Бітум - це що таке? Властивості і область застосування бітуму

Бітум - це один з найдавніших будівельних матеріалів, відомих людству. У наш час його застосування передбачає досить різноманітні варіанти. Існує безліч різновидів цього матеріалу.

Різновиди

Бітумні речовини - це органічні матеріали, до яких відноситься кілька видів.

• Природний бітум. Є в`язким речовиною або твердим матеріалом, який складається із з`єднань вуглеводів та їх похідних. Шляхами їх утворення є природні окисні процеси полімеризації нафти. Вони мають поширення в місцях знаходження нафти. Чистий природний бітум - це досить рідкісне речовина.
• Асфальтові різновиди. Цей тип знаходять частіше, ніж попередній. Він знаходиться в пористих гірських породах. Їх розмелюють і перетворюють на порошок. Так виходить дорожній бітум.
• Нафтовий. Це штучна різновид матеріалу. Її отримують в процесі переробки нафти. Відповідно до типу технологічного циклу такі бітуми поділяють на залишкові, окислювальні і крекінгові.

  

Склад

Бітум має наступний склад в класичному варіанті:

• до 80% вуглецю;
• до 15% водню;
• від 2 до 9% сірки;
• не більше 5% кисню;
• від 0 до 2% азоту.

  

Перераховані речовини знаходяться у вигляді сполук вуглеводнів, сірки, кисню та азоту.

Всі елементи можна класифікувати за трьома групами.

1. Тверда складова - високомолекулярні вуглеводні, які називаються асфальтенами. Також до твердих складових належать парафіни.

2. Смоли - аморфні матеріали, які мають темно-коричневе забарвлення.

3. Масляні фракції - це різні вуглеводні, які мають щільність менше 1.

Бітум - це досить складна речовина з певним співвідношенням всіх складових. Підвищення в його масі асфальтенов призведе до збільшення твердості, крихкості і температури розм`якшення.

Парафіни також знижують пластичність бітуму, тому при виробництві приділяється увага зниження їх вмісту до 5% і менше.

Галузь застосування

Залежно від фізичних властивостей розрізняють наступні напрямки застосування бітуму:

• дорожнє будівництво;
• пристрій покрівлі;
• гідроізоляція;
• виробництво електорокабеля;
• шино-гумова технологія;
• акумулятори;
• лакофарбова продукція;
• металургія;
• виробництво углебрікетов;
• нафтопереробка.

У проведенні будівельних робіт самотужки бітум є самим затребуваним матеріалом для гідроізоляції різних об`єктів, особливо погребів і підвалів.

Нафтовий дорожній

У будівництві доріг використовуються бітуми нафтові дорожні (ГОСТ 22245-90). Існує кілька марок такого матеріалу.

Щоб правильно підібрати різновид, слід визначитися з типом кліматичної зони.

Для природних умов, які характеризуються температурою в холодну пору року в середньому не вище -20 С, підійдуть відповідно до ГОСТу такі дорожні бітуми, як БНД 200/300, БНД 130/200, а також БНД 90/130.

Для регіонів, де середні температури в холодну пору року становлять від -10 до -20 С, передбачені бітуми нафтові дорожні ІІ та ІІІ кліматичної дорожньої зони. До них відносяться наведені вище різновиди, а також БНД 60/90.

Якщо ж середньомісячні температури в холодну пору року перебувають у межах від -5 до -10 С, то ГОСТ передбачає використання таких нафтових дорожніх бітумів, як всі вищеперелічені види, а також БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200 , БН 200/300.

Для місцевості, в якій зима характеризується середньомісячними температурами не нижче +5 С, підходять нафтові дорожні бітуми таких типів, як БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130.

Нафтовий

Існують різновиди, які використовуються для будівництва не тільки доріг, але і житлових об`єктів. Це універсальні марки. Є тільки три марки, до яких відносяться такі бітуми нафтові, як БН 70/30, БН 90/130, БН 50/50.

Так само як і бітуми нафтові дорожні, ГОСТ яких регламентує умови застосування кожного різновиду, для будівельних бітумів діє ГОСТ 6671-76.

Чим менше температура навколишнього середовища, тим більше еластичний матеріал необхідно застосовувати для будівництва. Це забезпечить його довговічність і тривалість експлуатації.

Нафтові покрівельні матеріали

Для різних робіт з монтажу покрівлі використовують спеціальний бітум. Властивості і область застосування його регламентує ГОСТ 9548-74. Даний стандарт передбачає використання трьох різновидів цього матеріалу покрівлі:

• БНК 90/30 - має таку сферу застосування, як освіта покривного шару даху.
• БНК 40/180 - використовується для вчинення просочування.
• БНК 45/190 - вибирається для обробки покрівлі та отримання матеріалу для даху.

Фактори, що впливають на тип дорожнього матеріалу

Бітум дорожній, ГОСТ якого передбачає кілька типів такої речовини, характеризується безліччю різних властивостей. Кожне надає певні якості матеріалу.

Найважливішими з них, визначальними область застосування бітуму, вважаються пластичність, температура розм`якшення, крихкість, спалахування, в`язкість, адгезійні якості.

Високі температури сприяють збільшенню ступеня в`язкості бітуму. При похолоданні матеріал втрачає цю якість і в момент досягненні теплової кордону стає крихким.

Збільшити пластичність допомагає додавання до складу матеріалу масел. Чим більше морозостійкість нафтового дорожнього бітуму, тим вищий клас його якості.

Температура спалахування також є дуже важливим показником для такого матеріалу, як бітум дорожній. ГОСТ передбачає стандартну величину цього показника +200 С і вище. Чим більше температура спалахування, тим менше пожежонебезпека речовини.

Показник адгезії допоможе дізнатися, як добре схоплюється бітум з підставою поверхні. Чим вищий цей показник, тим міцніше тримається матеріал на поверхні.

Технологія використання матеріалу

При будівництві доріг та інших об`єктів застосовується технологія розігрівання бітуму. Цей процес проводиться у відповідності з певними правилами. Техніка використання матеріалу закладена в характеристиках такої речовини, як бітум. ГОСТ розкриває його найважливіші властивості.

Для розігріву матеріалу, що застосовується в будівництві та ремонті, використовується спеціальний котел з товстими металевими стінками і герметично закривається кришкою. Товщина матеріалу дозволить йому уникнути підгоряння.

Заповнюється 2/3 ємності. Бітум перед завантаженням розколюється на шматки невеликого розміру.

Підігрівання проводиться на невеликому вогні, і матеріал розтоплюється до однорідної маси. При появі чужорідних домішок їх витягують спеціальним ситом. Гранична температура розігрівання становить +200 С.

При температурі підігріву від +160 до +170 С бітум розплавиться приблизно за 3:00. Якщо збільшити її до граничного значення, процес розігріву складе всього 1:00.

Бітуми нафтові дорожні не терплять збільшення підігріву понад +200 С, адже їх властивості від цього будуть погіршуватися. При +220 С почне утворюватися кокс.

При перегріві бітуму утворюється неприємний жовто-зелений дим, а при досягненні кордону в +240 С речовина може навіть спалахнути. Тоді кришку котла закривають, щоб загасити полум`я.

Після перегріву і спалахування бітум дорожній стає крихким і вже не підійде для проведення робіт з будівництва або ремонту.

Зберігання і перевезення

Складування бітумів відбувається в спеціальних резервуарах. Вони обладнані механізмами перемішування підігрівається речовини. Ця техніка повинна мати особливі шляхи подачі водяної пари для профілактики спалахування парів матеріалу.

Для спустошення резервуарів в них передбачено дно під ухилом.

Техніка, що перевозить рідкий бітум дорожній, обладнана спеціальними насосами, які перекачують речовину.

Якщо ж матеріал перевозять в твердому вигляді, використовуються спеціальні розбірні форми.

У процесі транспортування і зберігання забезпечуються всі вимоги пожежної безпеки, так як бітум відноситься до легко займистих речовин. Виконуючи всі правила безпеки, можна не боятися виникнення непередбачуваних ситуацій у роботі з цим матеріалом. Вивчивши властивості і різновиди матеріалу, можна грамотно застосовувати його в будівництві різних об`єктів.

Бітум - це речовина, що володіє такими позитивними якостями, як вологостійкість, міцність, несхильність кліматичних впливів, низька звуко- і теплопроніцаемості, а також мала провідність струму. Завдяки цим властивостям він є дуже затребуваним і надійним будівельним матеріалом.