OLEJOVÉ SILNIČNÍ VISKÓZNÍ BITUMENY

Specifikace

GOST
22245-90

STÁTNÍ NORMA SSSR

1.1. Viskózní ropný silniční asfalt se vyrábí oxidací produktů přímé destilace ropy a selektivní separací ropných produktů (odasfaltování asfaltů, extrakty selektivního čištění), jakož i smícháním uvedených oxidovaných a neoxidovaných produktů nebo ve formě zbytku přímé destilace oleje v souladu s požadavky této normy podle technologických předpisů schválených předepsaným způsobem. Je povoleno použít zbytek po krakování jako složku oxidační suroviny.

1.2. Charakteristika

1.2.1. V závislosti na hloubce průniku jehly při 25 °C se vyrábí viskózní silniční ropný asfalt v jakostech: BND 200/300, BND 130/200, BND 90/130, BND 60/90, BND 40/60, BN 200 /300, BN 130 /200, BN 90/130, BN 60/90.
Rozsah použití bitumenu ve výstavbě silnic je v souladu s přílohou 1.

název indikátor	Standard pro bitumen razítka
			OKP 02 5612 0113	OKP 02 5612 0112	OKP 02 5612 0111			OKP 02 5612 0203	OKP 02 5612 0202
Hloubka průnik jehly, 0,1 mm:										Podle GOST 11501
při 25 °C
při 0 °C, Neméně
Teplota měknutí podél kroužku a kuličky, °C, ne nižší										Podle GOST 11506
Pevnost v tahu, cm, ne méně										Podle GOST 11505
při 25 °C
při 0 °C
Teplota křehkosti, °C, ne vyšší										Podle GOST 11507
Bod vzplanutí, °C, ne nižší										Podle GOST 4333
Změna teploty měknutí po zahřátí, °C, ne více										Podle GOST 18180 Podle GOST 11506
Index penetrace		-1,0 až +1,0				-1,5 až + 1,0				Podle dodatku 2

1.2.2. Z hlediska fyzikálních a chemických parametrů musí asfalty splňovat požadavky a normy uvedené v stůl 1

1.2.3. Bezpečnostní požadavky

1.2.3.1. Viskózní silniční ropné bitumeny jsou hořlavé látky s bodem vzplanutí nad 220 °C a minimální teplotou samovznícení 368 °C.

1.2.3.2. Maximální přípustná koncentrace par bitumenových uhlovodíků ve vzduchu pracovního prostoru je 300 mg/m 3 - v souladu s GOST 12.1.005 . Obsah par uhlovodíků ve vzduchu se určuje podle GOST 12.1.014-84.

1.2.3.3. Asfalty jsou látky s nízkou nebezpečností a z hlediska míry dopadu na lidský organismus patří do 4. třídy nebezpečnosti podle GOST 12.1.007 .

1.2.3.4. Při práci s bitumenem by se měly používat osobní ochranné prostředky v souladu se standardními průmyslovými normami schválenými v souladu se zavedeným postupem.

1.2.3.5. Místnost, ve které se bitumen pracuje, musí být vybavena přívodním a odsávacím větráním.

1.2.3.6. Pokud se vznítí malé množství bitumenu, je třeba jej uhasit pískem, plstí nebo pěnovým hasicím přístrojem. Rozvinuté požáry bitumenu by měly být uhašeny proudem pěny.

1.3. Požadavky na ochranu přírody

1.3.1. Mezi účinná opatření na ochranu přírodního prostředí patří utěsnění zařízení a zabránění rozlití bitumenu.

1.3.2. Odpad z výroby bitumenu (oxidační plyny) se neutralizuje spalováním v přídavném spalování.

2. PŘIJETÍ

2.1. Viskózní silniční ropný bitumen je přijímán v dávkách.

Za šarži se považuje jakékoli množství bitumenu, které je jednotné z hlediska kvality a je doprovázeno jedním dokladem o jakosti.

2.2. Velikost vzorku - podle GOST 2517.

2.3. Pokud jsou alespoň u jednoho z ukazatelů získány neuspokojivé výsledky zkoušek, provádějí se opakované zkoušky na nově vybraném vzorku odebraném ze stejné šarže.

Výsledky opakovaných testů platí pro celou šarži.

2.4. Výrobce stanovuje tažnost při 0 °C a změnu teploty měknutí po zahřívání periodicky alespoň jednou za 10 dní a bod vzplanutí alespoň jednou za měsíc.

2.5. Pokud jsou obdrženy neuspokojivé výsledky periodických zkoušek, výrobce převede zkoušky pro tento indikátor do kategorie přijatelnosti, dokud nejsou získány pozitivní výsledky pro alespoň tři šarže za sebou.

3. KONTROLNÍ METODY

3.1. Vzorky viskózního silničního bitumenu - podle GOST 2517. Hmotnost kombinovaného vzorku každého druhu bitumenu musí být nejméně 0,5 kg.

3.2. Teplotu křehkosti bitumenu třídy BN lze určit pomocí nomogramu

3.3. Změna teploty měknutí po ohřevu se vypočítá jako rozdíl teplot měknutí stanovených podle GOST 11506 před a po zkoušce ohřevem podle GOST 18180 .

4. ZNAČENÍ, DOPRAVA A SKLADOVÁNÍ

4.1. Označování, přeprava a skladování bitumenu - v souladu s GOST 1510.

4.2. Viskózní silniční bitumen patří do 9. třídy přepravní nebezpečnosti podle GOST 19433-88 (podtřída 9.1, kategorie 9.13, klasifikační kód 9133).

5. ZÁRUKA VÝROBCE

5.1. Výrobce garantuje, že kvalita asfaltu odpovídá požadavkům této normy za podmínek přepravy a skladování.

Technologie výroby zaručuje přilnavost asfaltových tříd BND s referenčním mramorem dle vzorku č. 2 dle GOST 11508-74 metodou A.

5.2. Garantovaná trvanlivost bitumenu je jeden rok od data výroby.

Nomogram pro stanovení teploty křehkosti povrchu vozovky
bitumen třídy BN

Nomogram pro stanovení teploty křehkosti povrchu vozovky
bitumen třídy BN

Bitumen se od starověku používal k různým účelům a dodnes je jedním z nejběžnějších materiálů pro stavebnictví. Dávno před naším letopočtem jej využívala ke stavebním účelům taková slavná města jako Babylón a Asýrie. Dokonale plní funkci cementového i vodotěsného podkladu.

Druhy silničních asfaltů

Tento stavební materiál lze rozdělit do několika samostatných skupin podle vlastností a technických vlastností. Všechny parametry lze určit až po prostudování organického složení materiálu. Dehtový bitumen působí jako samostatná skupina, protože do této široké skupiny lze zařadit všechny druhy smoly a dehtu.

Existují následující možnosti bitumenu:

1. Přírodní bitumen. Tuto látku lze nalézt v kapalné i ztuhlé konfiguraci, ale všechny tyto odrůdy zůstávají ve stejné skupině. GOST definuje přírodní ropný silniční bitumen jako skládající se z organických složek a také jejich derivátů, které jsou klasifikovány jako nekovové typy chemických sloučenin. Taková látka se objeví až poté, co je olej ošetřen oxidačními polymery výhradně za přírodních podmínek a po dlouhé době. Přírodní bitumen lze obvykle nalézt ve velkém množství pouze v místech, kde byla diagnostikována a identifikována velká ložiska ropy. Tento materiál lze přirovnat k asfaltu, je uložen ve formě specifických malých bažin. Přírodní ropný silniční bitumen definovaný GOST je obvykle velmi vzácný a nachází se hlavně tam, kde je velké množství horniny.
2. Asfaltový prášek. Jedná se o látku, která je pohřbena pouze ve skalách a při nálezu má vzhled vápence. Když dojde k dalšímu zpracování látky, je extrahována a pak se s ní provádějí stejné akce jako s asfaltovým práškem.

Jiné druhy bitumenu

1. Umělý bitumen. Často se nazývá ropa, protože tento materiál lze získat pouze rafinací ropy. Technologie, která funguje při výrobě bitumenu, zahrnuje několik typů tohoto typu: oxidovaný, zbytkový, prasklý.
2. Dehtový bitumen. Jeho původní umístění lze určit v topném oleji. Tento typ lze získat pouze vytlačením některých ropných frakcí z této látky. Silniční bitumen z dehtového oleje nejčastěji působí jako vynikající pojivový prvek, pomáhá také extrahovat všechny ostatní odrůdy tohoto stavebního materiálu.

Hlavní druhy bitumenu

• BN-50/50. Změkčit ji lze až po dosažení teploty 50 stupňů, což není přeceňovaný ani obtížný ukazatel. Má vynikající přilnavost, kterou oceňují všechny opravárenské a stavební týmy, které se podílejí na pokládce vozovek. Pokud necháte tento materiál na rovném povrchu, postupně se rozteče, tedy plave, což umožňuje zaručit rovnoměrnou a stejnoměrnou vrstvu.
• BN-70/30. Aby tato látka začala měknout, je nutné přivést její teplotu na 70-72 stupňů v závislosti na složení konkrétní chemické sloučeniny. Dobře přilne k povrchu, to znamená, že poskytuje vysokou míru přilnavosti. Obvykle se tento materiál používá k vytvoření hydroizolace, to znamená jako spodní nebo horní vrstva vozovky. Je třeba si uvědomit, že tento materiál je náchylný k odštípnutí, ale pokud se rozbije, vytvoří se velké kusy bez dalšího prachu nebo malých prvků.
• BN-90/10. Poměrně složitý materiál, který k roztavení vyžaduje alespoň 90 stupňů. Poskytuje vynikající přilnavost a v hotové podobě je prakticky necitlivý i na relativně vysoké teploty. Rozbít ji je poměrně obtížné, ale při zatížení podobném úderům kladivem lze očekávat, že se rozpadne na úlomky, jejichž povrch má schopnost lesknout se.

Oblasti použití

Viskózní ropný silniční bitumen je téměř univerzálním stavebním materiálem, proto se kromě vodního inženýrství a průmyslové sféry smíšené s obchodem tato látka často používá při stavbě silnic. Obvykle se bitumen používá nejen pro pokládku a stavbu silnic, ale také pro jejich opravy, takže potřeba takového materiálu prakticky nikdy nevysychá.

Důležité rozdíly oproti jiným materiálům

Ropný silniční bitumen se skládá z organického pojiva a kaučuku, které lze nahradit určitým polymerem. Toto složení umožňuje zlepšit kvalitu a odolnost proti opotřebení výrobků vyrobených z bitumenu nebo předmětů s jeho přídavkem a také zajistit soulad s normami moderních technologií ve stavebnictví.

Asfaltové složení

Ropný silniční bitumen má obvykle jednoduché složení, protože obsahuje přibližně stejné složky smíchané v mírně odlišných poměrech. Největší část zabírají uhlíky, protože v této látce je jich asi 75-80%. Vodík zaujímá významnou, ale stále ne první pozici, protože jeho objem je asi 10-15% z celkového složení. Takto se určuje podíl těkavé části ropného silničního asfaltu. Obvykle je přítomna síra, její množství však nikdy nepřesáhne 10 %, pokud složení asfaltu odpovídá základním normám. Kyslík zabírá pouze 5 %, ale je důležitým prvkem. Pokud porovnáte strukturu bitumenu s koloidním systémem, můžete najít mnoho společných rysů. Asfalteny jsou zcela rozptýleny ve speciálně vytvořeném médiu sestávajícím ze směsi oleje a vody.

Vlastnosti kompozice

Výše uvedené prvky jsou vždy obsaženy ve složení kapalného ropného silničního asfaltu. GOST definuje několik důležitých vlastností a charakteristik tohoto stavebního materiálu. Pro zvýšení tvrdosti bitumenu stačí přidat do směsi spolu s pryskyřicí více asfaltenů. Je třeba mít na paměti, že zvýšení těchto parametrů znamená zvýšení hustoty a zvýšení teploty, při které je možné i minimální roztavení konkrétního materiálu.

Vlastnosti bitumenu

Pokud se uvažuje o ropných silničních asfaltech, technické vlastnosti poskytují vysoký obsah různých látek olejovité povahy. Tento prvek silněji zkapalňuje a stává se měkkým ve všech ohledech. Lze jej snadno roztavit i při nižší teplotě, než je uvedeno v charakteristikách konkrétní značky, která zahrnuje ropné silniční bitumeny. GOST 22245-90 stanoví, že obsah oleje spolu s pryskyřicí v bitumenu musí být upraven na průměrnou úroveň. Pokud je tento parametr zanedbán nebo korekce není možná, je třeba počítat s tím, že materiál bude méně odolný a bude se lépe tavit.

Stanovení technických charakteristik

Je třeba si uvědomit, že stupeň viskozity může být určen minimální teplotou, při které se bitumen taví. Pokud zvýšíte teplotu, téměř okamžitě se zvýší viskozita. Když se stupně sníží, materiál znatelně ztvrdne a stane se méně plastickým. Pokud teplota klesne na nulu nebo jsou pozorovány úrovně pod nulou, GOST definuje viskózní ropný silniční bitumen jako s možnou křehkostí, proto je při výběru materiálu pro výrobu silnic třeba věnovat zvláštní pozornost.

Hlavní výhody

Bitumen má jednu důležitou a převážně pozitivní vlastnost. Není schopen se rozpustit ve vodě. Je třeba vzít v úvahu, že GOST definuje ropné silniční kapalné bitumeny jako podléhající úplnému nebo částečnému rozpuštění v látkách kyselé povahy. Také bitumen nemá vysokou tepelnou kapacitu, proto není vhodný pro izolaci. Jako izolační materiál se používá pouze k izolaci konstrukce od vlhkosti. Vezmeme-li v úvahu certifikát shody, musí mít ropný silniční asfalt konzistenci s hustotou minimálně 1,5 g/cm3. Při výpočtu celkové hmotnosti bitumenu je přijatelná hodnota hustoty 1 kg/m3 na 1 litr látky. Tato skutečnost předurčuje vlastnosti viskózních ropných silničních asfaltů.

GOST stanoví, že bitumen má širokou škálu pozitivních vlastností a důležitých vlastností. Vysoce kvalitní bitumen musí být hydrofobní, nesmí se rozpouštět v kapalině, pokud v něm nejsou žádná chemická činidla, měknout a stát se viskóznější při změně okolní teploty. Mezi pojivy ve stavebnictví zaujímá nepopiratelné první místo ropný silniční bitumen. Zvolíte-li kvalitní typ, můžete jej s maximální efektivitou použít pro stavbu masivních komunikací i jejich opravy s dlouhodobým pozitivním výsledkem.

Federální agentura pro vzdělávání Moskevská státní akademie čistých chemikálií

technologie pojmenovaná po M.V. Lomonosov

Katedra technologie petrochemické syntézy a umělých kapalných paliv pojmenovaná po. A.N. Baškirová

Likhterova N.M., Nikolaev A.I.

VLASTNOSTI A METODY PRO STANOVENÍ JEJICH CHARAKTERISTIK.

Pokyny pro provádění laboratorních prací

Moskva, 2008

BBK 35,514ya73 UDC 541,127:665,642

Likhterova N.M., Nikolaev A.I.

ŽIVICE. VLASTNOSTI A METODY PRO STANOVENÍ JEJICH CHARAKTERISTIK.

Směrnice pro provádění laboratorních prací M, MITHT im. M.V. Lomonosová, 2008, 35 s.

Příručka obsahuje část věnovanou vlastnostem bitumenu a také část, která představuje metody pro stanovení fyzikálních a mechanických charakteristik, které tyto vlastnosti určují.

Určeno pro studenty 4. - 6. ročníků studujících v oborech VOŠ 072000 „Standardizace a certifikace“, 250400 – „Chemická technologie přírodních nosičů energie a uhlíkových materiálů“ a dále v magisterském studiu 550808 – „Chemická technologie přírodních nosiče energie a uhlíkové materiály“.

Recenzent: vedoucí vědecký pracovník TsKP MITHT im. M.V. Lomonosová, Ph.D. Gorodsky S.N.

© MITHT im. M.V. Lomonosová, 2008

1. Ropné bitumeny
1.1. Vlastnosti bitumenu
1.2. Suroviny pro výrobu ropných bitumenů
2. Moderní domácí ropné bitumeny
3. Experimentální metody určování fyzikálních
chemické vlastnosti ropného bitumenu
3.1. Metoda stanovení hloubky pronikání jehly
podle GOST 11501-78
3.2. Způsob stanovení teploty měknutí pomocí
kroužek a koule podle GOST 11506-73
3.3. Fraasova křehkost teplotní metoda
podle GOST 11507-78
3.4. Metoda stanovení změny hmotnosti po zahřátí
podle GOST 18180-72
3.5. Metoda pro stanovení prodloužení podle GOST 111505-75
4. Výpočtové metody pro stanovení fyzikálních a mechanických vlastností
vlastnosti bitumenu

1. Ropné bitumeny.

Přírodní bitumen je lidstvu znám již mnoho tisíc let. Kromě přírodního původu lze bitumen získat zpracováním ropy, břidlice, rašeliny a uhlí. Ve 20. století s rozvojem těžby ropy a průmyslu rafinace ropy vzrostla výroba a spotřeba bitumenu vyrobeného z ropných surovin. Rozsah jejich použití je poměrně široký. Používají se tedy jako konstrukční a hydroizolační materiály při stavbě základů budov a střech (izolační a střešní bitumen), pojivo při pokládce komunikací (silniční bitumen) atd. Je třeba poznamenat, že pro úspěšné použití bitumenu musí mít určitý soubor vlastností.

1.1. Vlastnosti bitumenu. 1.1.1. Viskozita.

Při vysokých teplotách se bitumeny blíží vlastnostem kapaliny a při nízkých získávají vlastnosti pevné látky. U silničních asfaltů je viskozita jako ukazatel výkonnostních vlastností důležitá ve dvou případech. Během doby míchání asfaltu s minerálními materiály musí mít tyto materiály dostatečně nízkou viskozitu, aby byla zajištěna snadnost a účinnost míchání a ukládání směsi do vozovky. Během provozu povrchu vozovky musí mít bitumen při zvýšených teplotách velmi vysokou viskozitu, která mu poskytuje potřebnou pevnost. Proto je viskozita jednou z hlavních charakteristik strukturních a mechanických vlastností bitumenu. Viskozita bitumenu se velmi liší v závislosti na chemickém složení a teplotě. Kvantitativní poměr asfaltenů a olejů má významný vliv na viskozitu bitumenu. S rostoucím množstvím asfaltenů se zvyšuje viskozita. Pro zvýšení trvanlivosti povrchu vozovky je důležité, aby se viskozita bitumenu měnila v menší míře v teplotním rozsahu, ve kterém je povrch provozován.

Charakteristickým znakem viskózních silničních asfaltů, který nepřímo určuje jejich viskozitu, je hloubka vniknutí jehly (penetrace) do asfaltu při teplotách 25 a 0°C. Čím vyšší je obsah asfaltenu v bitumenu, tím nižší je hloubka průniku jehly. Hloubka průniku jehly nepřímo charakterizuje výkonnostní vlastnosti bitumenu, jako je tvrdost, pevnost a tepelná odolnost.

Charakteristickým znakem tekutého silničního bitumenu je indikátor podmíněné viskozity, charakterizovaný dobou expirace v

sekund 50 ml bitumenu otvorem 5 mm při teplotě 60 °C a stanoveno pomocí standardního viskozimetru.

1.1.2. Teplota měknutí.

Teplota, při které se bitumeny mění z relativně pevného stavu do kapalného stavu, se běžně nazývá teplota měknutí. Bod měknutí je také podmíněným ukazatelem viskozity bitumenu při vyšších teplotách. Viskóznější bitumeny mají vyšší bod měknutí. Při stejné hloubce průniku jehly jsou bitumeny s vyšší teplotou měknutí také odolnější vůči teplu. Bitumen s nízkým bodem měknutí má nízkou pevnost při zvýšených teplotách.

Teplota měknutí závisí na složení bitumenu. Čím vyšší je poměr asfaltenů k obsahu kapalných složek bitumenu - pryskyřic a olejů - tím je vyšší.

Pro kvalitu bitumenu má velký význam vztah mezi hloubkou průniku jehly a teplotou měknutí. Cennější jsou bitumeny, které mají při dané teplotě měknutí větší hloubku průniku jehly. To znamená, že bitumeny jsou relativně méně náchylné ke změnám teplot.

Tedy viskozita bitumenů má významný vliv na vlastnosti asfaltobetonové směsi při míchání, pokládce a hutnění, jakož i na stavební a technické vlastnosti asfaltového betonu. Vysoká viskozita asfaltů zvyšuje pevnost, voděodolnost a tepelnou odolnost asfaltového betonu, ale asfalty se zvýšenou viskozitou hůře kryjí povrch minerálních materiálů, proto by se asfalty měly používat s určitou viskozitou a při určitých teplotách ohřevu s ohledem na klimatické podmínky oblasti stavby, druh, značka a druh asfaltového betonu, kategorie vozovek.

Tento indikátor slouží k provoznímu hodnocení asfaltu a vztahuje se k teplotě měknutí a hloubce průniku jehly. Index penetrace (I.P.) je vyjádřen jako abstraktní číslo určené vzorcem:

A . P = 1 + 30 50 A − 10

A = 2,9031− logP

T - 25

kde P je hloubka průniku jehly při 25 °C, 0,1 mm;

T - teplota měknutí, °C.

Penetrační index charakterizuje koloidní vlastnosti bitumenu, jejich plastické vlastnosti a jejich závislost na teplotě.

Podle penetračního indexu se bitumeny dělí do tří skupin:

1. bitumeny a IP 2 (sol), které nemají dispergovanou fázi nebo obsahují vysoce pentizované asfaltény (bitumeny ze zbytků krakování nebo dehtové smoly). Elasticita takového bitumenu (duktilita při 25 °C) je blízká nule;

2. bitumen a IP od -2 do +2 (sol-gel) jsou prvky pro vytvoření prostorové koagulační kostry s vrstvami rozptýleného média, které brání stárnutí bitumenu (bitumeny pro stavbu silnic);

3. bitumeny s IP 2 jsou gely a jsou náchylné ke stárnutí. Požadavky moderní GOST 22245-90 pro viskózní silnici

bitumen umožňuje změnu IP z -1 na +1.

1.1.4. Rozšiřitelnost.

Roztažnost bitumenů se posuzuje podle jejich schopnosti natáhnout se vlivem zatížení do závitu určité délky.

Roztažnost bitumenů závisí na jejich teplotě, skupinovém složení a struktuře. Bitumeny s vysokým obsahem pryskyřic s optimálním obsahem olejů a asfaltenů mají větší plasticitu. S rostoucí teplotou se roztažnost bitumenu zvyšuje. Bitumen s větší hloubkou pronikání jehly má také větší roztažnost. S nárůstem obsahu pevných parafinů v bitumenu se roztažnost bitumenu snižuje.

Roztažitelnost bitumenu nepřímo charakterizuje jejich přilnavost k minerálním materiálům. Se zvyšující se roztažností se zvyšuje přilnavost bitumenu k minerálním materiálům, což se vysvětluje značným obsahem aromatických sloučenin a pryskyřic v bitumenu. Roztažitelnost bitumenu při 25 °C také charakterizuje stupeň strukturování bitumenu a typ jeho rozptýlené struktury.

Jedna z nejdůležitějších vlastností asfaltového betonu úzce souvisí s roztažností bitumenu za nízkých teplot – jeho deformovatelností za nízkých provozních teplot. Nedostatečná deformovatelnost vede k rychlé destrukci asfaltového betonu a v nátěrech vznikají trhliny. Zvýšení roztažnosti bitumenu při teplotách pod nulou je nejdůležitějším úkolem pro výzkumníky a inženýry.

1.1.5. Teplota křehkosti.

Nejnižší teplota, při které bitumen za daných zkušebních podmínek ztrácí své viskoplastické vlastnosti a stává se křehkým, se nazývá teplota křehkosti.

Teplota křehkosti je jedním z nejdůležitějších ukazatelů kvality vozovek, střešních krytin a řady dalších asfaltů, charakterizujících vlastnosti materiálů obsahujících asfalt při nízkých teplotách. Je žádoucí možná nižší teplota křehkosti bitumenu, protože takový bitumen má lepší plastické vlastnosti a nátěry vozovek nebo střech fungují lépe v drsném klimatu a chladném počasí. Bitumenové povlaky s vysokou teplotou křehkosti při nízkých teplotách se štěpí, praskají a rychle se hroutí.

Přítomnost parafin-naftenických a monocyklických aromatických sloučenin určuje nízkou teplotu křehkosti bitumenu.

Teplotní interval mezi teplotou měknutí a teplotou křehkosti se nazývá interval plasticity. Asfalty s širokým rozsahem plasticity (více než 70°C) mají zvýšenou deformovatelnost, odolnost proti praskání za nízkých teplot a odolnost proti smyku za zvýšených letních teplot. Čím větší je teplotní rozsah, ve kterém je bitumen v elasticko-viskózním stavu, tím lepší jsou jeho výkonnostní vlastnosti. Takový bitumen obvykle také vykazuje dobrou adhezi k povrchu minerálního materiálu.

1.1.6. Přilnavost k povrchu minerálních materiálů

(přilnavost).

Schopnost bitumenu pevně přilnout k povrchu minerálních částic zabraňuje odlupování minerálního materiálu z monolitu povrchu vozovky a zajišťuje jeho mrazuvzdornost a odolnost proti vodě.

Přilnavost bitumenu k minerálnímu materiálu závisí na vlastnostech bitumenu a minerálních materiálů, jakož i na vnějších podmínkách, ve kterých se provádí míchání a na povrchu vozovky.

Přilnavost bitumenu je dána polaritou molekul složek směsi. V bitumenu mají molekuly asfaltenů a asfaltotenových kyselin a jejich anhydridů významnou polaritu.

Bitumen dobře přilne k povrchu minerálních materiálů karbonátových a bazických hornin a špatně k povrchu minerálních materiálů kyselých (obsah SiO2 více než 65 %) hornin (žula).

Přilnavost bitumenu se zvyšuje se zvyšující se teplotou a přítomnost vlhkosti na povrchu minerálního materiálu výrazně snižuje adhezi bitumenu.

Sloučeniny rozpustné ve vodě zahrnují sloučeniny, které se extrahují vodou ve formě roztoku nebo se uvolňují z bitumenu ve formě emulzí. Zpravidla se jedná o nízkomolekulární sloučeniny (kyseliny nebo zásady) a některé soli organických kyselin.

Přítomnost ve vodě rozpustných sloučenin v bitumenu vede k tomu, že při kontaktu bitumenu s vodou dochází k extrakci těchto látek. Proces vymývání jednotlivých složek ze složení bitumenového pojiva přispívá k tvorbě mikrotrhlin (dutin) v povrchu vozovky, což následně vede k její destrukci v zimním období vlivem klínového účinku vody v krystalickém stavu. To může odhalit minerální materiál a následně se rozpadat z povrchu vozovky.

1.1.8. Stárnutí.

Stárnutím se obvykle nazývá soubor nevratných změn chemického složení, struktury a vlastností asfaltu, ke kterým dochází při vystavení asfaltu různým faktorům – teplotě, světlu, vzduchu, vodě, minerálním materiálům a mechanickému zatížení.

Bitumeny v důsledku stárnutí zvyšují svou viskozitu a křehkost. Ke zvýšení viskozity dochází změnou skupinového složení bitumenu - pryskyřice se přeměňují na asfalteny, asfaltény částečně na karbeny a karboidy a snižuje se obsah aromatických sloučenin. Při dlouhodobém skladování bitumenu na volném vzduchu vznikají na jeho povrchu v důsledku oxidace praskliny, odlupování a zhoršuje se přilnavost k minerálním materiálům. Takové změny fyzikálních vlastností a chemického složení bitumenu jsou spojeny především s procesy oxidace a polymerace probíhajícími v bitumenu a v menší míře závisí na odpařování lehkých frakcí.

Charakteristickým znakem odolnosti asfaltu proti stárnutí (stabilita) za podmínek dlouhodobého skladování při zvýšených teplotách je zvýšení teploty měknutí po zahřátí.

Asfalty s vyšší počáteční viskozitou podléhají menším změnám v důsledku atmosférických faktorů než bitumen s nižší počáteční viskozitou. Intenzita stárnutí se v bitumenu zvyšuje při zahřívání v přítomnosti minerálních materiálů, které působí jako katalyzátory. Také intenzita stárnutí bitumenu v asfaltobetonové vozovce je významně ovlivněna objemem a strukturou pórů asfaltového betonu. Velký objem otevřených

9 (komunikujících) pórů, podporujících zvýšenou cirkulaci vzduchu a vody, zintenzivňuje procesy stárnutí bitumenu. V hutných asfaltových betonech, vyznačujících se uzavřenými póry, je stárnutí bitumenu méně intenzivní. Čím tenčí je vrstva asfaltového betonu, tím větší je intenzita stárnutí bitumenu.

1.1.9. Požární bezpečnost bitumenu.

Při zahřívání bitumenů se uvolňují plynné produkty, které se mohou v přítomnosti otevřeného plamene vznítit. Pro ochranu bitumenů před ohněm při jejich výrobě a použití je nutné počítat s teplotou vzplanutí a samovznícení.

Bod vzplanutí je teplota, při které plynné produkty zahřátého asfaltu tvoří s okolním vzduchem směs, která se vznítí, když na něj působí plamen.

Teplota samovznícení je teplota plynných produktů uvolňovaných ze zahřátého asfaltu, které po smíchání se vzduchem po zapálení hoří minimálně 5 s.

V praxi se k posouzení nebezpečí požáru a očekávaných ztrát z odpařování bitumenu používá bod vzplanutí a teplota samovznícení.

1.2. Suroviny pro výrobu ropných bitumenů.

Hlavními surovinami pro výrobu bitumenu jsou zbytky vakuové destilace ropy - dehty, dále vedlejší produkty výroby ropy - odasfaltovací asfalty, tedy asfaltopryskyřičné látky usazené z dehtů, zpravidla kapalným propanem. Říká se jim také vysrážený bitumen. V některých případech se k výrobě bitumenu používají krakované zbytky z jednotky tepelného krakování.

Nutno podotknout, že pro získání kvalitního asfaltu s vysokou tepelnou stabilitou a dobrými pojivovými vlastnostmi je vhodné používat dehty z těžkých olejů na naftenoaromatické bázi, obsahující hodně asfaltopryskyřičných látek. Pro výrobu bitumenu ve velkém měřítku je však nutné používat masově vyráběné oleje. Například možnost získávání bitumenu z olejů, jejichž charakteristiky jsou uvedeny v tabulce 1, byla studována pro 22 polí v Turkmenistánu.

Tabulka 1 Složení olejů z turkmenských polí.

Ropná pole

Kotur - Tepe

Kotur - Tepe

Komsomol

Zap. Cheleken

Dagadžik

Západní

Centrální

Východní

Ovál-Toval

Barca-Gelmes

Západ

Centrální

Parafín

Asfalt

Pokračování tabulky 1

Ropná pole

Kotur - Tepe

Přibalchanský

Gograndag -

Západ

orientální

Buruns-kája

Monjucly

Rákosová lyže

Je to Karadash?

Parafín

asfalteny

Pomocí klasifikace olejů vyvinuté institutem BashNIINP (klasifikace 1) podle obsahu asfaltenů (A), pryskyřic (C) a parafinů (P) jsou výsledky prezentované v

Definice bitumenu, vlastnosti bitumenu, použití bitumenu

Informace o definici bitumenu, vlastnosti bitumenu, použití bitumenu

1. Vlastnosti

2. Zkušební metody a odpovídající typy klasifikací

Průnik

Bod měknutí

Křehký bod

Kujnost

Viskozita

Reologie bitumenu

Rozpustnost

3.

- Silnice

- Budova

Zastřešení

- Izolační

- křehký

Bitumen pro plnění akumulátorových tmelů

4. Průmyslová výroba

Metody

Technika

5. Ropné asfalty, složení, struktura a vlastnosti

6. Tuhá fosilní paliva bitumeny

7. Přírodní bitumeny

8. Asfaltové laky

9. Jak a čím odstranit bitumen z laku karoserie automobilu

10. Asfalty v životním prostředí

Bitumen je(z lat. bitumen - horská pryskyřice) - pevné nebo pryskyřici podobné produkty, které jsou směsí uhlovodíků a jejich dusíkatých, kyslíkatých, sírových a kov obsahujících derivátů. Bitumen je nerozpustný ve vodě, zcela nebo částečně rozpustný v benzenu, chloroformu, sirouhlíku a dalších organických rozpouštědlech; hustota 0,95-1,50 g/cm³.

Vlastnosti

Vlastnosti bitumenu závisí na výrobních metodách, kvalitě suroviny (povaha zpracovávaného oleje) a také na parametrech procesu termolýzy - teplota, tlak, doba trvání. Výroba vysoce kvalitních bitumenů z olejů různé povahy (komponentní složení) je možná při správném stanovení nejen příspěvku konkrétního procesu k celkovému výrobnímu toku, ale i pořadí jejich realizace.

Bitumen je černý produkt s hustotou asi jedna, s nízkou tepelnou a elektrickou vodivostí. Dokonale odolává účinkům různých chemických činidel, je vodotěsný a plynotěsný, odolný vůči různým druhům záření a dlouhodobé tepelné expozici. Právě tyto cenné vlastnosti bitumenu v kombinaci s nízkou cenou a hromadnou výrobou z nich činí nepostradatelné v mnoha oblastech hospodářství.

Jelikož je bitumen amorfní látkou, nemá bod tání. Přechod z pevné látky na kapalinu je charakterizován bodem měknutí, který se obvykle určuje metodou „kroužku a koule“. Tvrdost bitumenů se posuzuje měřením penetrace a tažnost se posuzuje tažností (tažnost).

Bitumen je nerozpustný ve vodě, zcela nebo částečně rozpustný v benzenu, chloroformu, sirouhlíku a dalších organických rozpouštědlech; hustota 0,95-1,50 g/cm3.

Jak bude podrobně diskutováno níže, ropný bitumen se podle způsobu výroby dělí na zbytkový, oxidovaný a směsný. Zbytkové bitumeny jsou měkké, tavitelné produkty, oxidované jsou elastické a tepelně stálé. Asfalt získaný oxidací zbytků krakování obsahuje velké množství karbenů a karboidů, které narušují homogenitu asfaltu a zhoršují jejich cementační vlastnosti.

Zkušební metody a odpovídající typy klasifikací

Pro klasifikaci komerčních asfaltů do tříd v závislosti na jejich kvalitě byly vyvinuty a použity různé zkušební metody. Tyto metody jsou schváleny normami různých zemí.

Účelem obecně uznávaných metod zkoušení kvality asfaltů je stanovení jejich konzistence, čistoty a tepelné odolnosti. Pro stanovení konzistence bylo navrženo mnoho metod pro stanovení její závislosti na viskozitě. Bitumen je charakterizován a porovnáván stupněm tekutosti při určité teplotě nebo teplotou, při které se určují určité vlastnosti.

Mezi takové indikátory charakterizující vlastnosti pevného bitumenu patří hloubka průniku standardní jehly (penetrace), teplota měknutí, tažnost do vlákna (tažnost) a teplota křehkosti. Tyto studie, přísně vzato, nejsou ekvivalentní přímému stanovení viskozity, ale mají široké praktické použití, protože umožňují rychle charakterizovat konzistenci bitumenu. Mezi hlavní ukazatele charakterizující vlastnosti bitumenu dále patří adheze, povrchové napětí na rozhraní, koheze, tepelné, optické a dielektrické vlastnosti. Srovnatelné ukazatele dále zahrnují úbytek hmotnosti při zahřívání a změny penetrace po něm, rozpustnost v organických rozpouštědlech, obsah popela, bod vzplanutí, hustotu a reologické vlastnosti.

Přírodní bitumen je součástí fosilních paliv. Patří sem přírodní ropné deriváty vznikající při narušení konzervace jejích ložisek v důsledku chemické a biochemické oxidace, např. asfalty, kerity, malty, ozokerity atd. Těžba se provádí převážně lomovými nebo důlními metodami (Bituminózní písky) .

Umělé (technické) bitumeny jsou zbytkové produkty z rafinace ropy, uhlí a břidlice. Složení je podobné přírodnímu bitumenu.

Bitumen je již dlouho jedním z nejznámějších strojírenských a stavebních materiálů. Jeho adhezivní a hydrofobní vlastnosti se používají již od úsvitu civilizace.

Některé ukazatele jsou určeny jak pro výchozí asfalt, tak pro asfalt po zahřátí, což simuluje proces stárnutí. Normy stanovují určité hodnoty ukazatelů kvality, které odrážejí optimální složení bitumenu. Toto složení může být různé pro různé aplikace bitumenu.

Průnik

Penetrace je ukazatel charakterizující hloubku průniku tělesa standardního tvaru do polotekutých a polotuhých výrobků za určitého režimu, který určuje schopnost tohoto tělesa proniknout do výrobku a výrobek tomuto průniku odolávat. . Penetrace se stanovuje penetrometrem, jehož konstrukce a zkušební postup jsou uvedeny v GOST 11501-78; Hloubka průniku jehly se považuje za 0,1 mm na jednotku průniku. Průnik silničního ropného bitumenu různých jakostí při 25 °C, zatížení 100 G, po dobu 5 sekund je 40-300 * 0,1 mm, a při 0 °C, zatížení 200 G, po dobu 60 sekund - od 13 do 50 * 0,1 mm. V závislosti na teplotě, zatížení a délce průniku jehly se tedy hodnota průniku výrazně mění. Proto jsou předem specifikovány podmínky pro jeho stanovení. Penetrace nepřímo charakterizuje stupeň tvrdosti bitumenu. Čím vyšší je penetrace bitumenu při dané teplotě měknutí a při dané penetraci - teplotě měknutí bitumenu, tím vyšší je jeho tepelná odolnost. Bitumen s vysokou tepelnou odolností lze získat vhodným výběrem surovin, technologickým postupem a způsobem výroby.

Bod měknutí

Teplota měknutí bitumenu je teplota, při které bitumen přechází z relativně pevného stavu do kapalného. Metoda stanovení teploty měknutí je konvenční a není vědecky podložená, ale v praxi je široce používána. Zkouška se provádí podle GOST 11506-73 metodou „ring and ball“ (R&B) a někdy také metodou Kremer-Sarnov.

Penetrační index je ukazatel charakterizující stupeň koloidity bitumenu nebo odchylku jeho stavu od čistě viskózního. Na základě penetračního indexu se bitumeny dělí do tří skupin.

1) Bitumen s penetračním indexem menším než -2, bez dispergované fáze nebo obsahující vysoce peptizované asfaltény (bitumeny ze zbytků krakování a smoly z uhelných dehtů). Elasticita takového bitumenu je velmi malá nebo se prakticky rovná nule.

2) Bitumen s penetračním indexem od -2 do +2 (zbytkový a mírně zoxidovaný).

3) Bitumen s penetračním indexem vyšším než +2 má výraznou elasticitu a výrazné koloidní vlastnosti gelů. Jedná se o oxidované bitumeny s vysokou roztažností.

Křehký bod

Bod křehkosti je teplota, při které se materiál zlomí působením krátkodobého zatížení. Podle Fraase je to teplota, při které je modul pružnosti asfaltu s dobou zatížení 11 sekund stejný pro všechny asfalty a rovná se 1100 kg/cm2 (1,0787-108 n/m2). Teplota křehkosti charakterizuje chování asfaltu na povrchu vozovky: čím je nižší, tím je kvalita asfaltu vyšší. Oxidované bitumeny mají nižší bod křehkosti než jiné bitumeny stejné penetrace.

Teplota křehkosti silničního asfaltu se obvykle pohybuje od -2 do -30 °C. K jeho stanovení použijte metodu popsanou v GOST 11507-78 s dodatkem podle bodu 3.2.

Kujnost

Tažnost (tažnost) bitumenu je charakterizována vzdáleností, na kterou může být vtažen do závitu před přetržením. Tento ukazatel také nepřímo charakterizuje přilnavost bitumenu a je spojen s povahou jeho složek. Silniční ropné asfalty mají vysokou roztažnost – více než 40 cm.Zvýšení roztažnosti asfaltů nemusí vždy odpovídat zlepšení jejich vlastností. Kvalitu silničního asfaltu nelze posuzovat podle indexu tažnosti, protože zkušební podmínky (protahování rychlostí 5 cm/min) se liší od provozních podmínek asfaltu na povrchu vozovky.

Rozpínavost asfaltů při 25 °C má maximální hodnotu odpovídající jejich přechodu ze stavu newtonské tekutiny do strukturované. Čím více se bitumen odchyluje od newtonského toku, tím nižší je jeho prodloužení při 25 °C, ale značně vysoké při 0 °C. Bitumen by měl mít zvýšenou tažnost při nízkých teplotách (0 a 15 °C) a střední tažnost při 25 °C.

Způsob a konstrukce zařízení pro stanovení roztažnosti bitumenu jsou uvedeny v GOST 11505-75.

Viskozita

Viskozita bitumenů plněji charakterizuje jejich konzistenci při různých aplikačních teplotách ve srovnání s empirickými ukazateli, jako je penetrace a bod měknutí. Lze jej snadno a v kratším čase měřit při jakékoliv požadované teplotě pro výrobu a použití asfaltu. Je žádoucí, aby bitumen, za jinak stejných okolností, měl nejvyšší viskozitu při maximální teplotě použití a měl pokud možno plochou křivku viskozita-teplota. Při teplotách pod 40 °C je bitumen podobný pevným systémům, při teplotách od 40 do 140 °C - strukturované kapaliny, při teplotách nad 140 °C - pravé kapaliny. Bitumen se chová jako pravá kapalina, když jeho viskozita klesne na 102-103 pz.

Viskozita bitumenu se zjišťuje ve viskozimetrech Engler, Saybolt a Furol, metodou padající koule, ve Fenskeho kapiláře, na rotačním viskozimetru, reoviskozimetru, konzistoměru atd.

Silniční bitumeny se dělí na viskózní a kapalné.

Viskózní bitumen se používá jako pojivo při stavbě a opravách vozovek. Většina takového bitumenu se vyrábí v Rusku v souladu s GOST 22245-90.

Tekutý bitumen je určen k prodloužení sezóny výstavby silnic. V souladu s GOST 11955-82 se získávají smícháním viskózních bitumenů BND s destilátovými frakcemi - ředidly. Po položení nátěru se ředidlo postupně odpařuje.

Reologie bitumenu

Reologie (z řeckého rheos - proudění, proudění), nauka o deformaci a tekutosti hmoty. Reologie uvažuje procesy spojené s nevratnými zbytkovými deformacemi a prouděním různých viskózních a plastických materiálů (nenewtonské kapaliny, disperzní systémy atd.), stejně jako jevy relaxace napětí, elastický dozvuk atd.

Reologie bitumenu nebyla dostatečně prozkoumána. Hlavními ukazateli stanovenými při studiu reologických vlastností bitumenu v teplotním rozsahu přípravy a pokládky směsi, jakož i provozu povlaku, jsou viskozitní a deformační charakteristiky bitumenu (modul pružnosti, modul deformace atd.) . Chování asfaltu pod vlivem vnějších deformačních sil je určeno souborem mechanických vlastností, mezi které patří viskozita, elasticita, plasticita, křehkost, únava, tečení a pevnost. Každá vlastnost závisí na teplotě a povaze napjatého stavu a je spojena s mezimolekulárními interakcemi a přítomností struktury. Reologické vlastnosti by se neměly výrazně měnit při ohřevu bitumenu v bitumenových kotlích, přípravě a pokládce směsi a po dlouhou životnost.

Na základě svých reologických vlastností se bitumeny dělí do tří typů:

1) látky, jejichž proudění pod vlivem konstantního smykového napětí se řídí Newtonovým zákonem, po odstranění napětí nastává stav nepružné elasticity. Patří sem viskózní nekoloidní kapaliny, neelastické nebo slabě elastické soly.

2) Látky, u kterých se při konstantním smykovém napětí smyková rychlost po začátku deformace snižuje a po určité době se stává téměř konstantní, po odstranění napětí se částečně obnoví elasticita, koloidní stav bitů tohoto typu je sol-gel.

3) Při konstantním smykovém napětí na začátku deformace se rychlost proudění snižuje na minimum a poté se zvyšuje, pokud je aplikované smykové napětí větší než určitá hodnota, po odstranění napětí se obnovuje elasticita, bitumeny tohoto typu mají gelovou strukturou.

Rozpustnost

Většina existujících metod analýzy bitumenu je založena na rozdílech v rozpustnosti jejich složek v řadě organických rozpouštědel. Poprvé bylo rozdělení založené na tomto principu navrženo Richardsonem, který rozdělil bitumeny na malteny rozpustné v benzínu a asfaltény nerozpustné v tomto rozpouštědle. Následně Marquon pomocí adsorpce na Fullerově zemině rozdělil malteny na oleje a pryskyřice. V podstatě se tato technika zachovala dodnes, ale objevilo se velké množství jejích odrůd, díky kterým bylo možné získat užší, ale méně reprezentativní frakce.

Požadavky na aplikaci a kvalitu

Použití bitumenu jako jednoho z nejznámějších strojírenských a stavebních materiálů je založeno na jeho adhezivních a hydrofobních vlastnostech. Rozsah použití bitumenu je poměrně široký: používá se při výrobě střešních a hydroizolačních materiálů, v gumárenském průmyslu, v průmyslu barev a laků a kabelů, při stavbě budov a konstrukcí atd. Střešní bitumen se používá k výrobě střešních materiálů. Dělí se na impregnační a krycí (respektive pro impregnaci podkladu a získání nátěrové vrstvy). Izolační bitumeny se používají k izolaci potrubí k ochraně před korozí.

V současné době jsou oblasti použití extrémně široké. Stačí říct:

stavba silnic,

výroba střešních krytin,

aplikace v průmyslu barev a kabelů,

výstavba budov a staveb, pokládka potrubí atd.

Hlavními surovinami pro výrobu jsou zbytkové produkty rafinace ropy: dehty, odasfaltovací asfalty, extrakty pro selektivní čištění ropných frakcí. Použití přírodního bitumenu je extrémně malé.

Hlavním spotřebitelem asfaltu je stavba silnic (asi 90 %), a to především z toho důvodu, že ropný asfalt je nejlevnějším a nejuniverzálnějším materiálem pro použití jako pojivo při stavbě vozovek. Použití bitumenu při stavbě silnic umožňuje povrchům vozovek odolávat zvýšenému statickému a dynamickému zatížení v širokém teplotním rozsahu při zachování dlouhodobé životaschopnosti a odolnosti vůči povětrnostním vlivům.

Viskózní bitumeny používané na vozovkách se používají jako pojivo mezi kamennými materiály. Trvanlivost povrchu vozovky do značné míry závisí na značce použitého bitumenu a jeho kvalitě. Při výstavbě a opravách komunikací lze bitumen ředit rozpouštědlem (petrolejová frakce). Zkapalněný asfalt se dělí na rychle, středně a pomalu tvrdnoucí druhy. Pro předúpravu povrchů se používají bitumenové emulze, které se připravují pomocí koloidních mlýnů přidáním vody a emulgátorů do bitumenu.

Podívejme se blíže na bitumen pro různé účely.

Silnice

Kvalita silničního asfaltu určuje především životnost povrchu vozovek. Vznik trhlin na povrchu vozovky znamená, že dosáhla 85 % své životnosti. Bylo zjištěno, že indikátor „teplota křehkosti“ asfaltu charakterizuje dobu před začátkem intenzivního popraskání povrchu vozovky, neboť jeho stanovení ukazuje nejnebezpečnější stav povrchu vozovky při náhlých změnách teplot v zimě. Poměr fyzikálně-chemických parametrů bitumenu BND poskytuje povrchu vozovky největší smykovou odolnost, odolnost proti trhlinám, dlouhodobou odolnost vůči vodě a mrazu.

Budova

Stavební bitumen BN, používaný pro hydroizolaci základů budov, se vyznačuje nízkou penetrací a tažností a vysokým bodem měknutí (od 37 do 105 0C), tzn. jsou žáruvzdorné a tvrdé. Stavební bitumen je standardizován podle GOST 6617 - 76

Stavební bitumen je komplexní směs uhlovodíků a heteroorganických sloučenin různé struktury. Speciální struktura látky jí dodává důležité vlastnosti, které usnadňují její efektivní použití v široké škále oblastí stavebnictví.

Stavební bitumeny BN 90/10 a BN 70/30 se používají v procesech, jako je hydroizolace betonových konstrukcí a základů, potrubí pro různé účely, předběžné základní nátěry podkladů pro měkké střešní krytiny; kromě toho se tyto druhy aktivně používají při výrobě bitumenových laků. a bitumenové tmely, bitumenový základní nátěr, izolace z hydroskla a některé další stavební materiály.

Stavební asfalt (včetně stavebního asfaltu BN 90/10) je jedním z nejznámějších a nejdůležitějších stavebních materiálů. Díky svým adhezivním a hydrofobním vlastnostem je stavební bitumen široce používán při stavbě silnic, výrobě střešních materiálů, pokládce potrubí a asfaltové hydroizolaci základů budov a konstrukcí. Stavební bitumen (včetně bitumenu BN 90/10) je komplexní směs uhlovodíků a heteroorganických sloučenin různé struktury, která se při teplotách destilace oleje zpravidla nevyvařuje. Stanovení všech sloučenin, které tvoří bitumen, je nemožné. Skupinové složení bitumenu určuje jeho koloidní strukturu a reologické chování a tím i jeho technické vlastnosti, které jsou charakterizovány podmíněnými kvalitativními ukazateli stanovenými za standardních podmínek. Z těchto ukazatelů jsou nejdůležitější: penetrace (hloubka vniknutí jehly do bitumenu), teploty měknutí a křehkosti, tažnost (roztažnost) - schopnost bitumenu natáhnout se do nitě. Některé ukazatele jsou určeny jak pro výchozí asfalt, tak pro asfalt po zahřátí, což simuluje proces stárnutí. Normy stanovují určité hodnoty ukazatelů kvality, které odrážejí optimální složení bitumenu. Toto složení může být různé pro různé oblasti použití bitumenu: od bitumenové hydroizolace po opravy a zastřešení.

Jsou známy následující typy bitumenu:

Stavební bitumen GOST 6617-76 BN 70/30, BN 90/10;

Izolační bitumen GOST 9812-74 BNI-IV, BNI-V;

Střešní bitumen GOST 9548-74 BNK-45/190, BNK-90/130;

Silniční bitumen GOST 22245-90, BND 90/130, BND 60/90.

Silniční bitumeny se dělí na viskózní a kapalné. Viskózní bitumen se používá jako pojivo při stavbě a opravách vozovek. Hlavní množství takového bitumenu se vyrábí v souladu s GOST 22245-90.

V souladu s GOST 22245-90 se vyrábějí dva typy viskózního stavebního bitumenu: BND a BN. Všechny stavební asfalty se vyznačují penetrací při 25 °C. Při stejné penetraci při 25 °C mají bitumeny BND vyšší bod měknutí, nižší teplotu křehkosti a vyšší hodnoty penetrace při 0 °C než bitumeny BN (stavební bitumen BN 90/10, BN 70/30). Zároveň jsou pro bitumen BND stanoveny požadavky na tvárnost při 0 °C a požadavky na tvárnost při 25 °C jsou ve srovnání s bitumenem BN (stavební bitumen BN 90/10, BN 70/30) méně přísné. Požadavky na tepelnou stabilitu bitumenů BND jsou přísnější. Doporučení pro použití závisí na typu stavebního asfaltu a jeho penetraci při 25 °C. V první silniční klimatické zóně, kdy průměrná měsíční teplota nejchladnějšího období není vyšší než -20 ° C, se doporučuje použít asfalty BND 200/300, BND 130/200, BND 90/130; ve druhé a třetí zóně při teplotách -10...-20 °C - bitumeny BND 200/300, BND130/200, BND90/130, BND 60/90; ve druhé, třetí a čtvrté zóně při teplotě -5...-10 °C - bitumeny BN 200/300, BN 130/200, BN 90/130, BND 130/200, BND 90/130, BND 60 /90, BND 40/60; ve čtvrté a páté klimatické zóně při teplotě ne nižší než 5 °C - bitumeny BN 90/130, BN 60/90, BND 90/130, BND 60/90, BND 40/60. Tekutý bitumen je určen k prodloužení sezóny výstavby silnic. V souladu s GOST 11955-82 se získávají smícháním viskózních bitumenů BND s destilátovými frakcemi - ředidly. Po položení nátěru se ředidlo postupně odpařuje. Použití tekutého silničního asfaltu nesplňuje moderní požadavky na úsporu energie a ochranu životního prostředí. Navíc jejich nízký bod vzplanutí určuje jejich nebezpečí požáru. Stavební asfalt BN 90/10 se používá při různých stavebních pracích, zejména pro asfaltové hydroizolace základů budov.

Stavební asfalt (bitumen BN 90/10, BN 70/30) se používá pro asfaltové hydroizolace betonových konstrukcí; pro bitumenovou hydroizolaci základů; pro předběžný základní nátěr základny pod měkkou střechou. Stavební bitumen (bitumen BN 90/10, BN 70/30) se také používá k výrobě bitumenových tmelů, bitumenových primerů, hydroskelných izolací atd.

Stavební asfalt (bitumen BN 90/10, BN 70/30) se vyrábí v briketách po 25 kg. Někteří výrobci stavebních asfaltů (bitumen BN 90/10, BN 70/30) vyrábějí stavební asfalty (bitumen BN 90/10, BN 70/30) v sudech po 25-50 kg.

Bitumenové hydroizolace jsou nejlevnější ze všech typů hydroizolací pro beton a základy. Bitumenová hydroizolace je roztavený bitumen BN 90/10 (bitumen BN 70/30) nanášený na povrch betonu (základ). K bitumenu BN 90/10 (bitumen BN 70/30) je možné přidat rozpouštědla jako lakový benzín, nefras nebo petrolej (benzín). Bitumenová hydroizolace pomocí otevřeného ohně je možná pouze v místech, kde to povolují pravidla požární bezpečnosti; v ostatních případech by měl být pro bitumenovou hydroizolaci použit bitumen BN 90/10, BN 70/30 a výše uvedená rozpouštědla. Také pro bitumenové hydroizolace je možné použít bitumenový tmel připravený k použití, který již obsahuje rozpouštědlo (nepožární typ bitumenové hydroizolace). Tento typ bitumenové hydroizolace je dražší, ale časově náročnější je mnohem ekonomičtější. Je možná vnitřní i vnější bitumenová hydroizolace. Volba hydroizolace (ať už se jedná o bitumenovou hydroizolaci, hydroizolaci s válcovanými tavenými materiály nebo hydroizolaci se suchými směsmi) závisí pouze na individuálním vkusu.

Zastřešení

Pro střešní bitumeny NBR byly stanoveny přibližně stejné kvalitativní ukazatele, ale jejich teplota lámavosti je rovněž standardizována. Používají se jako impregnační materiály (pro výrobu střešní lepenky a střešní lepenky) a pro pokrytí střech.

Izolační

Izolační bitumeny BNI se používají k izolaci potrubí, aby se zabránilo jejich korozi. S nízkou penetrací a nízkou tažností musí být docela žáruvzdorné (zejména u bateriových tmelů). U tmelů je navíc standardizována rozpustnost v toluenu nebo chloroformu (nejméně 99,5 %, tj. téměř úplná rozpustnost).

křehký

Existují dvě značky křehkého bitumenu, které měknou při 100 - 110 0C a 125 - 135 0C, mají malou penetraci a přísnější normy rozpustnosti. Používají se v průmyslu laků, pneumatik a elektrotechnickém průmyslu

Bitumen pro plnění akumulátorových tmelů

Níže jsou uvedeny vlastnosti bitumenu pro plnění bateriových tmelů v souladu s GOST 8771 - 76:

Teplota měknutí, 0C - 105 - 115

Penetrace při 25 °C, 0,1 mm - 10 - 16

Tažnost při 25 0C, cm, ne méně než 1

Rozpustnost v toluenu nebo chloroformu, %, ne méně než 99,50

Změna hmotnosti po zahřátí, %, ne více než 0,50

Bod vzplanutí, 0C, ne nižší než 260

Index penetrace, ne méně než 4

Průmyslová produkce

Výroba ropných odrůd bitumenu se provádí:

foukání dehtu vzduchem

destilace topných olejů s hlubokým výběrem destilátů

odasfaltování dehtů propanem.

Široce se používá také slučování produktů z různých procesů. Hlavním výrobním procesem v zemích SNS je oxidace – foukání dehtů vzduchem.

Podle výrobních metod se druhy dělí na oxidované, zbytkové, srážené a složené. Bitumen je také klasifikován podle oblastí použití.

V současné době je většina značek vyráběných v postsovětském prostoru:

Ropný silniční tekutý bitumen (GOST 11955-82)

Stavební ropný bitumen (GOST 6617-76)

Možná jeden z univerzálních stavebních materiálů, který se používá v nejrůznějších oblastech stavebnictví a používá se v různých fázích

výstavba nových budov je stavební bitumen. Jeho použití se stalo

téměř tradice a důležitý prvek celého procesu výstavby. Proto je dnes rozsah jeho použití tak široký

Metody

Výroba ropného bitumenu je jedním z tepelných procesů rafinace ropy. Hlavními parametry tepelných procesů, které ovlivňují sortiment, materiálovou bilanci a kvalitu výsledných produktů, jsou kvalita surovin, tlak, teplota a doba trvání termolýzy (tepelného procesu).

Hlavními surovinami pro výrobu bitumenu u nás jsou zbytkové produkty rafinace ropy: dehty, odasfaltovací asfalty, extrakty selektivního čištění ropných frakcí aj.

Existují tři hlavní způsoby výroby ropného bitumenu.

Zahuštěním zbytků oleje jejich destilací ve vakuu se získají zbytkové bitumeny. K získání zbytkového bitumenu lze použít pouze suroviny s vysokým obsahem asfaltopryskyřičných látek, které jsou v dostatečném množství přítomny v těžkých, vysoce pryskyřičných sirnatých olejích. V procesech vakuové destilace a odasfaltování se získávají zbytkové a vysrážené bitumeny. Hlavním účelem těchto procesů je těžba destilátových frakcí pro výrobu motorových paliv - v případě prvního příprava surovin pro výrobu základových olejů (počáteční stupeň) - v případě druhého. Přitom vedlejší produkty těchto procesů - destilační dehet a deasfaltační asfalt - splňují požadavky na suroviny při výrobě bitumenu nebo se používají jako suroviny při výrobě oxidovaného asfaltu.

Oxidace různých olejových zbytků a jejich složení vzdušným kyslíkem při teplotě 180 – 300 0C (oxidovaný bitumen). Oxidace vzduchem může výrazně zvýšit obsah asfaltopryskyřičných látek, nejžádanější složky ve složení bitumenu. Pro výrobu oxidovaného bitumenu navrhl BashNIINP klasifikovat oleje podle obsahu (%, hm.) asfaltenů (A), pryskyřic (C) a pevných parafinů (P) v nich. Olej je považován za vhodný pro výrobu oxidovaného asfaltu, pokud jsou splněny následující podmínky: Hlavním procesem výroby asfaltu je oxidace – foukání dehtu vzduchem. Oxidované asfalty se vyrábějí v dávkových a kontinuálních zařízeních. Ty druhé jsou ekonomičtější a snadněji se udržují. Princip výroby oxidovaného asfaltu je založen na zhutňovacích reakcích při zvýšených teplotách za přítomnosti vzduchu, vedoucí ke zvýšení koncentrace asfaltenů, které přispívají ke zvýšení teploty měknutí asfaltu, a pryskyřic, které zlepšují přilnavost a elastické vlastnosti komerčního produktu. Zařízení používaná při výrobě bitumenu jsou trubkové reaktory nebo oxidační kolony. Při získávání stavebních asfaltů jsou preferovány první z nich, zatímco druhé jsou preferovány pro silniční asfalty.

Mícháním různých oxidovaných a zbytkových bitumenů, jakož i ropných zbytků a destilátů se získávají směsné bitumeny.

Zbytkové bitumeny jsou měkké, tavitelné produkty, oxidované jsou elastické a tepelně stálé. Asfalt získaný oxidací zbytků krakování obsahuje velké množství karbenů a karboidů, které narušují homogenitu asfaltu a zhoršují jejich cementační vlastnosti.

Technika

Zbytkový bitumen se vyrábí z topného oleje s vysokou koncentrací asfaltopryskyřičných látek vakuovou destilací jako zbytek z této destilace. Pamatujme, že topný olej je zbytek z atmosférické destilace ropy.

Zastavme se podrobněji u oxidace dehtů nebo zbytkového bitumenu vzdušným kyslíkem. Hlavními parametry procesu jsou teplota, proudění vzduchu a tlak.

Čím vyšší je teplota, tím rychleji probíhá oxidační proces, ale při příliš vysoké teplotě se urychluje tvorba karbenů a karbidů, které způsobují nežádoucí zvýšenou křehkost bitumenu. Obvykle se teplota udržuje na 250 - 280 0C.

Čím vyšší je průtok vzduchu, tím méně času je potřeba k oxidaci. Pokud je proudění vzduchu příliš vysoké, může se teplota v oxidační koloně zvýšit nad přípustnou úroveň. Proto je proudění vzduchu hlavním regulačním parametrem pro udržení požadované teploty. Celková spotřeba vzduchu závisí na chemickém složení suroviny a kvalitě výsledného asfaltu a pohybuje se od 50 do 400 m3 / t asfaltu.

Když se tlak v reakční zóně zvýší, proces se zintenzivní a kvalita oxidovaného bitumenu se zlepší. Zejména penetrace bitumenu se zvyšuje při konstantní teplotě měknutí. Typicky se tlak pohybuje od 0,3 do 0,8 MPa.

Hlavním aparátem je oxidační kolona o průměru 3400 mm a výšce 21 500 mm.

Technologický režim procesu je následující:

teplota, 0С:

suroviny opouštějící pec 180 – 250

v oxidační koloně, ne vyšší než 290

bitumen na výstupu z lednice 170 – 200

nakládání bitumenu do nádrží 170 – 180

tlak v oxidační koloně, MPa 0,3 – 08

spotřeba vzduchu, m3/t bitumenu 50 – 400

tepelný efekt procesu, kJ/kg bitumenu 168 – 502

oxidační produkty, % 3 -11

Konečně třetím způsobem, jak získat bitumen, je směs. Tato metoda je konečnou fází výroby bitumenu a jako složky využívá bitumen získaný ve formě zbytků vakuové destilace a oxidovaný bitumen. Kromě toho jsou jednou z důležitých složek sloučenin extrakty selektivního čištění destilačních olejů a odasfaltovacích sloučenin, protože jako koncentrát polycyklických vícekruhových aromátů dodávají bitumenu elasticitu a dobrou roztažnost.

Technologický režim takové instalace:

teplota, 0С:

suroviny na vstupu do zařízení 100 – 120

oxidace v reaktorech 260

bitumen po ledničkách 170

tlak, MPa:

vzduch na vstupu do směšovačů 0,9

směs na vstupu do reaktoru 0,8

spotřeba vzduchu, m3 / m3 produktu 100 – 150

recyklovaný: poměr krmení 6:1

Kapacita závodů na výrobu asfaltů je od 120 do 500 tisíc tun/rok.

Ropné bitumeny, složení, struktura a vlastnosti

Ropné bitumeny jsou pevné, viskoplastické nebo kapalné produkty rafinace ropy. Podle chemického složení je bitumen komplexní směs vysokomolekulárních uhlovodíků a jejich nekovových derivátů dusíku, kyslíku a síry, zcela rozpustná v sirouhlíku. Pro studium asfaltů se dělí na hlavní skupiny uhlovodíků (vlastností podobných) - oleje, pryskyřice, asfalteny, asfaltogenní kyseliny a jejich anhydridy.

Oleje jsou směsí cyklických uhlovodíků (hlavně naftenické řady) světle žluté barvy s hustotou menší než 1 a molekulovou hmotností 300...500; Zvýšený obsah oleje v bitumenech jim dává pohyblivost a tekutost. Množství olejů v bitumenu se pohybuje od 45...60 %.

Pryskyřice jsou tmavě hnědé viskoplastické látky s hustotou asi 1 a molekulovou hmotností do 1000. Pryskyřice mají složitější složení uhlovodíků než oleje. Skládají se převážně z neutrálních kyslíkatých heterocyklických sloučenin a poskytují bitumenu větší tažnost a pružnost. Obsah pryskyřice 15,30 %.

Asfalteny a jejich modifikace (karbeny a karboidy) jsou pevné, netavitelné látky s hustotou mírně větší než 1 a molekulovou hmotností 1000...5000 nebo více. Tato skupina uhlovodíků je základní složkou bitumenu. Zvýšený obsah asfaltenů v bitumenu určuje jeho vysokou viskozitu a teplotní stabilitu. Celkový obsah asfaltenů v různých bitumenech je 5...30 % i více.

Karbeny a karboidy se v bitumenu vyskytují poměrně zřídka v malých množstvích (1...2 %) a přispívají ke zvýšení křehkosti bitumenu.

Asfaltové kyseliny a jejich anhydridy jsou nahnědlé látky pryskyřičné konzistence o hustotě větší než 1. Patří do skupiny polynaftenových kyselin a mohou být nejen viskózní, ale i pevné. Asfaltogenní kyseliny jsou povrchově aktivní součástí bitumenu a pomáhají zvyšovat jeho přilnavost k povrchu minerálního kameniva. Jejich obsah v ropném bitumenu je asi 1 %.

Výše uvedené skupiny bitumenových uhlovodíků tvoří komplexní disperzní systém - koloidní roztok, ve kterém jsou kapalným prostředím oleje a roztok pryskyřic v olejích a pevnou fází jsou asfalteny, na jejichž povrchu jsou adsorbovány asfaltogenní kyseliny. Oleje, pryskyřice a asfaltény jsou obsaženy ve složení bitumenu v různých poměrech a tím předurčují jejich strukturu. V závislosti na kvantitativním obsahu olejů, pryskyřic a asfaltenů (a také na teplotě ohřevu) se koloidní struktura bitumenu - „gel“, „sol“, „solgel“ - mění z typu „sol“ na „ typu gel“. Gelová struktura je charakteristická pro pevný asfalt při teplotě 2O...25°C a je obvykle způsobena zvýšeným obsahem asfaltenů. Struktura solu je charakteristická pro bitumeny tekuté konzistence s vysokým obsahem pryskyřic a olejů.

Nejdůležitější vlastnosti bitumenu, které charakterizují jejich kvalitu, jsou viskozita, plasticita, teploty měknutí a křehkosti; kromě toho je třeba poznamenat vysokou adhezi, která určuje schopnost bitumenu vázat minerální zrna plniv do monolitu; jsou také schopné udělit hydrofobní vlastnosti materiálům ošetřeným bitumenem.

Hlavní charakteristikou strukturních a mechanických vlastností bitumenu je viskozita, která závisí především na teplotě a skupinovém složení. Viskozita je odpor vnitřních vrstev bitumenu vůči vzájemnému pohybu. U mnoha bitumenů je viskozita proměnná a klesá s rostoucím smykovým napětím nebo gradientem rychlosti deformace. Se stoupající teplotou viskozita klesá, s poklesem viskozita rychle roste a při teplotách pod nulou bitumen křehne. K měření strukturní viskozity se používají různé přístroje, které umožňují stanovit viskozitu v absolutních jednotkách (Pa-s) nebo ji vyjádřit v konvenčních jednotkách. Pro charakterizaci viskozity, nebo přesněji hodnoty inverzní viskozity, tj. tekutosti bitumenu, je přijat podmíněný ukazatel - hloubka pronikání jehly do bitumenu (penetrace). Hloubka průniku jehly do asfaltu se stanoví pomocí penetrometru přiložením zátěže o hmotnosti 100 g na jehlu po dobu 5 s při teplotě 25 °C nebo 0 °C se zatížením 200 g po dobu 60 s. Průnik pevného nebo viskózního asfaltu se vyjadřuje v jednotkách (stupních) rovných 0,1 mm průniku jehly do asfaltu. Čím vyšší je viskozita, tím menší je průnik jehly do bitumenu.

Plasticita je důležitou vlastností bitumenu. Zvyšuje se s rostoucím obsahem oleje, délkou zatížení a teplotou. Plastické vlastnosti tvrdého a viskózního bitumenu jsou konvenčně charakterizovány roztažností (tažností) - schopností natáhnout se do tenkých závitů vlivem vnějších konstantních sil. Pevnost v tahu se stanovuje pomocí speciálního zařízení - duktilometru při rychlosti deformace vzorku bitumenu ve tvaru „osmičky“ 5 cm/min, zkušební teploty 25 a 0 °C. Indikátorem prodloužení je délka vlákna v okamžiku přetržení vzorku, vyjádřená v centimetrech. Plastické vlastnosti bitumenu závisí na teplotě, skupinovém složení a struktuře. Například se zvýšením obsahu pryskyřic a asfaltenů se při konstantní teplotě zvyšuje plasticita bitumenu.

Podstatnou charakteristikou vlastností asfaltu je také teplota měknutí, stanovená na zařízení „kroužek a koule“ („K a Sh“) Teplota měknutí bitumenu vyjádřená ve stupních Celsia odpovídá teplotě vodní lázně. ve skle zařízení v okamžiku, kdy se bitumen přítomný v mosazném prstenci (průměr 16,0 mm), deformující se působením kovové kuličky o hmotnosti 3,5 g a postupným ohřevem vody rychlostí 5 °C za minutu, dotkne spodní polici stojanu. Spodní police stojanu zařízení je ve standardní vzdálenosti od prstence, rovná se 25 mm. Teplota měknutí viskózního a tvrdého bitumenu kolísá. rozmezí od 20 do 95 °C.

Pro charakterizaci tepelných vlastností bitumenu se kromě teploty měknutí stanovuje i teplota křehkosti.

Bod vzplanutí je teplota, při které se páry vzniklé při zahřívání bitumenu v otevřeném kelímku vznítí z aplikovaného plamene. Bod vzplanutí se zjišťuje pomocí standardního zařízení a zaznamenává se podle údajů teploměru v okamžiku, kdy dojde k záblesku bitumenu. Bod vzplanutí pevného a viskózního bitumenu je obvykle nad 200 °C a charakterizuje stupeň hořlavosti bitumenu při jeho zahřátí.

Podstatnou vlastností bitumenů je jejich vysoká přilnavost - přilnavost k povrchu různých minerálních a organických materiálů. Existuje mnoho metod a nástrojů pro stanovení adheze. Jednou z nich je vizuální metoda, při které se na pětistupňové škále posuzuje stupeň přilnavosti bitumenu k povrchu minerálních materiálů. Výborná přilnavost bitumenu 5 bodů v případě, kdy je bitumenový film na povrchu štěrku nebo drceného kamene po varu v destilované vodě zcela zachován. Velmi špatná přilnavost hodnocená jako jeden bod, kdy se bitumenový film po varu zcela uvolní z minerálních zrn a vyplave na hladinu vody.

V závislosti na ukazatelích základních vlastností, zejména viskozity, plasticity a bodu měknutí, se ropné bitumeny dělí na třídy:

Pro stavbu silnic je podle GOST k dispozici pět stupňů od BND (ropný silniční bitumen)-200/300 do BND-40/60, kde čísla frakcí označují přípustné limity pro daný stupeň změny indikátorů průrazu při 25 ° C a čtyři stupně BN od 200/300 do BN-60/90.

Pro stavební práce jsou podle GOST tři třídy označené „BN“ - ropný bitumen: BN-50/50, BN-70/30 a BN-90/10, kde čitatel frakce odpovídá teplotě měknutí podle na „K a Sh“ (kroužek a kulička) a jmenovatel udává průměrné hodnoty mezí změny penetrace při 25 °C.

Pro pokrývačské práce jsou podle GOST poskytovány následující třídy: BNK (ropný střešní bitumen)-45/180, BNK-90/40 a 90/30 a také BNK-45/190. V tomto případě čitatel zlomku odpovídá průměrné hodnotě indikátorů teploty měknutí podle „K a Sh“ a jmenovatel odpovídá průměrné hodnotě indikátorů penetrace při 25С.

Kromě pevných a viskoplastických bitumenů uvedených jakostí existují kapalné bitumeny. Tekuté bitumeny při pokojové teplotě mají nízkou viskozitu, tedy tekutou konzistenci a ve stavebnictví se používají ve studeném nebo mírně zahřátém stavu (do 50...60°C).

Vlivem odpařování těkavých frakcí a oxidačních procesů kapalný bitumen postupně houstne. V závislosti na rychlosti zahušťování se kapalný ropný bitumen vyrábí ve dvou třídách: středně zahušťující (třída SG) a pomalu zahušťující (třída MG). Tekutý asfalt třídy SG se vyrábí zkapalněním běžného, ​​viskózního asfaltu lehkými ředidly, jako je petrolej. K získání bitumenu třídy MG se používají ředidla uhelného nebo ropného původu (olej, topný olej atd.). Silniční kapalné asfalty tříd SG a MG jsou v závislosti na ukazatelích viskozity rozděleny do tří tříd, tyto asfalty musí splňovat požadavky GOST.

Ropné bitumeny se vyrábějí v ropných rafinériích z různých olejů, které se od sebe liší chemickým složením a vlastnostmi.

Ropa v továrnách prochází frakční destilací, aby se získaly lehké produkty (benzín, nafta, petrolej), mazací oleje a další druhy ropných produktů. Ropné zbytky po selekci lehčích frakcí - dehet, krakování - jsou následně využívány jako suroviny k výrobě ropného asfaltu specifikovaných vlastností. V současné době se ropný bitumen získává atmosféricko-vakuovou destilací ropy (zbytkový bitumen); oxidace ropných zbytků (oxidovaný bitumen) a míchání zbytků vzniklých při destilaci ropy (směsný bitumen).

Zbytkové bitumeny jsou produkty s nízkou viskozitou a obvykle podléhají oxidaci.

Oxidované bitumeny se vyrábějí profukováním vzduchu přes zbytky oleje (dehtu) ve speciálních oxidačních jednotkách na danou viskozitu. V důsledku interakce vzdušného kyslíku s dehtem při procesu foukání dochází k tvorbě vysokomolekulárních složek oxidovaného bitumenu a ke zvýšení jeho viskozity. V poslední době byla vyvinuta metoda kontinuální oxidace bitumenu. Zbytky ropy o teplotě asi -210°C vstupují do reaktoru, kde je pomocí speciálních zařízení (dispergantů) nasáván vzduch a distribuován v oxidovaném produktu. Při této technologii se spolu s intenzifikací oxidačního procesu zlepšuje kvalita oxidovaného asfaltu.

Směsné (smíšené) asfalty se vyrábějí především smícháním asfaltů odasfaltováním (zbytkový produkt po úpravě dehtu kapalným propanem) s ropnými destiláty.

Ropné bitumeny, pevné nebo viskoplastické a kapalné, jsou široce používány ve stavebnictví. Používají se pro stavbu vozovek, ploch letišť, plochých střech, zavlažovacích kanálů a výrobu hydroizolačních a střešních materiálů v nátěrovém průmyslu a chemickém průmyslu.

Pevné bitumeny z fosilních paliv

Směs org. látky obsažené v rašelině, uhlí a schopné se rozpouštět v nízkovroucích, slabě polárních org. roztoky při teplotě varu posledně jmenovaného.

Obsah bitumenu v rašelině se pohybuje od 5,6 do 28,5 %. Při zpracování rašeliny rozklad. Výtěžek rozpouštědel je (%): ether - 3,5, benzín - 5,0, benzen - 8,0, dichlorethan - 10,5, směs ethanolu a benzenu (1:1) - 12. Rašelinový bitumen je žlutý, hnědý nebo černý prášek nebo olejovitá pevná látka. Obsahují 65-75 % C a 9-12 % H, jejich tzv. kapka. 55-75°C, číslo kyselosti 20-60. Org. hmotu rašelinového bitumenu tvoří vosk (50-80 %), pryskyřičné kyseliny, uhlovodíky a pryskyřice. Voskové kyseliny mají t.t. 77-90°C, čísla kyselosti 116-160, mol. m. 340-380. Obsah oleje v bitumenu je 14-22%.

V hnědém uhlí se množství bitumenu značně liší (10-20 %); Max. výtěžku se dosáhne úpravou zemitého hnědého uhlí směsí alkohol-benzen (1:1). Hnědouhelný bitumen je hnědá pevná olejovitá látka; elementární složení: 77-80 % C, 9-12 % H; t. pád. 90-92°C, číslo kyselosti 35-36. Obsah vosku v bitumenech zemitého hnědého uhlí dosahuje 70-80%, v bitumenech jiných typů - 29-30%; obsah pryskyřice resp. 20-30 a 70-71 %. Vosky obsahují 80 % C, 13 % H, 0,6 % O; teplota tání 80 °C, číslo kyselosti 23.

Výtěžnost bitumenu při úpravě uhlí směsí alkohol-benzen (1:1) je 0,5-4,0 %. Takové bitumeny jsou pevné, tmavě zbarvené pryskyřičné látky; obsahují 82-87 % C a 7-10 % H; číslo kyselosti 40.

Praktickou hodnotu mají především bitumeny z rašeliny a hnědého uhlí. jejich vosková část, nazývaná horský vosk (montánský vosk)

Přírodní bitumeny

Přírodní bitumen je polotuhá nebo pevná směs převážně uhlovodíkového složení, rozpustná v organických rozpouštědlech. Geneticky jsou v různé míře odplyněny, mají ztracené lehké frakce, viskózní polotuhé přírodní deriváty ropy - malta, asfalt, asfaltit.

Přírodní bitumen je součástí fosilních paliv. Patří sem přírodní ropné deriváty vznikající při narušení konzervace jejích ložisek v důsledku chemické a biochemické oxidace, např. asfalty, kerity, malty, ozokerity atd. Těžba se provádí převážně lomovými nebo důlními metodami.

Tradiční bitumeny se používají stále méně, ale velmi oblíbené jsou bitumen-polymerové materiály a syntetický olej z nich vyráběný. To symbolizuje novou éru ve vývoji trhu s bitumeny. Největší zásoby bitumenu jsou v Kanadě. V posledních letech se rychlost těžby bitumenu pro výrobu syntetického oleje na jeho bázi neustále zvyšuje.

Bitumenové laky

Bitumenové laky jsou roztoky přírodního nebo umělého bitumenu v organických rozpouštědlech. Asfaltové laky se připravují z přírodního asfaltu obsahujícího minimální množství popela a síry (asfaltitu), nebo umělého asfaltu získaného chemickou rafinací ropy. Rozpouštědla pro bitumenové laky jsou terpentýn, lakový benzín, rozpouštědlo, xylen atd. Bitumenové laky se připravují tavením bitumenu s přírodními (například kalafuna) nebo syntetickými (například umělý kopál) pryskyřicemi při teplotě 280 ° C; potom se do ochlazené (170 °C) taveniny zavedou rozpouštědla. Při výrobě bitumenových laků na bázi oleje se navíc zavádějí sušicí oleje (například lněný, tungový) a sušidla (olovnaté, manganové nebo kobaltové soli mastných kyselin).

V závislosti na účelu a podmínkách použití lze složení bitumenových laků výrazně změnit a získat laky s různou viskozitou, krycí schopností a dobou schnutí (od 0,3 do 3 hodin). Velkou vadou bitumenových laků je jejich sklon k houstnutí vlivem vzdušného kyslíku; obvykle se eliminuje přidáním malého množství terpentýnu do laku před použitím.

Asfaltové laky se nanášejí na lakované předměty metodami běžnými pro barvy a laky (např. štětcem, stříkáním). Bitumenové laky na bázi oleje tvoří nevratné (nerozpustné) filmy, zatímco bezolejové tvoří vratné (rozpustné) filmy. Nátěry na bázi bitumenových laků mají dobrou odolnost proti povětrnostním vlivům, kyselinám a vodě a také vysoké elektroizolační vlastnosti. Nevýhody nátěrů jsou častá tvorba „vyrážky“ (pevné inkluze na povrchu filmu) a „pox“ (kulaté expozice, které se dostanou na lakovaný povrch).

Jak a čím odstranit bitumen z laku karoserie automobilu

Naši majitelé automobilů se s výskytem bitumenových „vzorů“ na karoserii setkávají poměrně často, zejména v horkém počasí, protože při opravě asfaltové vozovky stavitelé nalévají bitumen v přebytku na vozovku nebo pokládají velmi tenkou vrstvu drceného kamene. Stopy bitumenu se můžete zbavit různými způsoby. Rozhodli jsme se je vyzkoušet, abychom z vlastní zkušenosti viděli účinnost toho či onoho léku a poznali specifika jejich užívání. Během minitestu se ukázalo, že podle „síly“ čisticích vlastností lze odstraňovače bitumenu rozdělit do dvou skupin – na rychlé odstranění čerstvých nečistot a univerzální, tzn. na čerstvé i staré skvrny.

Na čerstvých kolejích

Autochemický trh nabízí především produkty pro účinné odstranění čerstvých bitumenových skvrn. Na tom není nic překvapivého. Aby kapalná frakce bitumenu nepronikla do vrstvy laku a barvy a navždy tam zanechala svou žlutou stopu, je nutné tyto nečistoty odstranit před úplným zaschnutím. Tato vlastnost umožnila vyrobit mnoho léčiv této skupiny s nízkým obsahem rozpouštědel (alkoholů) a přídavkem povrchově aktivních látek (tenzidů). Složení přípravků s povrchově aktivními látkami je voleno tak, aby získaly dobré čisticí vlastnosti a zároveň snížily těkavost, toxicitu a také eliminovaly negativní vlivy na vrstvu laku a barvy. Použití rozpouštědel v čisté formě je omezeno velkými ztrátami odpařováním při jejich rozprašování z aerosolů - nejpohodlnější způsob aplikace na povrch.

Pokud chcete lak v létě uchovat v původní podobě, je nutné tyto přípravky mít neustále v kufru auta a ne v garáži nebo doma. Musíte mít s sebou také měkké hadry, šampon a láhev vody na předběžné a následné umytí těla.

Čerstvý bitumen lze odstranit nejen autochemikálií, ale také obecně dostupným a automobilovým nadšencům dobře známým produktem – margarínem. Na rozdíl od aerosolů, které se doporučují stříkat na vychladlé tělo, je lepší nanášet margarín na teplý, ale ne horký povrch – tak rychleji taje a při tření se dobře mísí s viskózním bitumenem. Čištění margarínem samozřejmě není tak pohodlné jako čištění aerosolovými plechovkami, zejména proto, že jej v létě nemůžete dlouho nosit v autě - vyteče. Tento druh antibitumenu lze použít pouze v extrémních případech.

Staré skvrny

Co by měli dělat majitelé aut, kteří promeškali příležitost vyprat bitumen před zaschnutím? Podařilo se nám najít dva specializované přípravky, které účinně odstraňují staré „husté“ skvrny od bitumenu: švédskou značku Dinitrol – Cleaner se svěží citrusovou vůní č. 7230 a německý Henkel Teroson – Teer Entferner.

Zvláštností jejich použití je, že přípravky by měly být aplikovány na chlazený povrch. Rozpuštění bitumenu navíc nějakou dobu trvá, a pokud je jeho vrstva silná, bude nutné operaci několikrát opakovat. Aby byl proces odstraňování bitumenu příjemnější, Švédové přidali do svého produktu na bázi isopropylalkoholu citronovou příchuť. Neneutralizuje však vypařování alkoholu, které je nebezpečné pro lidské zdraví. Jiné přípravky rozpouštějí starý bitumen méně účinně. Lze je použít k odstranění bitumenových vzorů tenkých nití nebo teček.

Staré bitumenové skvrny lze odstranit běžným rozpouštědlem, rozpouštědlem a petrolejem. V tomto případě je třeba povrch hojně navlhčit a otřít měkkým hadříkem. Práce s těmito dostupnějšími „přípravky“ samozřejmě není tak pohodlná jako práce se specializovanými aerosoly, protože musíte mít také gumové rukavice, nejlépe respirátor. Tyto netradiční autodoplňky vám pomohou vyhnout se dalším problémům s mytím, stavem pokožky rukou a bolestí hlavy z výparů z odpařujících se rozpouštědel. Při použití těchto „přípravků“ je vhodné čištěný povrch umýt šamponem před úplným zaschnutím – jedině tak se vyhnete vzniku šmouh a mastných skvrn. Použití těchto přípravků může někdy způsobit zmatnění povrchu a ztrátu lesku, proto je u nových aut raději nepoužívejte.

Stojí za zmínku, že všechny uvedené produkty, přestože rozpouštějí ztvrdlý bitumen, nedokážou odstranit žluté stopy, které zůstávají na laku. Zbavíte se jich pouze drahým přelakováním, což málokdo dělá. A žluté stopy bitumenu na karoserii jsou vážným důvodem pro snížení hodnoty vozu při jeho prodeji.

Nuance technologie

I po krátkých jízdách se na povrchu karoserie usazuje prach. Při tření bitumenových skvrn se stává abrazivem a přispívá k tvorbě matných skvrn. Aby se tomu zabránilo, před odstraněním bitumenu je nutné auto nebo jeho jednotlivé oblasti kontaminované bitumenem důkladně umýt. Po odstranění bitumenových skvrn a umytí karoserie šamponem je vhodné nalakovat lak. Tato kosmetická operace vrátí povrchu lesk.

Pro lidské zdraví je velmi důležité dodržovat bezpečnostní opatření popsaná v pokynech pro použití speciálních léků. Nejběžnějšími požadavky je zabránit vdechování par produktu a dlouhodobému kontaktu s pokožkou. Konkrétní doporučení týkající se bezpečnostních opatření a funkcí použití jsou uvedena na štítku, takže je lepší kupovat léky s pokyny v ruském jazyce.

Pokud pojedete tišeji, budete čistší

Odstraňování bitumenu z těla není příjemná operace. Naše tipy vám pomohou vyhnout se znečištění auta nebo ho snížit na minimum.

Při jízdě na silnici s bitumenem roztaveným žárem byste měli přejít na

"Bezpečné řízení:

nízká rychlost (30-50 km/h), zvláště pokud je na silnici hustý provoz;

minimální počet manévrů - při otáčení kol z nich bude odstraněn viskózní bitumen

stříkat přímo na tělo;

pohyb mimo zhutněnou dráhu, na které bitumen silněji „plave“;

velká vzdálenost od náklaďáku jedoucího vpředu, zpod jehož kol létají

bitumen, zejména při absenci zábran proti stříkající vodě.

Bitum v životním prostředí

V životním prostředí nám asfalt leží pod nohama v podobě povrchu vozovky – asfaltu. Asfalt se vyrábí z viskózního ropného silničního bitumenu. Trhliny a švy v asfaltových vozovkách jsou utěsněny bitumen-polymerovým tmelem. Hlavními vlastnostmi viskózních ropných silničních asfaltů jsou dobrá pojivost ke kamennému materiálu, vysoká plasticita při nízkých teplotách a odolnost vůči povětrnostním vlivům. Podle hlavních vlastností se viskózní ropné silniční bitumeny dělí na značky: BND 40/60, BND 60/90, BND 90/130, BND 130/200 a BND 200/300; olej (BN) - čtyři druhy: BN 60/90;BN 90/130, BN 130/200, BN 200/300; čísla zlomků udávají přípustné limity indikátorů penetrace pro danou značku při 25°C.

Pro přepravu asfaltu z výrobního závodu se asfalt sype z bunkru do automobilových nebo železničních cisteren, forem nebo kontejnerů metodou hermeticky uzavřeného asfaltového plnění. Protože se bitumen lije v roztaveném stavu při vysoké teplotě ohřevu, hermeticky uzavřený způsob lití bitumenu eliminuje možnost zranění obsluhujícího personálu.

Bitumen a jeho modifikace našly díky své nízké ceně a také nerozpustnosti ve vodě široké uplatnění při výrobě hydroizolačních a lepicích materiálů, bez kterých se dnes již žádné stavebnictví neobejde.

Bitumenové nátěry střešních krytin jsou nejrozšířenější ve stavebnictví. V současné době se vyrábí široká škála nátěrů bitumenových střešních krytin, jako jsou bitumenové tmely, bitumenové bitumenové krytiny základní a bezpodkladové válcované, hydroizolační zděné bitumenové materiály - k, bitumenové šindele atd.

Svařované hydroizolační bitumenové materiály se rozšířily v 70-80. a v současné době se používají. Patří sem horké bitumenové tmely a válcované střešní materiály, které se na betonový povrch nanášejí zahřátím na 160-180° C. Bitumenové tmely se podle složení dělí na studené a horké. Široká škála bitumenových tmelů s různými základními a fyzikálně-chemickými vlastnostmi, účelem a způsobem aplikace je potvrzena certifikátem bitumenových tmelů. Certifikát bitumenového tmelu je vydán po důkladném prostudování složení výzkumným ústavem.

Při stavebních a opravárenských pracích na zateplování a zateplování budov má asfalt a jeho úpravy široké uplatnění. Při izolaci švů a spár mezi kovem - betonem, dřevem - betonem nebo kovem - dřevem se používá bitumen-polymerový tmel. Při provádění tepelné izolace stěn, podkroví a střešních konstrukcí, ve svislých a šikmých stěnách v podkroví, v mezipodlažních příčkách a stropech se používá bitumenové lepidlo bez organických rozpouštědel. Při použití takové lepidlo nevydává ostré a škodlivé pachy, jako lepidlo s organickými rozpouštědly ve formě benzínu, petroleje, trichloretylenu atd. Nejběžnějším přírodním, ekologickým rozpouštědlem pro bitumen a jeho modifikace je kukersol. Ve špatně větraných a uzavřených prostorách, jako jsou sklepy a půdy, je možné provádět práce bez újmy na zdraví s bitumenovým lepidlem bez organického rozpouštědla.

Široké používání bitumenu tedy hraje obrovskou roli ve všech oblastech lidského života.

Prameny

kromizol.com YUS-LTD

www.toyota.com.ua Oficiální stránky Toyoty

www.soyuz.kiev.ua Izolit

ru.wikipedia.org Wikipedie – bezplatná encyklopedie

www.materialsworld.ru Svět stavebních materiálů

www.chemport.ru Chemický portál

www.akpr.ru Akademie podmínek průmyslového trhu

dic.academic.ru Slovníky a encyklopedie o akademicích

Bitumen je materiál široce používaný ve stavebnictví, vyznačující se vynikajícími hydrofobními a adhezivními vlastnostmi. Používá se především pro asfaltování komunikací. Tento materiál se také velmi často používá jako hydroizolační prostředek při výstavbě budov a konstrukcí. V tomto článku podrobně porozumíme tomu, co je bitumen, jaké jsou jeho vlastnosti a rozsah použití.

Definice

Bitumen je hustá, viskózní, černá látka podobná pryskyřici. Obvykle se dodává v kusech, které se před použitím roztaví.Složení asfaltu je velmi složité. Jedná se o kombinaci uhlovodíkové báze s jejími deriváty, dále kovy, kyslíkem a dusíkem. V tomto materiálu jsou také přítomny různé heteroorganické sloučeniny. Obecně je složení bitumenu tak bohaté, že identifikace všech jeho složek je prostě nemožná.

Jak se vyrábí

Hlavním produktem používaným k přípravě bitumenu je olej. Existují pouze tři hlavní typy tohoto materiálu:

1. Koncentrování olejových zbytků vakuovou destilací. Konečný produkt je měkký a tavitelný. Pomocí této metody se bitumen získává z vysoce pryskyřičného (sirnatého) oleje.
2. Oxidace dehtu (zbytků oleje) profukováním kyslíkem při teplotě +180...+300 stupňů. Tato metoda vytváří tepelně stálý elastický materiál.
3. Míchání zbytkových a oxidovaných ropných produktů s destiláty.

Přírodní bitumen

Nejčastěji se tento materiál vyrábí uměle pomocí tří výše popsaných technologií. Existuje však také přírodní bitumen, jehož vlastnosti a použití jsou přibližně stejné jako u běžného bitumenu. Vyskytuje se v přírodě a tvoří unikátní čočky. Přírodní bitumen se prakticky nikdy nenachází v čisté formě. Nejčastěji impregnuje nějakou sedimentární vrstvu. Typicky se jedná o horniny jako pískovec nebo vápenec. V tomto případě se čistý přírodní bitumen získává nejprve mletím kamenů. Někdy se taková asfaltová skála jednoduše důkladně rozemele a použije při stavbě silnic.

Druhy bitumenu podle oblasti použití

Podle oblasti použití je tento materiál rozdělen do čtyř velkých skupin:

• Stavební bitumen. Používá se pro základy, ponořené dřevěné konstrukce atd.
• Zastřešení. Používá se k ochraně střech obytných, průmyslových a veřejných budov před vlhkostí.
• Ropný silniční bitumen. Nejběžnější varianta používaná pro přípravu asfaltů.
• Izolační. Používá se k ochraně kovových potrubí před vlhkostí a korozí.

Silniční bitumen

Tento hydrofobní materiál se nejčastěji používá při stavbě dálnic. Existují dva hlavní typy silničního bitumenu:

• Viskózní. Získává se z ropy.
• Kapalina. Tato odrůda se vyrábí z viskózního bitumenu. Jako ředidlo se používají ropné produkty.

Viskózní ropný silniční bitumen se používá při stavbě dálnic v teplém období. Tekutý materiál se používá v chladném počasí. Viskózní bitumen se před pokládkou zahřeje na bod tání. Tekutý materiál lze použít za studena nebo zahřátý. Nějaký čas po pokládce v důsledku oxidačních procesů takový bitumen zhoustne a vytvoří hustý elastický film odolný proti vlhkosti.

Jaké vlastnosti byste měli věnovat pozornost při nákupu?

Existují pouze tři hlavní parametry, podle kterých lze určit kvalitu bitumenu:

• indikátor teploty měknutí;
• tažnost (stupeň tažnosti bitumenové nitě);
• penetrace (viskozita).

Druhý indikátor je určen ponořením jehly nebo kužele do bitumenu při určité teplotě.

Označení

Je velmi snadné zjistit, který bitumen je určen pro který typ práce. Chcete-li to provést, musíte se podívat na značení.

• Stavební asfalt je označen písmeny BN.
• Silnice - BN nebo BND.
• Střešní krytina - BNK.

Za písmeny v označení jsou dvě čísla oddělená lomítkem. První číslo označuje bod měknutí, druhé - stupeň viskozity. Ten se stanoví ponořením jehly do bitumenu při teplotě 25 °C.

Značky viskózního silničního asfaltu

Jak již bylo zmíněno, takový materiál je dodáván v kusech nebo v sudech. Při dláždění se používá BN (ropný bitumen) a BND (ropný silniční bitumen). Podle GOST se vyrábí pouze deset druhů tohoto materiálu (BDN od 200/300 do 40/60, BN od 200/300 do 60/90).

Tekutý silniční bitumen

Tento materiál je označen samostatně. Existují pouze dvě jeho odrůdy:

1. SG - zahušťování při střední rychlosti.
2. MG - zahušťování pomalu. Tato odrůda se používá při stavbě silnic v klimatických zónách II-V.

V tomto případě jsou za písmeny také dvě čísla oddělená lomítkem, udávající přípustný rozsah tažnosti (při teplotě 60 o C s otvorem 5 mm na viskozimetru).

Při nákupu šarže je třeba zkontrolovat certifikát (pas) pro tekutý ropný silniční bitumen. Značka SG, stejně jako MG, BDN a BN, musí odpovídat GOST+. Budeme mluvit o tom, co je tento dokument o něco nižší.

Bezpečnostní opatření při práci s bitumenem

Při použití tohoto materiálu byste měli být velmi opatrní. Bitumen je hořlavý. Nebezpečí požáru konkrétní značky je určeno následujícím ukazatelem: Je vyšší u viskózních stavebních, silničních, střešních a izolačních asfaltů a nižší u tekutých asfaltů. Proto byste při práci s posledně jmenovanými měli být obzvláště opatrní.

Mimo jiné při provádění operací souvisejících s aplikací, skladováním, přepravou atd. asfaltu je podle pravidel průmyslové bezpečnosti nutné nosit speciální oděv. Tím je pracovník chráněn před horkými, obtížně omyvatelnými kapkami, které se dostanou do kontaktu s pokožkou.

Certifikát kvality bitumenu

Bitumen prodávaný podniky musí splňovat normy GOST 2245-90. Dnes však mnoho společností vyrábí produkty tohoto typu se zlepšenými vlastnostmi. Proto jsou bitumeny té či oné nové značky doprovázeny speciálními certifikáty certifikovanými vedoucími laboratoří, nazývanými také pasy. Uvádějí parametry jako je penetrace, tažnost, bod měknutí produktu atd.

Takový dokument se vydává nejen pro viskózní, ale také pro ropné silniční kapalné MG bitumen. Certifikát kvality je zárukou, že vlastnosti materiálu odpovídají vlastnostem deklarovaným výrobcem. K dokumentu musí být připojena pečeť společnosti.

Samozřejmostí musí být pasport pro tekutý ropný silniční asfalt SG, stejně jako pro střešní a izolační asfalt. Mezi nové značky tohoto materiálu patří například BND-U a Euro BV. Ve vztahu k nim nejsou standardy kvality určeny GOST, ale TU a STO. Při výrobě Euro BV jsou brány v úvahu i požadavky evropské normy EN 12591.

Nejběžnější značky

Ve stavebnictví se nejčastěji používá ropný silniční asfalt 90/10. Výrobci jej vyrábějí a prodávají ve velkém množství, používá se k hydroizolaci základů, podzemních částí dřevěných nosných konstrukcí, mezipanelových spár, sklepů a stěn. Od jiné poměrně oblíbené značky, BN 70/30, se odlišuje vyšším bodem tání. To rozšiřuje rozsah jeho použití, protože fólie, kterou vyrábí, je schopna odolat vysokým teplotám ohřevu.

Při stavbě dálnic se často používá ropný silniční asfalt MG130/200. Obvykle se používá v oblastech, kde teplota vzduchu v zimě neklesá pod 20 o C. Tento materiál tvoří spolehlivý a velmi hladký povrch vozovky.

Teplota měknutí (asi C)		Zbytek po odpaření ředidla - 30
Bod vzplanutí
Kujnost	Při teplotě 25 o C 1 cm	131-200 při 60 o C a průměru otvoru 5 mm
Průnik	Při teplotě 25 o C - 5-20
Odpařené množství ředidla		Ne méně než 5 %

Ropný asfalt pro silnice, stavby a střešní krytiny je materiál, který je na trhu velmi žádaný. Dnes ho vyrábí mnoho společností. Výběr kvalitního produktu proto nebude vůbec těžký. Hlavní věcí je věnovat pozornost označení a koupit v tomto konkrétním případě nejvhodnější možnost.