющих ограничивают 5%.

Способы (область) применения

Битум – древнейший строительный материал, который был известен человеку еще в эпоху неолита. Тогда его использовали для изготовления посуды, изоляции редких видов дерева в строительстве, в качестве связующего в мозаиках из полудрагоценных камней и раковин.

Природный битум – не товарный продукт. Чтобы сделать его таким, необходимы дополнительные технологические процессы. После этого материал становится подходящим для использования в разных сферах:

• В строительстве. Ввиду нерастворимости в воде материал используется в гидроизоляционных работах. В отношении зданий и сооружений, трубопроводов, фундаментов.
• В дорожных работах. Битум активно используется при изготовлении асфальтобетона.
• В кровельных работах. Из битума производят мягкие кровельные материалы: рулонные и в виде черепицы. Примеры: рубемаст, гидростеклоизол, рубероид, мастика, пергамин, битумная бумага, стеклоэласт.

При использовании в строительстве битум проявляет несколько недостатков: низкую упругость, склонность к высыханию и высокую термочувствительность, которая проявляется в виде хрупкости при низкой и размягчении при высокой температуре. Чтобы устранить эти минусы, используют модифицированный битум, в который добавляют модификаторы, улучшающие свойства продукта.

Дополнительно битум используют как электроизоляцию в электротехнической промышленности, в отделке деревянных, кожаных и бумажных изделий, в изготовлении аккумуляторных мастик, изготовлении кабельной и лакокрасочной продукции, в прецизионном литье.

Разновидности

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

1. 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.
2. 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.
3. 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.

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.

Особенности транспортировки и хранения

Битум транспортируют в автомобильных или железнодорожных цистернах, куда продукт переливают методом герметичного налива. Этот способ обеспечивает профилактику поражений обслуживающего персонала вследствие высокой температуры нагрева нефтепродукта.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Дорожные битумы производятся в соответствии с ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014, а модифицированные – по ГОСТ Р 52056-2003.

Источник