Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое битум, его классификация и разновидности

Что такое битум, его классификация и разновидности

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

Классификация битума по происхождению

Сегодня представлены две группы битумов, отличающиеся между собой методом его получения:

  • искусственные (технические);
  • природные.

Важно отметить, что исходное сырье в любом случае одинаковое. Производство искусственного материала осуществляется на специализированном оборудовании, которое выделяет битум из нефти. А вот природный битум добывают в качестве ископаемого, которое сразу можно использовать по назначению.

Маркировка

Большое разнообразие битумов привело к необходимости к разделению материала на группы. Так появилась маркировка строительного вещества. Она включает в себя происхождение и назначение материала, температуру его нагрева и пенетрации. Рассмотрим пример БНК 90/30:

  • БНК – битум нефтяной кровельный;
  • 90 – оптимальная температура нагрева твердого вещества для плавления;
  • 30 – величина пенетрации, то есть размер проникновения иглы пенетрометра в битум при 25°С в мм.

Битум нефтяной общего назначения

Марки битума строительного, который используют для гидроизоляции конструкций обмазочным методом – БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10. Стоит отметить: чем выше числитель дроби-обозначения, то есть температура размягчения, тем ниже пенетрация.

Подвид строительного битума – изоляционный: БНИ-IV-3, БНИ-IV. Таким обрабатывают подземные трубопроводы для защиты их от коррозии.

Удельный вес битума – 0,95…1,50 г/см3.

Битум кровельный

Рулонные материалы (рубероид, рубемаст, еврорубероид и другие), мягкая черепица шинглас изготавливают из кровельного битума марок:

  • БНК 90/30 используют для покрытия кровли, организации финишного слоя;
  • БНК 40/180 подходит для пропитывания поверхностей с целью гидроизоляции;
  • БНК 45/190 служит материалом для изготовления кровельных материалов.

Температура плавления битума у кровельной разновидности материала небольшая, она не обязательно пропорциональна твердости покрова. Для данного типа важна пластичность листа, которую обеспечит полотно именно с мягкой текстурой.

Дорожный битум

В группу дорожных битумов входят несколько разновидностей материала по марке. Основное их отличие – климатическая зона, ведь дороги – это ответственные коммуникации. Рассматривая регионы, определяют максимальные и минимальные температуры:

  • Для регионов с низкими температурами, зимой редко поднимающимися выше -20°С выбирают битумы марок БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300.
  • Для умеренной зимы -20…-10°С подходят марки БНД 60/90 и ранее перечисленные 90/130, 130/200, 200/300.
  • На местности с температурами зимой в пределах -10…-5°С дорожное полотно укладывают с применением битума БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300.
  • Для теплых регионов со средней температурой зимой +5°С применяют углеводороды марок БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300 и ранее перечисленные.

Марки битума

В зависимости от качественных характеристик битумам присваиваются марки.
Дорожные битумы делятся на марки.

БНД (битум нефтяной дорожный) производится пяти марок: БНД 40/60; 60/90; 90/130; 130/200; 200/300.

БН (битум нефтяной) производится четырех марок: БН 60/90; 90/130; 130/200; 200/300.
Марки строительных битумов: БН 50/50; 70/30; 90/10.

Читать еще:  ГОСТ 10181.4-81. Смеси бетонные. Методы определения расслаиваемости бетонных смесей

Битумы нефтяные кровельные выпускаются трех марок: БНК 40/80; 45/90; 90/30.

Битумы нефтяные изоляционные имеют марки: ; ; .

Цифры после аббревиатуры отображают степень вязкости и иные показатели, как растяжимость и температура размягчения, согласно ГОСТ.

Роль и применение битума в дорожно-строительной отрасли

Битум и продукты на его основе являются одним из ключевых компонентов современной дорожно-строительной отрасли. Работы по улучшению качества асфальтированных дорожных покрытий в значительной степени базируются на разработке и внедрении новых типов высококачественных дорожных битумов и полимербитумных материалов. Улучшение свойств битума (органического вяжущего) является одним из главных методов повышения качества асфальтобетонных смесей применяемых для асфальтирования дорог. В большинстве случаев под улучшением свойств битумного вяжущего подразумевают повышение его адгезионных свойств и повышение устойчивости к температурным колебаниям.

Нефтяные дорожные битумы (БНД)

Нефтяные дорожные битумы разделяются на вязкие и жидкие. Вязкий битум используется при производстве горячих асфальтобетонных смесей для асфальтирования и проведения других дорожных работ в теплое время года. Жидкий битум используется при производстве холодных асфальтобетонных смесей и в отличии от вязкого содержит растворители, которые испаряются на открытом воздухе переводя битумную массу в твердое состояние. Таким образом, жидкие битумы предназначены для удлинения сезона дорожно-строительных работ. Жидкие битумы получают смешением вязких битумов с дистиллятными фракциями-разжижителями (растворителями).

Основной функцией дорожного битума при производстве асфальтобетона, является связывание между собой частиц минерального материала, ослабление возникающих температурных и деформационных напряжений и равномерного смачивания и обволакивания частиц минерального материала. От качества битума используемого при подготовке асфальтобетонной смеси зависит качество и долговечность асфальтируемого покрытия. Помимо производства асфальтирующих смесей, нефтяной дорожный битум используется при производстве битумных эмульсий применяемых для подгрунтовки и поверхностной обработки конструктивных слоев дорожной одежды.

Полимер-битумные композиты (ПБК)

Стремительный рост числа большегрузных автомобилей на дорогах и, как следствие, увеличение осевых нагрузок на дорожное покрытие, способствует развитию деформаций асфальтобетонных дорог созданных на основе обычных битумов. Качество битума, являясь ключевым фактором при производстве различных типов асфальтобетонных смесей, в конечном итоге определяет качество асфальтированного дорожного покрытия и срок его службы.

Важнейшим условием получения высококачественной асфальтобетонной смеси является хорошее сцепление битума с минеральными материалами, которое обеспечивается, прежде всего, хорошим обволакиванием и химическим взаимодействием активных компонентов битума с минеральным наполнителем. В последние годы, в силу разных причин, качество дорожного битума заметно ухудшилось, но с другой стороны стали разрабатываться и активно применяться различные модифицирующие добавки для битума и полимерно-битумные вяжущие (ПБВ), которые позволяют улучшить характеристики асфальтобетонного покрытия.

Модификация битума — процесс введения сторонних веществ, при котором происходит изменение конечных физико-механических свойств битума. К наиболее часто используемым в качестве модификаторов битума относят высокомолекулярные соединения следующих типов:

  • Блоксополимеры дивинила и стирола (СБС, ДСТ)
  • Термопласты (полиэтилен, полистирол, эпоксидная смола, этиленвинилацетат)
  • Эластомеры (синтетические каучуки).
  • Реактопласты (карбомидные, полиэфирные, синтетические).

Полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) — современный композиционный материал, получаемый путем смешения и гомогенизации вязких дорожных битумов с блоксополимерами типа СБС (стирол-бутадиен-стирол); пластификаторами и ПАВ. Полимерно-битумное вяжущее является новым дорожно-строительным материалом, превосходящим по многим характеристикам обычные нефтяные дорожные битумы. Как следует из названия, полимерно-битумное вяжущее, выполняет функцию связывания при производстве асфальтовых смесей для асфальтирования, ремонта, реконструкции и строительства дорог. ПБВ в сравнении с обычными дорожными битумами увеличивает срок службы покрытия в 2–3 раза, повышая устойчивость дорожного покрытия к деформациям при высоких нагрузках, снижая вероятность колееобразования, а также позволяя проводить дорожно-строительные работы при температуре −10 °С. Полимерные битумы характеризуются большим диапазоном рабочих температур (разница между температурой размягчения и температурой хрупкости) — до 100 °С (в то время как у обычных битумов — до 60 °С).

Читать еще:  Технология укладки керамической плитки (продолжение)

В Украине при строительстве магистральных дорог общего пользования Государственной службой автомобильных дорог установлены требования, которые регламентируют устройство верхних слоев дорожного покрытия только из асфальтобетонных смесей на основе полимерных битумов.

Еще одним способом повышения эксплуатационных характеристик асфальтированного дорожного покрытия, является внесение в битум или полимерно-битумное вяжущее различных адгезионных добавок. Адгезионные добавки улучшают сцепление дорожных битумов и полимерно-битумных вяжущих с минеральным наполнителем, замедляют процесс старения битумов при высоких температурах, повышают водостойкость и коррозионную стойкость, морозо- и теплостойкость дорожного покрытия, позволяют продлевать дорожно-строительный сезон.

Битумные эмульсии

Различные марки битумных эмульсий используются в качестве связующего вещества для поверхностной обработки дорожного покрытия в процессе проведения работ связанных с асфальтированием (ЭБК-1, ЭБПК-1, ЭБПК-2), а также в качестве связующего компонента в процессе холодной регенерации дорожного покрытия (ЭБК-2).

Химический состав битума

Элементарный анализ органической части битумных веществ показывает, что содержание основных элементов — углерода и водорода— колеблется в следующих пределах: С — от 80 до 95% и Н — в редких случаях выше 12—13%. Такое высокое содержание углерода позволяет значительной части его под влиянием различных темппеатурных воздействий (как в природе, так и при искусственном их получении) высвобождаться до свободного с переходом в коллоидальное состояние; этим и объясняется черный цвет.

Подтверждением того, что битум представляют стабилизованные коллоидные системы, служат броуновское движение и тиндалев эффект, которые всегда свободно наблюдаются в разбавленных растворах. Кроме того при перегонке битума в дестиллатах никогда не обнаруживается даже следов асфальтовых или углеподобных веществ.

Коллоидные частицы углерода являются таким образом диофобной фазой системы, а защитной — лиофильной — органической средой им служат высокомолекулярные вещества, относящиеся главным образом к группе смол. Большее или меньшее содержание серы, азота и кислорода зависит от содержания производных, включающих эти элементы, что в свою очередь зависит как от происхождения битума, так и от способов их изготовления.

Так например, каменноугольные пеки, пеки древесных пород и жирных кислот серы практически не содержат; битумы же из кислых гудронов, природные битумы, асфальтиты и др. содержат ее от следов до 6% и выше. Содержание кислорода редко превышает 5% и азота — 2%.

Читать еще:  Очищение и мелкий ремонт колодца собственными силами

Все практически применяемые битумы обычно содержат также и некоторое количество минеральных примесей. У природных — примеси состоят главным образом из песка, глины, известняков, доломитов, гипса, железистых минералов и др. Иногда встречаются также и примеси редких элементов.

Классификация битума приведена

Мазуты или дорожные масла для применения в холодном или подогретом состоянии

Остаточные асфальтовые битумы, полученные из мазутов прямой перегонки

Остаточные асфальтовые битумы, полученные из крекинг-мазутов

Окисленные или продутые асфальтовые битумы, полученные из гудронов окислением или полимеризацией или сочетанием обоих методов

Битумы, полученные из кислых гудронов

Горная смола, мальта и пр.

Извлеченные из асфальтовых пород и асфальтов

Тринидадский, бермудедкий, маракаибо и т. п.

Искусственные смеси — асфальтовая мастика и т. п.

Встречающиеся в природе асфальтовые известняки, доломиты, песчаники и пески

Измельченные асфальтовые известняки, доломиты, песчаники и пески

Составленные (из масла или дегтя и пека)

Некоторые из примесей находятся в виде коллоидальных частиц, суспензированных в битумных веществах. Так асфальт Тринидадского озера характеризуется наличием коллоидальной глины и кремнезема. Битумы искусственные обычно содержат соли металлов той аппаратуры, в которой производилась их выработка (очистка, перегонка или окисление). Содержание минеральных примесей в природных битумах может колебаться от десятых долей процента (как например у гильеонитов) до нескольких десятков (асфальт тринидадский и др.).

Окисленный битум

Окисленный битум – самый эффективный способ повышения теплостойкости битумов – окисление. При этом в битуме образуется структура из жестких частиц — асфальтенов.

При образовании такой структуры резко повышается вязкость смеси (об этом свидетельствует уменьшение пенетрации), повышается жесткость и теплостойкость. Теплостойкость окисленного битума повышается до +110° что позволяет применять материалы с применением таких битумов во всех климатических зонах.

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

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

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

Какие добавки могут присутствовать в БНД

При производстве битумов дорожных, помимо всего прочего, могут использоваться разного рода добавки. Необходимы они для изменения тех или иных свойств этого материала. К примеру, при изготовлении холодного асфальта используется битум, в состав которого входят модифицирующие компоненты. В результате их применения после застывания покрытие не трескается на холоде и не тает на жаре. При использовании МАК-добавок битум приобретает свои окончательные свойства гораздо быстрее.

Что добавляют в битум для асфальта еще? Очень интересная разновидность этого материала получается в том случае, если в процессе его изготовления используются цветные минеральные порошки. Из такого битума получается очень красивый асфальт. Укладывают его в парках, на велосипедных дорожках, а также используют для разметки.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector