Bitumen, Svojstva, sastav, proizvodnja i primjena
Bitumen, Svojstva, sastav, proizvodnja i primjena.
Bitumen je čvrsti ili retinoidni proizvod, koja je smjesa ugljikovodika i njihovog dušika, kislorodnykh, sumpor i derivati koji sadrže metal.
Bitumen, karakteristike i vrste
Kemijska (komponenta, ugljikovodik i elementarni) sastav bitumena
Bitumen, karakteristike i vrste:
Bitumen (godine. bitūmen - planinski katran, asfalt) je čvrsti ili retinoidni proizvod, koja je smjesa ugljikovodika i njihov dušik, kislorodnykh, sumpor i derivati koji sadrže metal. Bitumen je amorfna tvar, i, stoga, pokazuje svojstva tekućine u krutom stanju i nema talište.
Od davnina, bitumen je jedan od najčešćih građevinskih materijala. Prirodni bitumen, ili “katran” bio je korišten za pričvršćivanje ušica drevnih kopija. Bitumen za izradu keramike drevnog čovjeka vodootporan (jelima od bitumena prethodila je glina). Također u davna vremena, prirodni bitumen često se koristi kao vezivo pri radu s mozaicima i za izradu proizvoda od dragog kamenja. U starom Egiptu koristio se za mumificiranje i balzamiranje.
Bitumeni su prirodni i umjetni.
Prirodni bitumeni sastavni su dio fosilnih goriva organskog podrijetla. Oni su česti na mjestima ulja. To je prirodno ulje dobiveno u prirodnom procesu, biokemijske i kemijske reakcije oksidativne polimerizacije u ulju. Ovisno o sastavu izvornih ulja i uvjetima za njihovu konverziju, bitumen je konvencionalno podijeljen u klase kao što su: asfalt, Malta, asfalteni, dobročinstvo, ozokerit, sjaj, antraksolit, Naftoli, Naftali.
Svjetske rezerve prirodnog bitumena su prema različitim procjenama, oko 500 – 1000 milijarde tona. Rezerve prirodnog bitumena slabo se razumiju, stoga je raspon zaliha dovoljno velik. U svakom slučaju, rezerve prirodnog bitumena u nekoliko puta više od rezervi ulja.
Umjetni asfalti (bitumeni tehnički) - su proizvodi prerade sirove nafte, kamen ugljen i nafta iz škriljaca. Umjetni ili tehnički bitumeni po kemijskom su sastavu slični prirodnim bitumenima. Po vrsti tehnološkog ciklusa umjetni bitumeni dijele se na oksidacijske, rezidualne i pukotine.
Kemijska (komponenta, ugljikovodik i elementarni) sastav bitumena:
Bitumeni imaju prilično složen kemijski sastav. Na primjer, mogu se sastojati od zasićenih ugljikovodika od S9N20 do S30N62.
Svi različiti organski ugljikovodični spojevi koji tvore bitumen mogu se svrstati u tri skupine: čvrsta komponenta, frakcija katrana i ulja.
Tvrdi dio bitumena sastoji se od ugljikovodika velike molekulske mase i njihovih derivata s molekulskom masom od 1000 do 5000 g / mol i gustoću veću od 1 g / cm3. Svi su ujedinjeni pod zajedničkim imenom “asfalteni”. U asfaltenu sadrži karboid netopljiv u hlapivim otapalima i uljima, i karbeni, koji se mogu otopiti samo u CCl4. U krutu komponentu bitumena spadaju čvrsti ugljikovodici zvani parafini.
Smole su amorfne tvari tamnosmeđe boje s molekulskom masom od 500 do 1000 g / mol, gustoća je oko 1 g / cm3.
Uljna frakcija bitumena sastoji se od različitih ugljikovodika s molekulskom masom od 100 do 500 g / mol i gustoće manje od 1 g / cm3.
Svojstva bitumena, kao raspršeni sustav, određuju se omjerom sastavnih komponenata: asfalteni, parafini, ulja i smole. Povećavanjem sadržaja asfaltena i smola povećava se tvrdoća, temperatura omekšavanja i krhkost bitumena. I ulje, koji djelomično otapaju smolu, čine ga topljivim i mekanim. Duktilnost bitumena povećava se smanjenjem molekularne mase smola i ulja. Bitumen u ulju sadrži parafin, što doprinosi pogoršanju njihovih svojstava, povećanje krhkosti na niskim temperaturama. Stoga, potrebno je da parafina u bitumenu ne bude više od 5%.
Sa stajališta elementarnog sastava bitumena sadrži sljedeće kemijske elemente:
| Naziv kemijskog elementa: | %% sadržaj |
| Ugljik, S | 70-80 |
| Vodik, N | 10-15 |
| Sumpor, S | 2-9 |
| Dušik, N | do 2 |
| Kisik, THE | 1-5 |
| i druge |
Kemijska svojstva bitumena:
Najvrjednija svojstva bitumena i bitumenskih materijala je njihova kemijska otpornost na agresivne tvari, koji nagrizaju metale, cement beton i druge konstrukcije materijali. Tako, bitumenski materijali dobro odolevaju djelovanju lužina s koncentracijom ne većom od 45 %, fosforna kiselina s koncentracijom ne većom od 85% koncentracija sumporne kiseline ne veća od 50% bitumena su manje otporni u atmosfera, koji sadrži dušikove okside i pod utjecajem koncentriranih otopina kiselina. Bitumen topiv u organskim otapalima. Zbog svojstvene bitumenskoj kemijskoj otpornosti i isplativosti, bitumenski materijali poželjno se koriste kao kemijska zaštita betonskih konstrukcija i čelika cijevi.
Fizička svojstva bitumena:
| Naziv parametra: | Vrijednost: |
| Gustoća, g / cm3
(ovisi o temperaturi, tlak i kemijski sastav) |
od od 0.965 do 1.5 |
| Gustoća, kg / m3
(ovisi o temperaturi, tlak i kemijski sastav) |
iz 965 do 1500 |
| Agregatno stanje | čvrsta ili smolasta tvar |
| Boja | crno |
| Toplinska vodljivost, W /(m∙° C) | 0,17-0,27 |
| Temperatura omekšavanja *, oC * | 35 (Malta) do netapivog (kerity, antraksolit, sjaj) |
| Određena toplina, kJ /(kg∙K) | 1,591-1,968 |
| Dielektrična permitivnost | 2,5-3,3 |
| Električna provodljivost, Ohm-1∙cm-1 | 1∙10-14 |
Bilješka:
* Bitumen je amorfna tvar koja nema talište. Njegov prijelaz iz krute u tekućinu karakterizira temperatura omekšavanja. Temperatura omekšavanja obično se određuje pomoću “prsten i lopta”, koji se stavlja u posudu s vodom. Temperatura omekšavanja određena temperaturom zagrijane voda, u kojem metalna kuglica pod djelovanjem vlastite težine prolazi kroz prsten, ispunjen proučenim bitumenom.
Vađenje prirodnih bitumena:
Čisti prirodni bitumen javlja se prilično rijetko. Uglavnom se nalazi u katranskom pijesku. Razvoj naslaga prirodnih bitumena ovisi o fizičkim svojstvima sirovine, dubina i uvjeti nastanka.
Vađenje prirodnog bitumena iz katranskog pijeska proizvodi se uglavnom rudnikom ili jamom. Ova metoda sastoji se u činjenici da se pasmina kao cjelina izvuče na površinu i bitumen ekstrahira otapalom ili vrućim postupkom. voda. Oporaba bitumena je između 85-90 %.
Razviti in-situ metode udubljenja depoziti od tekući prirodni bitumen, leži na dubini od preko 100 metara. Ovom metodom bitumen se vadi kroz bušotine izbušene na površini, toplinskim učincima na bitumenski zasićene stijene. Koeficijent ekstrakcije bitumena je prosjek od 30 %.
Postoji još jedan način vađenja bitumena u rudnicima kroz sustav drenažnih bunara, isklesan iz rudarskih radova. Ova metoda ekstrakcije odvodnje mina. Bitumen gravitacijom teče kroz sustav bušotina.
Primjena bitumena:
Za primjenu bitumena podijeljeni smo u tri glavne vrste: građevinarstvo, cesta i krovište.
Građevinski bitumen - bitumen se koristi u građevinskim i hidroizolacijskim radovima. Takvi bitumeni su označeni na sljedeći način: bn 50/50, bn 70/30, bn 90/10.
Obrazloženje: bn - bitumen, BND - bitumenska cesta, BNK - naftni bitumen za krovove, prvi broj je oznaka temperature omekšavanja, drugi prodor obilježavanja.
Cestni bitumeni su najpopularnija vrsta bitumena koja se koristi u izgradnji cesta. Karakterizira ih visok koeficijent prodiranja. Njihova glavna razlika jedni od drugih je klimatska zona u kojoj se primjenjuju.
S obzirom na regije, upotreba bitumena, odrediti maksimalnu i minimalnu zimsku temperaturu. Regije s niskim temperaturama zimi rijetko se dižu iznad minusa 20 ° C., korišteni bitumen BND 90/130, BND 130/200, BND 200/300. Regije s umjerenim zimskim temperaturama od -20 do 10 ° C prikladna marka BND 60/90 i BND 90/130 iznad, BND 130/200, BND 200/300. U područjima s zimskim temperaturama od -10 do -5 ° kolnik je postavljen uporabom bitumena BND 40/60, BND 60/90, BND 90/130, BND 130/200, bn 90/130, bn 130/200, 200/300 bn. Za topla mjesta, gdje je prosječna zimska temperatura +5 OS koriste bitumen razreda BND 40/60, BND 60/90, BND 90/130, bn 60/90, bn 90/130.
Krovni bitumen koristi se u proizvodnji krovnih materijala: krovni materijal, rubemast, gidrostekloizol papira, mastika, rubiteksa, bitumenski papir, rubiteks, rubiteks, steklolenta, rubiteks temeljni premaz. Za impregnaciju upotrijebite bitumen razreda BNK 45/180 i BNK 45/90. Da bi se dobio sloj premaza - bitumen razreda BNK BNK 90/30 i 90/40.
Bitumen se također koristi u raznim sektorima gospodarstva. Na primjer, u ljevaonici kao jedna od komponenata modela spojeva pri preciznom kalupu kao izolacijski materijal u elektroindustriji, za doradu raznih proizvoda iz papir, drvo, koža , itd.
Bilješka: © Fotografija ,
