Битум что это такое в дорожном строительстве: Дорожный битум — Дорожно-строительные материалы и машины

Дорожный битум — Дорожно-строительные материалы и машины

Битум – это органический вяжущий материал. Это сложная смесь органических соединений. Эти высокомолекулярные органические соединения представляют собой жидки и вязкие пластичные вещества, не растворяющиеся в воде.

Структура состава обычного битума приблизительно такая: до 80-85 % углерода; до 15 % водорода; от 2 до 10 % серы; не более 5 % кислорода; от 0 до 2 % азота.

Органические вяжущие материалы используют во всех отраслях строительства, в том числе и дорожном.

Исходным материалом для производства вяжущих является обычно нефть. Кроме нефти вяжущие можно получить при обработке горючих сланцев, каменного угля, древесины и торфа.

Дорожный нефтяной битум – это смесь высокомолекулярных углеводородов и их производных. При строительстве автомобильной дороги используются, как  правило, вязкие нефтяные битумы.  Смесь дорожного битума с каменными материалами, позволяет получить различные строительные смеси, в том числе, асфальтобетонную. Дорожный нефтяной битум должен обладать не слишком высокой вязкостью, хорошо смачивать каменный материал и прилипать к нему. Хорошая асфальтобетонная смесь, это в которой все частицы каменного цветка покрыты тонкой пленкой вяжущего вещества.

При использовании нефтяного дорожного битума в дорожном строительстве, его вязкость строго контролируется. При вязкости битума больше допустимой, слой, обработанный таким битумом, будет тяжело уплотнить. Слой, отсыпанный с использованием слишком жидкого битума, так же сложно уплотнять – каток проваливается в смесь.

Основная характеристика, помимо жидкости битума, это прочность битумной пленки. Данная пленка определяет эксплуатационные свойства слоя дорожной одежды, изготовленного с использованием битума.

Прочность битумной пленки зависит от:

  • Толщины пленки;
  • Вид каменного материала, на поверхности которого эта пленка была образована;
  • Температура пленки.

При повышении температуры окружающей среды, битумная пленка нагревается и ее прочность снижается. Таким образом, в строительстве с использованием битумов, очень важно выбрать битум, с учетом соответствующего климатического района.

При воздействии колес автомобилей, битумная пленка та же деформируется. Чем выше скорость транспортных средства на дороге, тем меньше изнашивается битумная пленка.

Старение битума, происходит под воздействием кислорода воздуха, солнечной радиации.

Для улучшения эксплуатационных качеств битумной пленки  в состав битума вводятся полимерные добавки. Для уменьшения деформативности битумов и исключения волн на поверхности  покрытия при повышенных температурах в состав вяжущего материала вводят тугоплавкие битумы.

Для улучшения адгезионных свойств битума (прилипания к поверхности каменных материалов), в его состав вводят ПАВ (поверхностно-активные вещества).

Требования к современным вязким дорожным битумам можно прочитать в нормативном документе: ГОСТ 2245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие»

Битум является пожароопасным материалом, поэтому работать с ним следует аккуратно, особенно с жидким, у которого, по сравнению с вязкими, невысокая температура вспышки.

Самые распространенные дорожные битумы это марки: БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 90/10.

 

Битум — что такое битум нефтяной, для чего нужен и где применяется | Wiki

03.03.2021

Содержание


Битум – это твердое или смолистое вещество из углеводородов и их производных в виде азотистых, сернистых, кислородо- и серосодержащих соединений. Название происходит от лат. bitumen, что означает «горная смола» и «асфальтовый».

Фракционный (химический) состав и характеристики битума


Битум поддается полному или частичному растворению органическими веществами, включая бензол, хлороформ, сероуглерод. Нефтепродукт нерастворим в воде. Битум бывает разных видов, но в большинстве из них в состав входят компоненты в следующем количестве:

  • углерод – не более 80%;

  • водород – не более 15%;

  • сера – 2-9%;

  • кислород – до 5%;

  • азот – до 2%.


Все вещества в составе по консистенции делятся на 3 группы:

  • Твердые. Сюда относятся парафины и углеводородные полимеры (асфальтены).

  • Смолы. Аморфные вещества с темным коричневым оттенком.

  • Маслянистые. Углеводородные соединения с плотностью не более 1000 кг/м3.


В зависимости от состава битум может иметь разные свойства. Если в нем преобладают асфальтены, материал приобретает твердость, но одновременно становится более хрупким и начинает плавиться под влиянием высокой температуры.


Важные характеристики и свойства:

  • Плотность – от 950 до 1500 кг/м3.

  • Низкая тепло- и электропроводность.

  • Стойкость к различным химическим реагентам.

  • Водо- и газонепроницаемость.

  • Отсутствие температуры плавления (битум переходит в жидкое состояние при температуре размягчения).

Способы получения битума


Битум может быть естественным (природным) или искусственным (техническим). Природный представляет собой полезное ископаемое органического происхождения. В особенно большом количестве встречается в регионах с большими залежами нефти.


Природный битум может иметь твердую форму или вязкую консистенцию. Образуется в ходе природного окисления и полимеризации нефти, происходящих при нарушении герметичности нефтяных залежей. Добыча ведется разными методами:

  • Очистным шахтным или карьерным, когда породу извлекают и используют для экстракции битума с помощью растворителей или горячей воды, к которой добавлены эмульгирующие составы.

  • Дренажным шахтным, который заключается в добыче посредством самотека битума через восходящую дренажную систему, состоящую из пробуренных скважин.

  • Скважинным, при котором битум извлекают из скважин, пробуренных с поверхности. Метод применяется для разработки месторождений жидких природных битумов (битуминозной нефти), которые залегают на глубине более 100 м. Коэффициент извлечения продукта равен 30%.


Карьерный и шахтный методы имеют коэффициент извлечения битума 85-90%. Способы применимы для месторождений горных пород, которые обладают насыщенностью более 10% и глубиной залегания 60-90 м.


С учетом состава исходной нефти и особенностей ее переработки битум делится на разные классы:

  • антраксолиты,

  • асфальты,

  • асфальтены,

  • гуминокериты,

  • кериты,

  • мальты,

  • нафтиды,

  • нафтоиды,

  • озокериты.


Особое распространение получили асфальтовые битумы, которые образуются в горных породах с пористой структурой. Их перемалывают до порошкообразного состояния, после чего используют в укладке дорожных покрытий.


Технический (искусственный или синтетический) битум нефтяной – побочный продукт перегонки нефти, сланцев и каменного угля. Известным способом получения выступает вакуумная перегонка мазута. В зависимости от способа нефтепереработки битум бывает:

  • Остаточным. Мягкий и легкоплавкий продукт.

  • Окислительным. Эластичный и термостабильный битум.

  • Крекинговым. В битуме большое количество карбенов и карбоидов.


Особое внимание при получении битума уделяют содержанию парафинов, поскольку они негативно влияют на пластичные характеристики. Чтобы этого избежать, количество парафиновых составляющих ограничивают 5%.

Способы (область) применения


Битум – древнейший строительный материал, который был известен человеку еще в эпоху неолита. Тогда его использовали для изготовления посуды, изоляции редких видов дерева в строительстве, в качестве связующего в мозаиках из полудрагоценных камней и раковин.


Природный битум – не товарный продукт. Чтобы сделать его таким, необходимы дополнительные технологические процессы. После этого материал становится подходящим для использования в разных сферах:

  • В строительстве. Ввиду нерастворимости в воде материал используется в гидроизоляционных работах. В отношении зданий и сооружений, трубопроводов, фундаментов.

  • В дорожных работах. Битум активно используется при изготовлении асфальтобетона.

  • В кровельных работах. Из битума производят мягкие кровельные материалы: рулонные и в виде черепицы. Примеры: рубемаст, гидростеклоизол, рубероид, мастика, пергамин, битумная бумага, стеклоэласт.


При использовании в строительстве битум проявляет несколько недостатков: низкую упругость, склонность к высыханию и высокую термочувствительность, которая проявляется в виде хрупкости при низкой и размягчении при высокой температуре. Чтобы устранить эти минусы, используют модифицированный битум, в который добавляют модификаторы, улучшающие свойства продукта.


Дополнительно битум используют как электроизоляцию в электротехнической промышленности, в отделке деревянных, кожаных и бумажных изделий, в изготовлении аккумуляторных мастик, изготовлении кабельной и лакокрасочной продукции, в прецизионном литье.

Особенности транспортировки и хранения


Битум транспортируют в автомобильных или железнодорожных цистернах, куда продукт переливают методом герметичного налива. Этот способ обеспечивает профилактику поражений обслуживающего персонала вследствие высокой температуры нагрева нефтепродукта.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)


Дорожные битумы производятся в соответствии с ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014, а модифицированные – по ГОСТ Р 52056-2003.

Побочный продукт сырой нефти, примеры и применение

Что такое битум?

Термин битум относится к веществу, полученному путем перегонки сырой нефти. Битум известен своими гидроизоляционными и адгезионными свойствами и широко используется в строительной отрасли, особенно для дорог и автомагистралей. Производство происходит путем дистилляции, при которой удаляются более легкие компоненты сырой нефти, такие как бензин и дизельное топливо, и остается более тяжелый битум. Отложения также могут естественным образом образовываться на дне древних озер, где доисторические организмы разложились и подверглись воздействию тепла и давления.

Ключевые выводы

  • Битум производится путем перегонки сырой нефти, а также встречается в природе.
  • Битум известен своими гидроизоляционными и адгезионными свойствами.
  • Он состоит из сложных углеводородов и содержит такие элементы, как кальций, железо, сера и водород.
  • Цены на битум определяются состоянием мировой экономики, а также спросом и предложением на сырую нефть.
  • Первые в мире фьючерсные контракты на битум дебютировали на Шанхайской фьючерсной бирже в октябре 2013 г.

Понимание битума

Битум является побочным продуктом сырой нефти. он состоит из сложных углеводородов и содержит такие элементы, как кальций, железо, сера и кислород. Качество материала и простота производства зависят от источника и типа сырой нефти, из которой он получен. Впервые он был использован из-за его естественных клеящих и гидроизоляционных свойств, помогая скреплять строительные материалы, а также выстилать днища кораблей.

Битум может постоянно деформироваться при больших нагрузках. Постоянное воздействие на материал может привести к растрескиванию. Он окисляется, что делает асфальт хрупким. То, как это повлияет на его форму, зависит от нескольких факторов, в том числе от состава асфальтобетонной смеси и температуры окружающей среды.

Как отмечалось выше, битум получают не только путем перегонки сырой нефти, но и природного происхождения. Этот термин также используется для обозначения нефтеносных песков или частично сцементированного песчаника, содержащего природную смесь песка, глины и воды, насыщенную плотной и чрезвычайно вязкой формой нефти.

Использование битума

Продукт имеет несколько современных применений. Обычно он предназначен для промышленного использования и обычно используется при дорожном покрытии. Большинство дорог в США сделаны либо из битума, либо из смеси битума и заполнителей, таких как бетон.

Еще одним важным применением битума является гидроизоляция. Например, его обычно использовали для гидроизоляции лодок и других морских судов, а также стен зданий. Он использовался в древние времена в качестве раствора в строительстве.

Помимо использования в качестве гидроизоляционного материала и клея, инженеры, заменяющие асфальтированные дороги, могут повторно использовать этот материал для других дорожных проектов. Битум также широко используется компаниями, которые создают и производят кровельные изделия.

Другое раннее использование битума было в фотографии и медицине. Когда битум наносился на пластины и подвергался воздействию света, ранние фотографы могли создавать статические черно-белые изображения. Однако этот процесс был долгим и растянутым. А некоторые культуры, особенно персидские, использовали битум для лечения определенных заболеваний, таких как желудочно-кишечные и костные заболевания.

Древние цивилизации торговали материалом, и Геродот, греческий историк V века до н.э., утверждал, что стены древнего Вавилона содержали битум.

Цены на битум

Битум является остаточным материалом в процессе переработки сырой нефти в сжиженный нефтяной газ и бензин. Таким образом, цены на битум сильно зависят от того же набора факторов, что и цены на сырую нефть. К ним относятся спрос и предложение, а также геополитическая стабильность в нефтедобывающих регионах мира.

Еще одним фактором, влияющим на цены на битум, является ценовой спред между тяжелой и легкой нефтью. Битум образуется как побочный продукт в процессе перегонки тяжелой нефти. Таким образом, решения нефтеперерабатывающих заводов о переработке фракций тяжелой и легкой нефти имеют решающее значение для цен на битум.

Правительство США является крупнейшим покупателем производимого в стране асфальта. Неудивительно, что это означает, что экономические условия оказывают побочное влияние на цены на битум. Например, более высокий спрос на асфальт для дорог во время экономического бума может привести к росту цен. Китай также играет важную роль в определении спроса и установлении цен на битум в последнее время из-за его значительных инвестиций в масштабирование своей дорожной инфраструктуры.

Битумные фьючерсы

Первые в мире фьючерсные контракты на битум дебютировали на Шанхайской фьючерсной бирже в октябре 2013 года. Они были нацелены на операторов нефтеперерабатывающих заводов, дилеров битума и конечных пользователей продукта. Помимо китайских компаний, торговля битумными фьючерсами была ограничена иностранными банками, что означает, что иностранные инвесторы не могут торговать этим товаром.

Фьючерсный контракт заключается на месяц, оценивается в юанях и предполагает физическую поставку 10 метрических тонн битума за лот по истечении срока действия. Конечный продукт для поставки должен быть сертифицирован биржей и соответствовать спецификациям качества, описанным в Правилах поставки битумных фьючерсов.

Месторождения битума

Природный битум можно найти в мировых месторождениях нефтеносных песков. Канада имеет самые большие запасы в мире, особенно в провинции Альберта. Рост цен на нефть в Канаде сделал крупномасштабную добычу нефти экономически выгодной. Канадский институт энергетических исследований, который является независимой благотворительной организацией, считает, что цена на сырую нефть должна достигать 70,08 долларов за баррель, чтобы отдельная битумная шахта была прибыльной.

Другие месторождения битуминозных песков можно найти в США, Венесуэле и России. Известно, что запасы Венесуэлы, разрабатываемые государственной компанией Petroleos de Venezuela S.A., превышают 230 миллиардов баррелей. Считается, что российские поставки битума сосредоточены в Сибири и Волго-Уральском регионе. Казахстан также является еще одним ключевым регионом для поставок битума.

Хотя битум часто путают с асфальтом, это совершенно другое вещество.

Битум и асфальт

Битум часто путают с асфальтом. Это потому, что оба обычно используются в строительной отрасли. Но между ними есть четкое различие. Как отмечалось выше, битум является побочным продуктом сырой нефти, который используется для связывания асфальта при использовании в таких проектах, как мощение дорог или кровля. Он используется из-за его адгезивных свойств и потому, что он устойчив к повреждениям от масла и воды.

Асфальт, с другой стороны, является искусственным веществом. Он производится с использованием остатка нефтяного дистиллята или побочных продуктов природных месторождений. Его нагревают, сушат и смешивают с битумом и песком. Затем асфальт укладывают с помощью техники. Толщина асфальта зависит от цели проекта. Например, асфальт, используемый для дорог, может быть толще, чем когда он используется для черепицы.

Как производится битум?

Битум является побочным продуктом сырой нефти. Он обычно производится в процессе переработки, в котором сырая нефть восстанавливается. Он удаляет более легкие компоненты сырой нефти и оставляет более тяжелые битумы. Этот продукт имеет множество промышленных применений. Он используется при строительстве дорог, где он известен как асфальт, и в кровельных работах. Битум также встречается в природе и может быть найден в нефтеносных песках Канады.

Каково основное использование битума?

Битум в основном используется в промышленных целях. Его можно найти в строительной отрасли, где он используется для строительства дорог, поэтому в этом приложении его обычно называют асфальтом. Он также обладает гидроизоляционными и адгезионными свойствами, что делает его хорошим продуктом для кровли.

Как инвестировать в битум?

Фьючерсы на битум доступны для торговли через Шанхайскую фьючерсную биржу. Впервые они были предложены в 2013 году и предназначались для операторов нефтеперерабатывающих заводов, дилеров битума и конечных пользователей. Как и в других торговых операциях, Китай ограничил торговлю битумом отечественными предприятиями и иностранными банками. Но вы можете инвестировать в битум косвенно через компании, которые перерабатывают сырую нефть и производят продукт.

Итог

Когда люди слышат слово «битум», они часто думают о дорогах, по которым ездят. Хотя это не совсем так, его часто путают с другим строительным материалом: асфальтом. В то время как асфальт является искусственным материалом, который используется для мощения дорог, битум является побочным продуктом сырой нефти, который используется из-за его гидроизоляционных и адгезионных свойств. Таким образом, он используется для связывания асфальта во время строительства дорог и в кровельных работах. Большая часть мировых запасов битума поступает из битуминозных песков Канады.

Что такое битум? | Использование в дорожном строительстве

Dec162016

Мощение

Асфальтовый битум представляет собой вяжущий органический материал, изготовленный из побочных продуктов переработки сырой нефти. Он используется в дорожном строительстве, потому что его легко производить, его можно использовать повторно, он нетоксичен и обладает сильным связующим.

Производство

Сырая нефть перерабатывается в процессе дистилляции, при котором нефть нагревается в большом резервуаре и собирает пары, образующиеся при различных температурах.

Сырая нефть имеет высокую концентрацию углеводородов, которые легко воспламеняются. Углеводороды представляют собой органический материал, который состоит из связи между водородом и углеродом. Первичные продукты, получаемые при переработке сырой нефти, включают дизельное топливо, бензин и другие высокооктановые топлива. После очистки сырой нефти от топлива, моторных масел и растворителей остается смесь смол.

Смесь дегтя, оставшаяся после процесса дистилляции, состоит из остаточных углеводородов и высокой концентрации органического материала, битума. Раствор дополнительно очищается для производства дорожно-строительного битума и других составов, используемых для строительных материалов, таких как черепица, гидроизоляционные материалы и герметики.

Точка плавления

Температура плавления битума составляет около 240 градусов по Фаренгейту, что является достаточно высокой для безопасного использования в конструкции дорог и достаточно низкой для нагрева без использования большого количества энергии. В некоторых частях мира температура может подняться до такой степени, что вещество станет вязким, но из-за слоев заполнителя дороги все еще могут выдерживать высокие температуры без деформации.

Рециклинг

Из-за низкой температуры плавления асфальтового битума его легко нагревать в процессе рециркуляции асфальта. Асфальт, сорванный со старых дорог, будет отправляться на асфальтобетонный завод, а не на свалку. На асфальтовом заводе разорванный асфальт будет измельчен для создания смеси, которую легко дозировать, а затем ее можно будет добавить в переработанную дорожную смесь. Старый битумный материал смешивают с новым битумом и свежим заполнителем, чтобы получить такой же прочный асфальтовый материал.

Химический состав

Асфальтовый битум нетоксичен и состоит из углеводородов и органических материалов с высокой молекулярной плотностью. Эти углеводороды являются липкими и образуют прочные связи с твердыми поверхностями при низкой температуре. Залежи сырой нефти образуются при разложении органического углеродного материала.