Co je bitumen, jaké má vlastnosti a rozsah použití?

Změny cen na velkoobchodním trhu pohonných hmot v prosinci 2024. Gazpromneft Moskva mění ceny pro DTZ, AI92, AI95, AI100.

• 10. prosince 2024

Změny cen na velkoobchodním trhu pohonných hmot v prosinci 2024. Gazpromneft Moskva mění ceny pro DTF, DTP, AI92, AI95: DTF.

• 10. prosince 2024

Změny cen na velkoobchodním trhu pohonných hmot v prosinci 2024. Gazpromneft Moskva mění ceny pro DTF, DTP, AI92, AI95: DTF.

Zobrazení: 18 003
05.03.2022 11: 38

Bitumen je pryskyřičná nebo pevná látka, která patří do skupiny uhlovodíků a jejich derivátů ve formě síry, síru obsahujících a dusíkatých sloučenin. Je to tmavě hnědá nebo černá látka, nerozpustná ve vodě a částečně rozpustná v benzenu, chloroformu a některých dalších rozpouštědlech. Obsahuje 70–87 % uhlíku, 8–12 % vodíku, až 12 % kyslíku, až 7 % síry a až 2 % dusíku.

Objemové frakční složení bitumenu je následující:

• pryskyřice – 20–40 %;
• ropné oleje – 30–60 %;
• asfalteny – 10–40 %;
• asfaltogenní kyseliny – do 3 %.

Hustota spoje se pohybuje v rozmezí 0,95–1,5 g/cm3 a tepelná kapacita je asi 1,80–1,97 kJ/kg o C.

Vlastnosti

Bitumen je amorfní látka, která i v pevném stavu vykazuje vlastnosti kapaliny. Při teplotách nad 160 o C se stává zcela tekutým. Může být použit k impregnaci různých povrchů, protože po ochlazení sloučenina znovu polymeruje a vytváří pevnou monolitickou vrstvu. Materiál také vykazuje dobré dielektrické vlastnosti a je odolný vůči kyselinám, zásadám a solným roztokům.

Bitumen má vlastnost „stárnout“. Postupem času se jejich fyzikální a mechanické vlastnosti zhoršují. Látka se stává křehčí pod vlivem ultrafialových paprsků, dochází ke změně struktury sloučeniny, která je doprovázena snížením obsahu pryskyřičných látek a snížením hydroizolačních vlastností.

druhy

Bitumen je klasifikován podle několika parametrů. Za prvé se liší původem, konzistencí a rozsahem použití. Podívejme se blíže na každé z těchto kritérií.

1. Původ. Existuje bitumen:

• přírodní.
• umělé.

První se nachází v blízkosti ropných polí, kde tvoří bitumenová jezera nebo čočky. Zároveň je sloučenina ve své čisté formě poměrně vzácná. Nejčastěji impregnuje usazené horniny, což komplikuje jeho získávání z nerostů. Přírodní bitumeny jsou:

• povrchní. Objevují se v důsledku toho, že se na povrch dostaly horniny obsahující bitumen;
• žilkovaný. Leží mezi vrstvami hornin a obsahují nečistoty různých minerálů;
• nádrž. Jsou to horniny impregnované bitumenem.

Čistý přírodní bitumen se získává ze surovin obsahujících bitumen v několika fázích. Nejprve se hornina těží lomem, dolem, vrtem nebo jinou metodou. Poté se vytěžená hmota rozdělí na minerální a organické složky. K tomu se používají rozpouštědla nebo metoda odpařování ve vodě. Z výsledného organického meziproduktu se pak vyrábí čistá uhlovodíková sloučenina. Proces zpracování je poměrně pracný a drahý, což omezuje rozsah použití přírodního bitumenu.

Umělý neboli ropný bitumen se vyrábí z dehtu, zbytkové frakce po destilaci ropy. Dnes se pro získávání těchto materiálů používají tři hlavní technologie:

• koncentrace. Získávají se z vysoce pryskyřičných surovin vzniklých po destilaci sirného oleje. Bitumeny, které se vyrábějí koncentrační metodou, se vyznačují vysokou tvrdostí a nízkým koeficientem viskozity;
• oxidace. Tato technologie se používá častěji než ostatní. Metoda spočívá v profukování kyslíku ropnými zbytky a dalšími sloučeninami při teplotě 180–300 o C. Tento přístup umožňuje zvýšit obsah asfaltenů a pryskyřic v konečném produktu, čímž se stává pružnějším a tepelně odolným;
• míchání. Touto metodou se vyrábí směsný bitumen. Spočívá v míchání látek získaných koncentračními a oxidačními technologiemi s přídavkem destilátů a dalších zbytků. Do suroviny se také přidávají různé přísady – například uhelné oleje, polymery, dehet atd. To umožňuje získat bitumen s určitými vlastnostmi a charakteristikami.

1. Konzistence.

V závislosti na viskozitě je bitumen:

• kapalný. Získává se přidáním rozpouštědel do viskózních složek a jejich smícháním na speciálním zařízení v prostředí inertního plynu. Technické podmínky a požadavky na kapalný bitumen jsou stanoveny v GOST 11955-82. Oblíbené třídy materiálu – MGO: 40/70; 70/130; MG: 40/70; 130/200, SG: 70/130; 130/200;
• viskózní. Jedná se o výchozí produkt, který vzniká při oxidaci zbytkové hmoty získané po destilaci oleje. Viskózní bitumeny zahrnují třídy BND: 200/300; 40/60, 90/130; 60/90, BN: 130/200; 90/130; 200/300; 60/90. Požadavky a technické podmínky pro tyto materiály upravuje GOST 22245-90.

1. Oblasti použití.

Materiál se používá k řešení široké škály problémů. V závislosti na účelu se rozlišují následující typy bitumenu:

• silnice. Je součástí asfaltového betonu a používá se při stavbě silnic. Existuje několik značek silničních asfaltů, které jsou vhodné pro různé klimatické zóny. V regionech s tuhými zimami, kde mohou teploty klesnout pod -20 o C, se používají značky BND 90/130, BND 200/300, BND 130/200. V mírných zeměpisných šířkách (zimní teploty v rozmezí -10. -20 o C) lze použít bitumen BND 60/90. Pro teplé oblasti jsou vhodné značky BND 40/60, BN 130/200, BN 90/130, BN 200/300;
• zastřešení Z takového bitumenu se vyrábí střešní lepenka, rubemast, euroroofingová lepenka a další válcované materiály, stejně jako měkké dlaždice. K pokrytí střechy a vytvoření dokončovací vrstvy se používají třídy BNK 90/30. Bitumen BNK 40/180 se používá k impregnaci povrchů pro hydroizolační ochranu. Třída BNK 45/190 je vhodná jako surovina pro výrobu střešních krytin;
• izolační. Jedná se o univerzální bitumen, který se používá pro hydroizolaci konstrukcí. Tento problém je řešen pomocí tříd BN 50/50, BN 70/30, BN 90/10. Stojí za zvážení, že čím větší je čitatel v bitumenu, tím vyšší je jeho teplota měknutí. Za samostatný poddruh lze považovat izolační bitumeny BNI-IV-3, BNI-IV. Ošetřují podzemní potrubí, aby je chránili před korozí.

Kromě toho existují speciální bitumeny. Používají se při výrobě barev a laků, přesného lití a při výrobě elektrotechnických výrobků.

Výhody

Mezi výhody materiálu patří jeho relativně nízká cena v kombinaci s dobrým výkonem. Bitumen je poměrně odolný a odolný vůči různým vnějším faktorům. Má vynikající hydroizolační vlastnosti a snadno se používá.

Mohlo by vás zajímat:

• Vlastnosti paliva pro chaty
• Druhy a vlastnosti paliv a maziv
• Arktická motorová nafta: vlastnosti, rozsah použití, vlastnosti
• Petrolej: složení, historie původu a použití

Komerční bitumen je černá nebo barevná pryskyřičná organická hmota, tvrdá nebo plastická v závislosti na okolní teplotě.

Bitumen může být přírodní nebo umělý. Ty první v podstatě představují ložiska ropy, která po dosažení povrchu a reakci s atmosférou získala vlastnosti zkamenělé hmoty obsahující bitumen. Přírodní bitumen se získává těžbou nebo dobýváním. Po rozdělení hmoty na organickou a minerální je bitumen transportován k dalšímu zpracování a předání komerčních vlastností za použití nezbytných přísad v souladu s normami. Ty jsou produktem zpracování ropných odpadů, jako je dehet a asfalt, což je základ bitumenu. Ve stacionárních podmínkách petrochemických podniků se po technologickém zpracování a přidání přísad získá komerční produkt.

Technické vlastnosti bitumenu a chemické složení jsou regulovány GOST.
Bitumen je hořlavý. Při hoření se uvolňují černé saze, které jsou pro člověka toxické a škodlivé pro životní prostředí. Saze obsahují uhlovodíkové zbytky, formaldehydy a kovové inkluze. Při všech fázích práce a přepravy je nutné dodržovat protipožární opatření.

Přeprava bitumenu v moderních podmínkách po silnici je prováděna speciálními vozidly v kapalném stavu v tepelně izolačních nádržích, udržujících teplotu nákladu na 180 stupních Celsia. Jako náklad lze přepravovat pouze tekutý bitumen. Teplota bitumenu je přísně dodržována; Přeprava se provádí v souladu s požadavky na zboží kategorie „nebezpečné věci“, v souladu s požadavky ADR (silniční přeprava nebezpečných věcí), s označením vozidel odpovídajícím zboží třetí třídy nebezpečnosti.

Pro snadnou přepravu a skladování se vyrábí pevný bitumen. Tento materiál si zachovává vlastnosti tvrdosti a křehkosti při okolních teplotách. Balený asfalt je výhodný v mnoha ohledech a nevyžaduje zvláštní přepravní a skladovací podmínky, ale musí být roztaven na místě práce, což komplikuje a prodlužuje technologický proces.

Asfaltové složení

V nejvzdálenějším přiblížení obsahuje bitumen asi 85 procent uhlíku, 10 procent vodíku a kyslíku, 3 procenta síry a až jedno procento dusíku. Produkt má širokou škálu, víceúrovňovou klasifikaci a je komplexní směsí uhlovodíkových, naftenických, sírových, metanových, kyslíkových a dusíkatých sloučenin. Požadavky na chemické složení bitumenu

Vlastnosti bitumenu

Bitumen je absolutně voděodolný. Lidé tuto vlastnost využívají již od doby kamenné při vybavování střech, výrobě nádobí, jako pojivo ve stavebnictví a dekoracích a při mumifikaci.

Bitumen není kritický pro účinky kyselých, alkalických a solných roztoků, ale je citlivý na rozpouštědla na bázi benzínu, acetonu a benzenu.

Aby byl materiál klasifikován jako jeden nebo jiný typ, je testován na: bod měknutí a křehkost; rozšiřitelnost; viskozita a hloubka průniku; bod vzplanutí, stupeň přilnavosti ke kovovému povrchu a další.

Hustota bitumenu se zjišťuje speciálním zařízením – pyknometrem pro pevné a sypké materiály podle

asfalt se stanovuje podle metodiky uvedené v asfaltu se zkoumá pomocí duktilometru v souladu

Aplikace bitumenu

Oblasti použití materiálu: výstavba a opravy komunikací, hydroizolace a ochrana proti vlhkosti, střešní krytiny, výroba střešních krytin, výroba asfaltu, výstavba rodinných domů a průmyslových objektů, protikorozní ochrana a izolace komunikací a potrubí a podobně.

V současné době se objevily technologie pro spalování dehtu a bitumenu jako paliva, které umožňují nahradit použití topného oleje a snížit náklady na proces.

Druhy bitumenu

V závislosti na účelu, technických a spotřebitelských vlastnostech je poskytnuta klasifikace bitumenu.

Silniční bitumen

V závislosti na ročním období se při stavbě silnic v létě používá viskózní asfalt, v zimě tekutý asfalt.

Viskózní silniční bitumeny mají bod vzplanutí 65 až 120 °C s bodem vzplanutí 368 °C. Používá se pro pokládku a opravy povrchů vozovek.

Tekuté silniční bitumeny se vyrábějí přidáním speciálních rozpouštědel do viskózních. Používají se především pro pokládku a opravy vozovek v podmínkách záporných teplot, v kladných teplotách pro asfaltové podklady a při stavebních pracích.

U kapalného bitumenu existuje odstupňování pro třídu bitumenu v závislosti na rychlosti tvorby struktury. Jsou tři: rychle zahušťující (BG), středně zahušťující (SG) a pomalu zahušťující (MG).

Střešní bitumen

V souladu s názvem se používají pro impregnaci střech, vyplňování švů a spojů a také při výrobě střešních materiálů. Má zvýšený stupeň přilnavosti ke kovu a kameni. Bod vzplanutí – 240 °C, bod samovznícení – 300 °C.

Stavební bitumen

Použití bitumenu ve stavebnictví je velmi oblíbené. Tento materiál je k dispozici v mnoha variantách a má širokou škálu vlastností: vodotěsný, plastový, odolný vůči vysokým teplotám, záření a chemickým sloučeninám.
Bod vzplanutí 220–240 °C, bod vznícení 368 °C.

Modifikované bitumeny

Pro výrobu materiálů se používají kategorie bitumenu se speciálními vlastnostmi. Jejich (kvality) je dosahováno použitím modifikujících přísad, jako je pryž, polypropylen a další, v závislosti na účelu. Například poskytnout materiálům zvýšenou odolnost vůči teplotám, hustotu, viskozitu a elasticitu.

Minerální bitumen (nebo hmota)

Pro dodání speciálních vlastností, jako je zvýšená pevnost ve smyku nebo odolnost vůči slunečnímu záření nebo zvýšená elasticita nebo trvanlivost, lze do bitumenu přidat různé minerální prášky.

Bitumenové třídy

V závislosti na vlastnostech kvality jsou bitumenu přiřazeny třídy.
Silniční bitumeny se dělí na druhy.

BND (ropný silniční bitumen) se vyrábí v pěti jakostech: BND 40/60; 60/90; 90/130; 130/200; 200/300.

BN (ropný bitumen) se vyrábí ve čtyřech jakostech: BN 60/90; 90/130; 130/200; 200/300.
Značky stavebního asfaltu: BN 50/50; 70/30; 90/10.

Ropné střešní bitumeny se vyrábí ve třech jakostech: BNK 40/80; 45/90; 90/30.

Ropné izolační bitumeny jsou následujících značek: ; ; .

Čísla za zkratkou odrážejí stupeň viskozity a další ukazatele, jako je tažnost a teplota měknutí, podle GOST.