Битумы применялись в качестве строительного материала еще в глубокой древности. За 3000 лет до нашей эры в Вавилоне и Ассирии, расположенных в междуречье Тигра и Евфрата, природный битум использовали в качестве цементирующего и водоизолирующего материала.
Органические вяжущие вещества делят на две основные группы: битумные и дегтевые.
К битумным материалам относятся
Природные битумы — вязкие жидкости или твердообразные вещества, состоящие из смеси углеводов и их неметаллических производных. Природные битумы получились в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти. Природные битумы встречаются в местах нефтяных месторождений, образуя линзы, а иногда и асфальтовые озера. Однако природные битумы в чистом виде встречаются редко, чаще они пронизывают осадочные горные породы.
Асфальтовые породы — пористые горные породы (известняки, доломиты, песчаники, глины, пески), пропитанные битумом. Из этих пород извлекают битум или их размалывают и применяют в виде асфальтового порошка.
Нефтяные (искусственные) битумы, получаемые переработкой нефтяного сырья, в зависимости от технологии производства могут быть: остаточные, получаемые из гудрона путем дальнейшего глубокого отбора из него масел; окисленные, получаемые окислением гудрона в специальных аппаратах (продувка воздухом); крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти.
Гудрон — остаток после отгонки из мазута масляных фракций;
- он является основным сырьем для получения нефтяных битумов, используется в виде связующего вещества в дорожном строительстве.
К дегтевым материалам относят различные виды дегтя и пеки.
Наиболее широкое применение органические вяжущие вещества получили в гидротехническом, дорожном, промышленно-гражданском строительстве в виде кровельных, гидроизоляционных материалов, асфальтобетона, асфальтораствора, уплотняющих материалов. Органические вяжущие хорошо совмещаются с резиной и полимерами, что позволяет значительно улучшить качество битумных материалов в соответствии с требованиями современного строительства.
Возникла новая отрасль, производящая гидроизоляционные материалы (изол, бризол и др.) из вторичного резинового сырья. Изготовление рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов осуществляется на полностью механизированных поточных линиях непрерывного действия.
Битумы, дегти и материалы на их основе
... получают церезин. Сплав озокерита, парафина и церезина употребляют для пропитки ткани, бумаги, электроизоляционных материалов в производстве резинотехнических изделий и для других целей. За 600 лет до нашей эры природные битумы ... не только под действием нагрева, но и под действием веществ отвердителей, ультрафиолетового и г-излучения и других факторов. Термореактивные полимеры более теплостойки, ...
- Характеристики сырья битумов
Сырьем для производства битумов являются остаточные продукты нефтепереработки: гудроны, асфальты деасфальтизации, экстракты селективной очистки масляных фракций.
В настоящее время техническое перевооружение, связанное с увеличением выпуска основной продукции (моторных и котельных топлив), повлекло за собой уменьшение и утяжеление сырьевых компонентов для производства битума (гудрона, слопа, асфальта), что, безусловно, сказалось как на качестве получаемых битумов, так и уменьшении количества производимого нефтяного битума.
Кроме того, с каждым годом дефицит нефти становится все значительнее, что сопровождается постоянным повышением цен на нефть и нефтепродукты. В скором времени нефтяной битум будет иметь цену, сопоставимую с высококачественным топливом. В связи с этим целесообразно обратить внимание на альтернативное углеводородное сырье и, в частности, угольные жидкие продукты, которые по своим качествам сопоставимы с нефтепродуктами. Одним из вариантов покрытия дефицитного сырья является получение дорожного битума на основе термического растворения угля.
В качестве растворителя целесообразно использовать частично нефтепродукты и в частности, мазут и нефтяные остатки. Известно, что и мазут и тяжелые нефтяные остатки содержат ароматические и
Наилучшим сырьем для производства битума служат остаточные продукты переработки тяжелых смолисто-
1.1 Гудроны
Гудро́н (фр. goudron) — остаток, образующийся в результате отгонки из нефти при атмосферном давлении и под вакуумом фракций, выкипающих до 450—600 °C (в зависимости от природы нефти).
Выход гудрона — от 10 до 45 % от массы нефти. Гудрон — вязкая жидкость или твердый асфальтоподобный продукт черного цвета с блестящим изломом. Содержит парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды (45-95 %), асфальтены (3-17 %), а также нефтяные смолы (2-38 %), адсорбируемые силикагелем из деасфальтизированного продукта.
Зольность гудрона обычно менее 0,5 %. Элементный состав (в % по массе):
85-87 С,
9,3-11,8 Н,
0,2-6,3 S,
0,2-0,7 N,
0,08-1,25 О.
Организационная подготовка производства, её содержание и задачи
... по созданию конкретных видов новой продукции; создание или усовершенствование организационной структуры системы подготовки производства на предприятии; закрепление каждой работы за соответствующим подразделением ( ... - совокупность связанных между собой единством содержания и методами выполнения работ, обеспечивающая решение конкретной задачи подготовки производства. Фаза - комплекс стадий и работ, ...
Кроме того, в гудроне концентрируются практически
В зависимости от природы нефти и степени извлечения газойлевых фракций плотность гудрона составляет от 0,95 до 1,03 г/см³, коксуемость от 8 до 26 % по массе, температура плавления 12—55 °C, температура вспышки от 290—350 °C.
Применение: Гудрон используют для производства дорожных, кровельных и строительных битумов, малозольного кокса, смазочных масел, мазута, горючих газов и моторного топлива.
Кислый гудрон — отходы, которые образуются при очистке некоторых нефтепродуктов (например, смазочных масел) концентрированной серной кислотой; вязкая жидкость черного цвета, содержащая наряду с органическими веществами 15-70 % серной кислоты.
Асфальты образуется из тяжёлых фракций нефти или их остатков в результате испарения её лёгких составляющих и окисления под влиянием гипергенеза. Встречается в виде пластовых жильных залежей, а также пропитанных проницаемых пластов (т. н. закирований) и озёр в зонах естественного выхода нефти на земную поверхность (содержание в породах от 2-3 до 20 %).
Твёрдая легкоплавкая масса чёрного цвета с блестящим или тусклым раковистым изломом. Плотность 1,1 г/см³, температура плавления 20-100 °C. Содержит 25-40 % масел и 60-75 % смолисто-асфальтеновых веществ. Элементный состав (%): 80-85 C, 10-12 Н, 0,1-108, 2-3 О. Месторождения асфальта имеются на территории бывшего СССР, в Венесуэле, Канаде, Франции, на о. Тринидад и др. Смешиваясь с минеральными составляющими (песком, гравием и пр.) он превращается в более или менее мощную кору на поверхности больших «нефтяных озёр». Такой асфальт широко распространён в районах неглубокого залегания или выхода на поверхность земли нефтеносных пород и обычно заполняет трещины и каверны в известняках, доломитах и других породах.
1.3 Экстракты
Экстракты – используются как сырье для производства битумов, технического углерода, являются компонентами сажемаслонаполненных каучуков. Характеристика рафинатов и экстрактов приводится в табл.
- Характеристики получаемых битумов
Современный битум – это в большинстве случаев
Дорожный битум – наиболее востребованный среди всех перечисленных видов материал. Распространенность данного вида битумов объясняется масштабным дорожным строительством. Данный вид битума может быть вязким или жидким. Вязкий используется в качестве основного вяжущего компонента при укладке дорог, а также при их ремонте, – он повышает эластичность и мягкость горячего асфальта, тем самым облегчая его укладку. Жидкий дорожный битум производится с помощью добавления нефтяных растворителей к вязкому. Тип дорожного битума (БН, БНД) выбирается, исходя из климатических особенностей конкретного региона.
Нефтяные битумы. Виды, характеристики, способы изготовления и применения
... отношение С:Н (атомное), характеризующее степень ароматичности, обычно равно 0,55—0,66. Плотность масел меньше 1 г/см ^3 (103 кг/м ^3 ). ... внимание тенденция к увеличению мощности и выхода битумов па перерабатываемую нефть. Выход битума на нефть составляет 2—5%, в США 4,5%, ... других областях народного хозяйства наибольшая . Доля дорожных покрытии с применением битума в СССР составляет 93—95% от всех ...
Строительный битум широко применяется для выполнения разного вида работ, в том числе для гидроизоляции бетонных сооружений, подвалов домов и фундаментов. Пластичность материалов, имеющих в своем составе битум, позволяет заделывать ими достаточно широкие трещины (до 0,5 см).
Строительный битум применяется, как правило, в горячем виде. Для того чтобы применять его в холодном виде, он должен иметь форму эмульсии или разбавляться растворителями.
Кровельный битум используется при производстве кровельных материалов. Битум может использоваться как для покрытия кровельной основы (покровные битумы), так и для ее пропитки (пропиточные битумы).
Покровный битум может быть простым (сырьевым) или окисленным. Окисленный битум имеет лучшие характеристики по теплостойкости. Для верхнего слоя кровельных материалов в мире широко используются битумы, модифицированные разнообразными полимерными добавками. Такое усовершенствование значительно повышает прочность и долговечность материала, его тепло- и морозоустойчивость.
Изоляционные битумные покрытия используются в основном для длительной защиты разнообразных труб от коррозии. Мастики на основе битума могут иметь в своем составе пластификаторы (нефтяные масла, каучук), которые способствуют сохранению эластичности битумной изоляционной мастики при нанесении в
Изоляционные свойства битума широко используются при производстве рулонных гидроизоляционных материалов.
Битумы представляют собой сложную смесь
Элементарный состав битумов примерно следующий (в вес.%): углерода 80—85; водорода 8—11,5; кислорода 0,2—4; серы 0,5—7; азота 0,2— 0,5.
Характерно, что с увеличением содержания серы в битуме повышаются его плотность (рис. 1) и коэффициент рефракции его масляного
Для разделения битумов на группы разработано большое число методов. Наиболее характерными и широко применяемыми в практике являются методы Маркуссона , ГрозНИИ , Н. Фурби , Н.И. Черножукова и Г.А. Тилюпо , С.Р. Сергиенко и сотрудников , О’Доннелля , Л.P. Клейншмидта, А. Бестужева и Д. Баргмана , ВНИИ НП и СоюзДорНИИ . Применяя различные методы разделения битумов и растворители, получают различные результаты по числу групп, их содержанию и структуре. Так, доля асфальтенов, осажденных при помощи петролейного эфира, меньше, чем при использовании н-гептана, и т. д . По методу Маркуссона битумы разделяют на масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Часто пользуются делением битума на асфальтены и мальтены, представляющие собой сумму масел и смол.
Масла снижают твердость и температуру размягчения
Органические вяжущие вещества (Битум)
... производства кровельных, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов, а также их широкое распространение в гидротехническом и дорожном строительстве. Плотность битумов в зависимости от группового состава ... быть: остаточные, получаемые из гудрона путем дальнейшего глубокого отбора из него масел; окисленные, получаемые окислением гудрона в специальных аппаратах (продувка воздухом); крекинговые, ...
Характеристика масляных соединений, входящих в состав битумов, следующая. Парафиновые соединения нормального и изостроения с числом углеродных атомов 26 и более, имеют плотность 0,79-0,82 г/см ^3 (790 — 820 кг/м ^3 ), коэффициент рефракции 1,44—1,47, молекулярный вес 240 — 600, температуру кипения 350 — 520°С, температуру плавления 56—90°С. Нафтеновые структуры содержат от 20 до 35 углеродных атомов, плотность 0,82—0,87 г/см^3 (820-870 кг/м^ 3 ), коэффициент рефракции 1,47—1,49, молекулярный вес 450—650.
