Удельный вес битумной эмульсии, вес литра битумной эмульсии. Объемный вес дорожного битума
Виды и свойства битума
Вода – это не только «символ» всего живого, но и грозный разрушитель. Ее постоянное воздействие может уничтожить самую прочную конструкцию. Для защиты от этого губительного свойства, используют гидроизоляционные материалы, одним из которых является битум.
Слово «битум» переводится с латинского языка, как «горная смола». Этот материал представляет собой «микс» из органических веществ в жидком или твердом состоянии.
Химический состав битума: углеводородные смеси в сочетании с азотными, сернистыми и металлосодержащими компонентами.
Существует два его основных вида:
- Природный битум.
В природе встречается в твердом и жидком состоянии около месторождений нефти. Но бывает в чистом виде редко, чаще в составе, так называемой, асфальтовой породы (известняк, песчаник и т.п.).
- Искусственный битум.
Добывают методом переработки нефтепродуктов. В зависимости от способа получения бывают:
- Остаточные (основной источник – гудрон, из которого выделяют остатки масленых компонентов).
- Окисленные (тот же гудрон окисляют на специальных установках).
- Крекинговые (переработка остаточных продуктов при крекинге нефти).
Основные свойства битума зависят от качественного состава его основных компонентов. Этот материал характеризуется по таким параметрам:
- Плотность битума. (0,8 — 1,3 г/см.куб).
- Теплопроводность битума (0,5—0,6 Вт/(м•°С)).
- Теплоемкость битума (1,8—1,97 кДж/кг•°С).
- Коэффициент теплового расширения (для вязких материалов ≈5•10-4 — 8•10-4°С-1, если температура битума низкая ≈ 2•104°С-1).
Битум является водостойким и электроизоляционным материалом. Так же обладает высокой адгезией и устойчивостью при нагревании.
Важное физико-химическое свойство битума — поверхностное натяжение, которое составляет 25—35 эрг/см2 (при температуре 20 — 25 ̊С).
Вес битума (объемный показатель) в среднем 1100 кг/м.куб.
Характерным для данного материала есть устойчивость к агрессивным средам: щелочи, кислоты. Поэтому он активно используется для химической защиты.
Растворяется битум с помощью органических растворителей.
Марки битума
Битум широко применяется во всех сферах промышленности. По этому параметру его делят на:
- Строительный вид — используют для гидроизоляции бетонных сооружений, заделки щелей, пропитки других материалов и т.п.
- Кровельный вид – используют для кровельных работ.
- Дорожный вид – жидкий битум является основным компонентом для асфальтного покрытия. Требует особого внимания из-за своей «капризности», так как теряет свои свойства при повторном нагреве. Для хранения битума на асфальтобетонных заводах организовывают битумохранилища, где поддерживается его постоянная температура.
Различают марки битума для каждого из упомянутых видов. Они характеризуются такими величинами: твердостью, растяжимостью и температурой размягчения. Условные обозначения – это заглавные буквы: БН (битум нефтяной), БНК (битум нефтяной кровельный), БНД (битум нефтяной дорожный). Затем идут цифры в формате «*/*». Они означают: «температура размягчения/ температура условной твердости» (например, БН-70/30).
Расход битума зависит от его предназначения. Разные виды работ имеют строго определенные технологии затрат этого материала. Это обусловлено точными расчетами его оптимальной толщины, чтобы максимально «задействовать» его полезные свойства.
Например, при вяжущем состоянии материала, расход битума для кровельных работ – от 4 л/м.кв., для гидроизоляции – 3-6 л/м.кв., для придания материалу антикоррозионных свойств – от 0,6 л/м.кв. Для твердого битума, данная характеристика измеряется в килограммах на м.кв.
www.gmsgroup.ru
Удельный вес битумной эмульсии, вес литра битумной эмульсии
В строительной и строительно-дорожной индустрии битум давно оправдал себя. Он используется в качестве связующего, но в естественном состоянии это вещество очень вязкое, и неспособно выполнять непосредственную функцию. Для того чтобы сделать его жидким используют три способа:
- нагревание до 200 градусов,
- разжижение с использованием растворителей (продуктов нефтеперегонки),
- эмульгирование при помощи смешивания битума с водой и специальными эмульгаторами, которые не позволяют жидкостям расслоиться.
Так как первый способ наносит вред окружающей среде и сильно неэкономичен в плане затрат энергии на поддержание нужной температуры, а второй дорогой и опасный для здоровья, речь пойдет о третьем – о битумной эмульсии.
Состав и качества битумных эмульсий
Битумная эмульсия – это однородная смесь двух не растворяющихся друг в друге веществ: битума и воды. Поверхностно-активные вещества, добавляемые в состав эмульсии в процессе приготовления, не позволяют частицам битума объединяться. Процентное соотношение латекса как вяжущего вещества в эмульсии позволяет изменять в ту или иную стороны свойства битума.
По способу приготовления различают эмульсии:
- прямого типа (частицы битума диспергированы в воде), применяется чаще,
- обратного типа (частицы воды равномерно распределены в битуме).
Относительно процентного соотношения битума в составе:
- насыщенная (более 70%),
- концентрированная (от 40% до 70%),
- низкой концентрации (доля битума ниже 40%).
Наиболее востребованы 2 и 3 категории.
Эмульсия используется в обычных условиях и не несет угрозы здоровью человека, вреда окружающей среде. После нанесения битумная эмульсия качественно проникает во все поры и неровности покрытия, быстро сохнет за счет испарения воды, битум покрывает поверхность прочным слоем.
Если состав эмульсии выполнен правильно, с соблюдением всех технологических норм, то он не растекается, а быстро впитывается наполнителем. Применение битумных эмульсий позволяет снизить расход битума при дорожном строительстве практически до 30%. При этом в среднем удельный вес эмульсии битумной составляет 1,05 кг/дм3.
| Вещество | Плотность | |||
| Битумная эмульсия | т/м3 | кг/м3 | кг/л | г/см3 |
| 1,05 | 1050 | 1,05 | 1,05 | |
Такие качества инновационного материала в сравнении с привычными битумными мастиками и чистым битумом открывают гораздо более широкий горизонт употребления. Кроме дорожного строительства, ремонта кровли, эмульсии можно использовать в закрытых помещениях при устройстве санузлов, ванных, бассейнов, гидроизоляции различных узлов конструкций.
naruservice.com
| |||||||
| Сколько кг вес 1 литра мастики битумной — литровая банка. | Используем справочные данные по плотности и удельному весу, рассчитывая по формуле получаем объемный вес. | 1.35 — 1.89 | Справочник физических свойств, ГОСТ, ТУ. | Литровая банка. | до 5% | — |
| © ЧП Колесник 2010-2011 Наш адрес: Днепропетровск, ул. Карла Либкнехта 57 Телефон по Украине: (063) 796-79-32 или (063) 796-19-32 |
stroyvolga.ru
Удельный вес битумной эмульсии, вес литра битумной эмульсии
Помогите в таком вопросе пожалуйста: Как правильно посчитать сколько литров жидкого битума составит в тоннах твердого. Как к примеру л/ч перевести в т/ч. И какова точно плотность жидкого битума и твердого???)))
Ксендель, Вы чем на материаловедении занимались? Все тама .. В конспектах, в таблицах мер и весов..
Видимо чем-то не тем занималась….нужно узнать срочно. Подскажите, если не сложно?!)
-Для дорожного строительства но ГОСТу предусмотрены пять марок -Для строительных работ по ГОСТу предусмотрено три марки, -Для кровельных работ по ГОСТу предусмотрены следующие марки: БНК (битум нефтяной кровельный)-45/180, БНК-90/40 и 90/30, а также БНК-45/190. у вас какой?
Мне нужен битум для дорожного строительстваДобавлено (23.01.2015, 23:24)———————————————БНД-90/130
Ксендель, гугл рулит.. Смотрите ГОСТ там и вес..
от1,08 тн до 1.1 тн/м3
Смотрела и найти не могу(Я бы не писала….Мне важно знать как правильно перевести из литров в тонны….Можно исходя из плотности битума это сделать и данных в литрах….в принципе…я права??Добавлено (23.01.2015, 23:45)———————————————Это плотность твердого битума???)А жидкого какая???Добавлено (24.01.2015, 00:02)———————————————Спасибо, я нашла.Это плотность жидкого битума. Но у меня еще вопрос был: как сделать правильный пересчет из литров жидкого битума в тонны твердого? Проще говоря сколько тонн получается из n количества жидкого битума?!)
Ксендель, -посмотрите.. Пригодится.. А что такое у нас м3.. И что за вес воды скажем так..1 тн/м3 А сколько литров в 1 м3… Вы хоть прогуливали не зря?
Я поняла….Обычна формула перевода жидкости в тонны из 7 класса физики V=m/p грубо говоря….и соответственно размерности учитываются….Это же битум, может еще что-то …какие-то примеси, которые входят в состав битума….никак не учитываются при расчетах?
Ксендель, 1м3 всегда 1000 литров… Хоть железа, хоть водорода.. Только вес разный.. И мой вам совет.. Прежде чем задать вопрос -поищите в интернете ответ.. И если задаете вопрос-формулировка должна быть детальная, как для дошкольника.. Телепатов тут нету. Да и ответ быстрее получите..
Спасибо за совет. В инете искала, но конкретно не нашла, поэтому и обратилась.
гм… а мне одной очевидно что 1 м3 твердого битума, если его расплавить будет весить столько же, сколько и в твердом состоянии?
veronika-2, где-то в интернете читал что объемная масса изменяется на 0,5%
кодировщик, объемная это не то. у нас было 10 кг твердого битума. расплавили — что, его станет больше или меньше? нет, останется 10 кг. поменяется объем и плотность, но масса в данном случае очевидно что константа
veronika-2, нет останется меньше..Как раз примерно 9,95 кг… Разбрызгивание и «парить» же будет при расплавлении.Добавлено (24.01.2015, 11:59)———————————————кстати, битум сам по себе жидкость, как и стекло…Добавлено (24.01.2015, 12:00)———————————————Точнее, битум — это аморфное вещество
Тюленин, Битум не плавает.. И вес жидкого битума 1,08-1,1 тн/м3 (Макаров, Светлаков.. справочные таблицы весов стр-х материалов..)
А сколько к примеру 1000 л жидкого битума составит в тоннах твердого???.
Вес 1м3 битума
дело в том, что у меня есть только жидкий битум.
Ну, логично=)))Почему я так подробно спрашивала: думала, может в битум входит какие-то примеси, которые в переводе с жидкого битума в твердый не учитываются. И на самом деле битума в твердом состоянии будет меньше.Добавлено (25.01.2015, 16:46)———————————————Здравствуйте!)А не подскажите вот что: сколько примерно битума твердого расходуется на 1 км дороги шириной 6 м?
Для каких целей? Для приготовления а/б смесей?
Нет, для покрытия щебеночного основания и для слоя износа.
Ксендель, Скачайте нормы расхода материалов, ко всем сборникам.. Вам то работать. А пока в этом посмотрите. Привязывайте к расценке..
Ксендель, вот это прочтите. Там всё есть. Только внимательно!
Какой практический смысл в том, чтобы знать разницу в плотности битума жидкой и кристалической фаз? ) Вот здесь можно почитать, что происходит с битумом при фазовых переходах:
Ценообразование в строительстве. ФЦЦС Минстроя. Сметный норматив. Концепция 400 дней.
stroyvolga.ru
| Бензин (среднее значение от 500-700) |
м3 |
кг | |
| Бензол | м3 |
кг | |
| Бетон ячеистый (среднее значение от 400-600) | м3 |
кг | |
| Бетон с каменным заполнителем(среднее значение от 2200-2400) | м3 |
кг | |
| Бетон тяжелый (среднее знчение от 2800-5000) | м3 |
кг | |
| Битум жидкий (среднее значение от 1080-1100) | м3 |
кг | |
| Битумная мастика (среднее значение от 1350-1890) | м3 |
кг | |
| Борная кислота | м3 |
кг | |
| Брусчатка | м3 |
кг | |
| Бруски строительные | м3 |
кг | |
| Бумага в рулонах (среднее значение от 400-550) | м3 |
кг | |
| Бут известняк (среднее значение от 1300-1600) | м3 |
кг | |
| Бут из твердых пород (среднее значение от 1600-1800) | м3 |
кг |
smetdlysmet.ru
Битум дорожный БНД 90/130
Битум дорожный БНД 90/130
Битум был первым продуктом из нефти, которым пользовался человек: уже за 3800 лет до н.э. его применяли как строительный материал. Битумы и асфальты, добываемые в районах нефтяных месторождений, использовали в качестве связывающих, антисептических, противокоррозионных и водонепроницаемых материалов, для строительства зданий и башен, водопроводных и сточных каналов, туннелей, зерно- и водохранилищ, дорог, в судостроении, медицине и мумификации трупов.
С развитием нефтяной промышленности возросла переработка асфальто-смолистых нефтей, увеличилось производство и улучшилось качество битумов, которые вытеснили природный асфальт, но добыча последнего продолжается до сих пор.
В настоящее время битум широко применяют в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве и реактивной технике , а также для защиты от радиоактивных излучений. Ведущей областью применения битумов являются строительство и ремонт дорог, жилых домов, промышленных предприятий и аэродромов.
Из этих данных видно, что в США и западноевропейских странах более 70% битума используется для строительства и ремонта дорожных покрытий. Такое распределение в потреблении битумов объясняется разветвленностью сети дорог США и большой нагрузкой автотранспорта.
В СССР доля потребления битумов в промышленном в гражданском строительстве и в других областях народного хозяйства наибольшая . Доля дорожных покрытии с применением битума в СССР составляет 93—95% от всех усовершенствованных покрытий и лишь 3 - 5% падает на покрытия с применением цементо-бетона.
Производство нефтяных битумов в СССР достигло значительного развития: по сравнению с 1938 г. оно увеличилось в 1958 г. в 10, в 1965 г. почти в 20, а в 1970 г. в 30 раз. В соответствии с Директивами XXIV съезда КПСС на 1971- 1975 гг. объем переработки нефти возрастет в 1,5 раза по сравнению с 1970 г. и соответственно увеличится объем производства нефтяных битумов. Производство нефтяных битумов во всем мире в 1970 г. составило более 50 млн. т, в том числе в США 32.6 млн. т.
Классификация битумов
Под термином «битум» понимают жидкие, полутвердые или твердые соединения углерода и водорода, содержащие небольшое количество кислород, серу, азотсодержащих веществ и металлов, а также значительное количество асфальто- смолистых веществ, хорошо растворимых в сероуглероде, хлороформе и других органических растворителях . Битумы могут быть природного происхождения или получены при переработке нефти, торфа, углей и сланцев. Для битуминозных материалов можно предложить классификацию, приведенную в таблице
Состав битумов
Битумы представляют собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов нефти и их гетеропроизводных, содержащих кислород, серу, азот и металлы (ванадий, железо, никель, натрий и др.). Элементарный состав битумов примерно следующий (в вес.%): углерода 80—85; водорода 8—11,5; кислорода 0,2—4; серы 0,5—7; азота 0,2— 0,5.
Характерно, что с увеличением содержания серы в битуме повышаются его плотность и коэффициент рефракции его масляного компонента
Для разделения битумов на группы разработано большое число методов. Наиболее характерными и широко применяемыми в практике являются методы Маркуссона , ГрозНИИ , Н. Фурби , Н.И. Черножукова и Г.А. Тилюпо , С.Р. Сергиенко и сотрудников , О'Доннелля , Л.P. Клейншмидта, А. Бестужева и Д. Баргмана , ВНИИ НП и СоюзДорНИИ . Применяя различные методы разделения битумов и растворители, получают различные результаты по числу групп, их содержанию и структуре.
Так, доля асфальтенов, осажденных при помощи петролейного эфира, меньше, чем при использовании н-гептана, и т. д . По методу Маркуссона битумы разделяют на масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Часто пользуются делением битума на асфальтены и мальтены, представляющие собой сумму масел и смол.
Масла снижают твердость и температуру размягчения битумов, увеличивают их текучесть и испаряемость. Элементарный состав масел: углерода 85—88%, водорода 10—14%, серы до 4,5%, а также незначительное количество кислорода и азота. Молекулярный вес масел 240—800 (обычно 360—500), отношение С:Н (атомное), характеризующее степень ароматичности, обычно равно 0,55—0,66. Плотность масел меньше 1 г/см ^3 (103 кг/м ^3 ).
Характеристика масляных соединений, входящих в состав битумов, следующая. Парафиновые соединения нормального и изостроения с числом углеродных атомов 26 и более, имеют плотность 0,79-0,82 г/см ^3 (790 — 820 кг/м ^3 ), коэффициент рефракции 1,44—1,47, молекулярный вес 240 — 600, температуру кипения 350 — 520°С, температуру плавления 56—90°С. Нафтеновые структуры содержат от 20 до 35 углеродных атомов, плотность 0,82—0,87 г/см^3 (820-870 кг/м^ 3 ), коэффициент рефракции 1,47—1,49, молекулярный вес 450—650.
Асфальтены рассматриваются как продукт уплотнения смол. В свободном виде они представляют собой твердые неплавящиеся хрупкие вещества черного или бурого цвета. В отличие от других компонентов битумов они нерастворимы в насыщенных углеводородах нормального строения (С5—С7), а также в смешанных полярных растворителях — спирто-эфирных смесях и низкокипящих спиртах, в нефтяных газах (метане, этане, пропане и др.), но легко растворимы в жидкостях с высоким поверхностным натяжением более 24 дин/см (24 мн/м) — бензоле и его гомологах, сероуглероде, хлороформе и четыреххлористом углероде.
Смолы при обычной температуре — это твердые вещества красновато-бурого цвета. Их плотность 0,99— 1,08 г/см^3 (990-1080 кг/м^ 3 ). Смолы являются носителями твердости, пластичности и растяжимости битумов. Они относятся к структуры высокой степени конденсации, соединенным между собой алифатическими цепями.
В их состав входят кроме углерода (79—87%) и водорода (8,5—9,5%) кислород (1—10%), сера (1—10%), азот (до 2%) и много других элементов, включая металлы (Fe, Ni, V, Cr, Mg, Со и др.) . Молекулярный вес смол 300—2500. Химический состав асфальтенов вследствие его сложности изучен недостаточно. Предложено несколько типов полициклических структур как основных звеньев молекул смол и асфальтенов.
Технология получения битумов существенно влияет на их состав. Так, содержание смол в битумах одной и той же температуры размягчения, полученных непрерывным окислением сырья в колонном аппарате и в змеевиковом реакторе, ниже, а содержание асфальтенов и масел несколько выше, чем в битумах, полученных окислением того же сырья в периодическое кубе. Отличаются также структура компонентов и свойства готовых битумов, полученных различными способами.
Хранение, разлив и транспортирование битумов
Битумы хранят в специально оборудованных резервуарах. К ним предусмотрен подвод водяного пара и электроэнергии для обогрева, подвод сжатого воздуха и оборудование для перемешивания, подача водяного пара для предотвращения вспышки паров продукта. Обычно пену и воду не подают, так как это связано с опасностью вспенивания и перебросами продукта.
Резервуары оборудуют дыхательными и взрывными клапанами. Для хранения и смешения маловязких дорожных битумов целесообразно использовать резервуары большей емкости (1000—5000 м 3 ), для высоковязких битумов — резервуары небольшой емкости (100—500 м 3 ). Суммарная емкость хранения зависит от производительности установки и реализации битумов и в среднем составляет от 2000 до 5000 м 3.
Для облегчения полного опорожнения резервуара днище делают наклонным. Для внутризаводского транспортирования битумов наиболее распространены и удобны в эксплуатации поршневые насосы с паровым и электроприводом. Ротационные насосы применяют на автоматических смесительных установках.
Трубопроводы для транспортирования битумов укладывают обычно на поверхности земли либо в лотках и траншеях. Насосы, перекачивающие расплавленный битум, трубопроводы и резервуары тщательно изолируют. Часто трубопроводы снабжают паровыми спутниками или рубашками, а в резервуарах монтируют паровые змеевики, при помощи которых поддерживают температуру битума равной 100-170°С.
Ведут тщательное наблюдение за состоянием паровых рубашек и змеевиков, из-за неисправности которых возможно попадание пара в конденсата в битум и его вспенивание. В последнее время для подогрева битума и поддержания его при требуемой температуре применяют электрообогрев.
Транспортирование битума в нагретом жидком состоянии — это наиболее удобный вид его поставки потребителям. В этом случае упрощаются не только погрузочно- разгрузочные работы и имеется большая экономия за счет упаковочного материала, но потребители могут также использовать тепло поступающего к нему битума.
В нагретом жидком состоянии транспортируют остаточные и окисленные битумы с пенетрацией более 20*0,1 мм, а также разжиженные битумы. В жидком виде нельзя транспортировать битумы с высокой температурой размягчения, некоторые специальные сорта, а также в том случае, если потребители не готовы к приему теплого жидкого битума.
Разливают битум и в разборные формы. Цилиндрические разборные формы, свернутые из листов металла и скрепленные застежками, помещают на поддоны. Для предотвращения прилипания битума к стенкам форм последние обмазывают глиной либо обкладывают внутри крафт-бумагой. Менее трудоемок разлив битума в цилиндрические формы, в которые вставлены крафт-бумажные цилиндрические обкладки, по размерам соответствующие разборной форме. Крафт-бумажные обкладки изготавливают на специальном станке и склеивают расплавленным битумом.
Применение нефтяных битумов
Значение битума в производстве дорожных покрытий первостепенно. Такие покрытия обеспечивают прочность, безопасность и в 2-2,5 раза дешевле, чем бетонные. Дорожные одежды состоят из основания (которое придает покрытию прочность, делает его ровным, а также передает давление транспорта на грунт) и дорожного покрытия.
Общим для большей части дорожных покрытий является сочетание в них минеральных заполнителей и битума, в которых последний используют в качестве прочной водонепроницаемой связующей среды.
Выбор типа покрытия и способа его строительства определяется местными условиями, характером автотранспорта и интенсивностью движения по данной дороге. Применяют следующие способы строительства дорожных покрытий: поверхностную обработку битумом дороги, грунта, основания; пропитку битумом дороги; покрытие дороги битумом, предварительно смешанным с каменным материалом в асфальтосмесителе; смешение битума с каменным материалом на дороге.
В зависимости от температуры обрабатываемой и укладываемой смеси различают горячий и холодный способы строительства дорожных покрытий.До настоящего времени применяют методы испытаний и оценки свойств битумов, существующие с конца прошлого столетия и уже не удовлетворяющие современным требованиям: они не отражают действительных условий работы битума в дорожных покрытиях, а характеризуют только некоторые его свойства в момент производства.
Так, растяжимость является показателем весьма условным; все еще не установлена какая-либо взаимосвязь между растяжимостью битумов и свойствами полученных из них асфальтовых смесей.
Это объясняется тем, что при приготовлении таких смесей битум распределяется тонкой пленкой по поверхности каменного материала, нагретого до 200°C, и свойства его в этих условиях изменяются. Весьма трудно правильно оценить изменение структуры, состав и свойства битума в результате его службы в покрытии.
Результаты зависят от растворителя, применяемого для извлечения битума из смеси. С течением времени пенетрация битума в покрытии снижается с 40-70 до 10-20*0,1 мм и в нем появляются трещины. Предполагают, что одна из основных причин образования трещин в дорожных покрытиях — применение вязкого битума с незначительной первоначальной пенетрацией (30—40). Поэтому даже в южных районах рекомендуется использовать битумы с пенетрацией 90-120*0,1 мм.
Общая тенденция в настоящее время — применение возможно более мягкого битума, чтобы только была обеспечена необходимая температурная стойкость его в жаркую погоду. Битумы с повышенной температурой размягчения при одинаковой пенетрации более теплостойки.
Битумы как водозащитные средства применяют очень давно. Они водонепроницаемы и устойчивы к разрушению при низких температурах, нетоксичны и могут безопасно применяться для покрытия хранилищ питьевой воды и облицовки труб водоснабжения.
Битумы широко применяют в гидротехнических сооружениях, в частности, чтобы предотвратить просачивание воды в водопроницаемые породы и предохранить от оползней берега и каналы. Гидроизоляционный материал получают смешением битума с минеральным наполнителем.
Покрытия из такого материала гарантируют долговременную защиту от протекания воды в бассейнах, водохранилищах, плотинах, дамбах, склонах побережий рек, морей, каналов, гаваней, портов. Смесь обладает также достаточной прочностью при действии нагрузок и имеет низкую стоимость по сравнению с другими материалами.
Затраты на гидросооружения с применением битумных материалов быстро окупаются. Битумные смеси используют и при строительстве молов и волноломов. При оседании мола покрытие деформируется, но не растрескивается. Впрыскивание в почву специальных битумных эмульсий.
Битумы широко применяют при производстве кровельного (рубероидного) и водоизоляционного картонов — гидроизоляционных материалов для покрытия крыш, промышленных, гражданских и других сооружений.
Технология производства названных строительных материалов примерно одинакова и может быть проиллюстрирована примером получения рубероида: на тряпичный картон, пропитанный мягким битумом, накладывают слой из окисленного битума с минеральным наполнителем. Картон выпускают рулонами стандартной ширины и листами различных конфигураций. Сборные кровельные покрытия производят в виде кровельного картона из нескольких слоев. На месте потребления такой картон пропитывают и проклеивают расплавленным битумом. Если кровельный картон используют в качестве основы для укладки шифера, его часто упрочняют, подклеивая к нему слой ткани.
Ткани, пропитанные битумом, применяют в системах шахтной вентиляции и для водонепроницаемых покрытий. Бумагу с одно- и двусторонним битумным покрытием и многослойную бумагу, склеенную битумом, и иногда — с тканевой прокладкой, используют для упаковки и в строительстве. Бумагу, пропитанную мягкими битумами, применяют в производстве электрокабелей, для водозащитных покрытий и тепловой изоляции промышленных трубопроводов.
Отдел продаж(3952)48-24-53, 48-24-54, 72-71-49
sibenergo.dsi38.ru
Характеристики вязких дорожных битумов (ГОСТ 22245–90) — МегаЛекции
| Показатели | БНД 200/300 | БНД 130/200 | БНД 90/130 | БНД 60/90 | БНД 40/60 |
| Пенетрация, 0,1 мм при температуре, | |||||
| 25оС | 201-300 | 131-200 | 91-130 | 61-90 | 40-60 |
| 0оС, не менее | |||||
| Температура, оС | |||||
| размягчения, не ниже | |||||
| хрупкости, не выше | -20 | -18 | -17 | -15 | -12 |
| вспышки, не ниже | |||||
| Дуктильность, см, не менее при температуре: | |||||
| 25оС | – | ||||
| 0оС | 6,0 | 4,0 | 3,5 | – | |
| Изменение температуры размягчения после прогрева, оС, не более | |||||
| Индекс пенетрации | От -1,0 до +1,0 |
Продолжение табл. 6.1
| Показатели | БН 200/300 | БН 130/200 | БН 90/130 | БН 60/90 |
| Пенетрация, 0,1 мм при температуре, | ||||
| 25оС | 201-300 | 131-200 | 91-130 | 60-90 |
| 0оС, не менее | ||||
| Температура, оС | ||||
| размягчения, не ниже | ||||
| хрупкости, не выше | -14 | -12 | -10 | -5 |
| вспышки, не ниже | ||||
| Дуктильность, см, не менее при температуре: | ||||
| 25оС | – | |||
| 0оС | – | – | – | – |
| Изменение температуры размягчения после прогрева, оС, не более | ||||
| Индекс пенетрации | От -1,5 до +1,0 |
Рекомендации по применению зависят от типа битумов и их пенетрации при 25оС.
Некоторое количество вязких битумов вырабатывается на отдельных завода по техническим условиям, носящим чисто конъюнктурный характер. Однако битумы, вырабатываемые по ТУ 38.1011356-91 (табл. 6.2) пользуются большим спросом инофирм для строительства ответственных объектов как в России, так и за рубежом. На российском внутреннем рынке предлагаются и пользуются спросом импортные битумы, вырабатываемые по спецификации Nestle (табл. 6.3).
Жидкие битумы предназначены для удлинения сезона дорожного строительства. В соответствии с ГОСТ 11955-82 их получают смешением вязких битумов БНД с дистиллятными фракциями (разжижителями). После укладки покрытия разжижитель постепенно испаряется. Применение жидких дорожных битумов не соответствует современным требованиям к энергосбережению и защите окружающей среды. Кроме того они пожароопасны из-за низкой температуры вспышки.
Таблица 6.2
Характеристики вязких дорожных битумов (ТУ 38.1011356-91)
| Показатели | БДУ 130/200 | БДУ 100/130 | БДУ 70/100 | БДУ 50/70 |
| Пенетрация при 25оС, 0,1 мм | 131-200 | 101-130 | 71-100 | 50-70 |
| Температура, оС, не ниже | ||||
| размягчения | ||||
| вспышки | ||||
| Дуктильность при 25оС, см, не менее | ||||
| После прогрева: | ||||
| изменение массы, %, не более | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| пенетрация при 25оС, % от исходной, не менее | ||||
| дуктильность при 25оС, см, не менее | ||||
| температура хрупкости, оС, не выше | -20 | -17 | -15 | -12 |
Таблица 6.3
Характеристики вязких дорожных битумов по спецификации Nestle
| Показатели | BIT 500 | BIT 200 | BIT 120 | BIT 80 | BIT 65 | BIT 45 |
| Пенетрация, 0,1 мм, при температуре | ||||||
| 25оС | – | 145-210 | 100-145 | 70-100 | 50-70 | 35-50 |
| 15оС | 120-260 | – | – | – | – | – |
| Температура размягчения, оС, | ||||||
| Вязкость при 60оС, Па×с, ³ | ||||||
| Вязкость при 135оС, мм2/с, ³ | ||||||
| Температура вспышки, оС, ³ | ||||||
| После прогрева: | ||||||
| потеря массы, %, £ | 0,6 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| остаточная пенетрация, %, ³ | – | |||||
| вязкость при 60оС, Па×с, £ | ||||||
| Температура хрупкости, оС, £ | -22 | -16 | -14 | -12 | -10 | -5 |
| Дуктильность при 25оС, см, ³ |
Строительные битумы (см. табл. 6.4) применяют для выполнения различных строительных работ, в частности для гидроизоляции фундаментов зданий.
Кровельные битумы (см. табл. 6.5) используют для производства кровельных материалов. Их разделяют на пропиточные (для пропитки основы) и покровные (для получения покровного слоя).
Изоляционные битумы (табл. 6.6) используют для изоляции трубопроводов для защиты их от коррозии.
Таблица 6.4
Характеристики строительных битумов (ГОСТ 6617-76)
| Показатели | БН 50/50 | БН 70/30 | БН 90/10 |
| Пенетрация при 25оС, 0,1 мм | 41-60 | 21-40 | 5-20 |
| Температура, оС | |||
| размягчения | 50-60 | 70-80 | 90-105 |
| вспышки, не ниже | |||
| Дуктильность при 25оС, см, не ниже | 3,0 | 1,0 |
Таблица 6.5
Характеристики кровельных битумов (ГОСТ 9548-74)
| Показатели | БНК 40/180 | БНК-45/190 | БНК 90/30 |
| Пенетрация при 25оС, 0,1 мм | 160-210 | 160-220 | 25-35 |
| Температура, оС | |||
| размягчения | 37-44 | 40-50 | 80-95 |
| хрупкости, не выше | – | – | -10 |
| После прогрева: | |||
| изменение массы, %, не более | 0,8 | 0,8 | 0,5 |
| пенетрация при 25оС, % от исходной, не менее |
Таблица 6.6
Характеристики изоляционных битумов (ГОСТ 9812-74)
| Показатели | БНИ-IV-3 | БНИ-IV | БНИ-V |
| Пенетрация, 0,1 мм, при температуре | |||
| 25оС | 30-50 | 25-40 | 20-40 |
| 0оС, не менее | |||
| Температура, оС | |||
| размягчения | 65-75 | 75-85 | 90-100 |
| вспышки, не выше | |||
| Дуктильность при 25оС, см, не менее | |||
| Изменение массы после прогрева, %, не более | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Содержание парафина, % мас., не более | – | – |
К высокоплавким относят битумы с температурой размягчения выше 100оС. Такие битумы маркируют в зависимости от температуры размягчения (в основу маркировки вышеописанных битумов положена их пенетрация при 25оС). Известно несколько сортов высокоплавких битумов: битумы для аккумуляторных мастик (см. табл. 6.7), хрупкие битумы (лаковые), битумы – высокоплавкие размягчители (рубраксы). Все эти битумы получают глубоким окислением остатков перегонки нефти, для них важным показателем является растворимость в тех или иных растворителях.
Таблица 6.7
Характеристики битума для заливочных аккумуляторных мастик
(ГОСТ 8771-76)
| Показатели | Значение |
| Температура размягчения, оС | 105-115 |
| Пенетрация, при 25оС, 0,1 мм, | 10-16 |
| Дуктильность при 25оС, см, не менее | |
| Растворимость в толуоле или хлороформе, % не менее | 99,50 |
| Изменение массы после прогрева, %, не более | 0,50 |
| Индекс пенетрации, не менее |
Хрупкие битумы (ГОСТ 21822-87) предназначены для использования в лакокрасочной, шинной и электротехнической промышленности. Битумы этого класса представляют собой твердое вещество черного цвета без запаха. Они выпускаются двух марок: Б и Г (см. табл. 6.8).
Таблица 6.8.
Характеристики хрупких битумов (ГОСТ 21822-87)
| Показатели | Б | Г |
| Температура размягчения, оС | 100-110 | 125-135 |
| Пенетрация, при 25оС, 0,1 мм, | 2-10 | 0-5 |
| Температура вспышки, оС, не ниже |
Битумы – высокоплавкие мягчители (рубраксы) (ГОСТ 781-78) производят для резинотехнической и шинной промышленности. В зависимости от глубины проникновения иглы устанавливают две марки битума: А-10 и А-30 (см. табл. 6.9).
Таблица 6.9.
Характеристики высокоплавких мягчителей (ГОСТ 781-78)
| Показатели | А-30 | А-10 | ||
| Высший сорт | Первый сорт | Высший сорт | Первый сорт | |
| Температура размягчения, оС | 125-135 | 125-135 | 125-135 | 125-135 |
| Пенетрация, при 25оС, 0,1 мм, | 30-40 | 26-40 | 8-13 | 5-19 |
| Содержание, % мас., не более | ||||
| золы | 0,5 | 0,5 | 0,3 | 0,5 |
| серы | – | – | ||
| парафинов | ||||
| воды | Отсутствие | Следы | Отсутствие |
Все битумы обычно используют в чистом виде. Однако достаточно часто в битумы вводят компоненты, улучшающие их потребительские свойства. Так, в дорожные битумы перед применением вводят адгезионные добавки, улучшающие сцепление битума с каменным материалом. Для модификации реологических параметров в дорожные и кровельные битумы вводят полимеры разного строения, например стирол-бутадиен-стирольные каучуки. Смешивая битумы с водой и эмульгаторами, получают битумные эмульсии. Все эти продукты производят обычно по нормативно-технической документации потребителей.
Состав битумов
Битумы представляют собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов нефти и их гетеропроизводных, содержащих кислород, серу, азот и металлы (ванадий, железо, никель, натрий и др.). Элементный состав битумов (в % мас.) примерно следующий: углерода 80-85, водорода 8,0-11,5, кислорода 0,2-4,0, серы 0,5-7,0, азота 0,2-0,5. В битумах из нефтей месторождений Кавказа содержание кислорода сравнительно высоко, а содержание азота – незначительно.
Содержание серы в битумах, полученных из нефтей различных месторождений, колеблется в широких пределах: из бакинских нефтей – 0,8%, из туймазинской нефти – 3,0%, из ромашкинской нефти – 3,5%.
Химический состав битумов очень сложен, перечень найденных в битуме соединений составляет более 300 названий. Если участь, что малейшие изменения в способе получения, его режиме, сырье ведут к изменению в составе битума, становится ясным, что полная идентификация состава битума невозможна и практически нецелесообразна. Общепризнанна сегодня номенклатура групп компонентов битумов согласно Маркуссону: карбоиды – нерастворимые в сероуглероде; карбены – нерастворимые в четыреххлористом углероде; асфальтены – нерастворимые в парафиновых углеводах; мальтены – растворимые в низкокипящих предельных углеводах, разделяющиеся адсорбционными методами на смолы и масла.
В структурном отношении битум рассматривается как коллоидная система мицеллярного строения с ядром из асфальтенов, стабилизированных смолами в масляной среде. Различие в коллоидных структурах битумов обусловлено не только количественным соотношением компонентов, но и их качественным составом.
Наиболее показательна с точки зрения модификации полимерами классификация битумов согласно А. С. Колбановской по трем типам в зависимости от содержания и соотношения основных структурообразующих компонентов: масел, смол и асфальтенов.
Структура 1 типа представляет собой коагуляционную сетку – каркас из асфальтенов, находящихся в слабоструктурированной смолами дисперсионной среде. Асфальтены, составляющие сетку, взаимодействуют друг с другом полярными лиофобными участками через тонкие прослойки дисперсионной среды. На лиофильной поверхности адсорбируются смолы. Обычно битумы этого типа содержат свыше 25 % асфальтенов, менее 24 % смол и более 50 % масел.
Структура 2 типа представляет собой стабилизированную суспензию асфальтенов в структурированной смолами дисперсионной среде. Асфальтены не связаны между собой, адсорбируют смолы, которые в пленочном состоянии обладают повышенной вязкостью и прочностью. Битумы II типа содержат не более 18 % асфальтенов; свыше 36 % смол и не более 48 % масла.
Структура 3 типа является промежуточной между структурами I и 2 типа. В ней отдельные агрегаты асфальтенов находятся в дисперсной среде, структурированной смолами в меньшей степени, чем среда 2, но в большей, чем среда I типа. Количество асфальтенов в них достаточно велико, чтобы установилось взаимодействие по отдельным полярным участкам, но недостаточно для создания сплошного структурного каркаса. Битумы 3 типа содержат 21-23 % асфальтенов, свыше 30 % смол и до 49 % масел.
Химический состав отдельных компонентов различается в зависимости от технологии получения битумов, природы нефтяного сырья. Эти различия, несомненно, оказывают влияние на свойства, однако соотношение основных структурообразующих компонентов оказывается решающим.
Как показали исследования, в гидроизоляционных композициях более эффективны битумы с повышенным содержанием смол и асфальтенов.
Известно, что битум состоит в основном из трех групп веществ: масел, в том числе ароматической и парафино-нафтеновой природы, смол и асфальтенов (вместе масла и смолы называют еще мальтенами). Битум — сложная дисперсная система, в которой дисперсионной средой являются мальтены, а дисперсной фазой — асфальтены.
По методу Маркуссона (адсорбционное разделение на силикагеле или цеолитах) битумы разделяются на масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Часто пользуются делением битума на асфальтены и мальтены, представляющие собой сумму масел и смол.
Масла снижают твердость и температуру размягчения битумов, увеличивают их текучесть и испаряемость. Молекулярная масса масел колеблется в диапазоне 240-800 (обычно 360-500), отношение C : H, характеризующее степень ароматичности, обычно равно 0,55-0,66.
Химический состав масляных компонентов битумов зависит от исходной нефти и исходного сырья для окисления. Так, повышение глубины отбора масляных дистиллятов из мазута снижает содержание парафино-нафтеновых соединений. Длительный нагрев сырья в процессе вакуумной перегонки мазута ведет к уплотнению бициклических ароматических соединений и уменьшению этого компонента в гудроне. Еще более глубокие изменения протекают в процессе окисления сырья.
Характеристика масляных соединений, входящих в состав битумов, следующая (вещества именуются соединениями, так как в их состав входят гетероатомы и они, строго говоря, не углеводороды).
Парафиновые соединения нормального и изостроения с числом атомов углерода 26 и более имеют плотность 790-820 кг/м3, коэффициент преломления 1,44-1,47, молекулярную массу 370-600, температуру кипения 350-520оС и плавления 56-90оС. Нафтеновые углеводороды содержат от 20 до 35 атомов углерода, плотность их 820-870 кг/м3, коэффициент преломления 1,47-1,49, молекулярная масса 450-500. У ароматических соединений при переходе от моно- к полициклическим боковые алифатические цепи укорачиваются. Моноциклические ароматические соединения, выделенные из битумов, имеют коэффициент преломления 1,49-1,53 и молекулярную массу 450-620, бициклические 1,535-1,590 и 430-600, а полициклические >1,59 и 420-670, соответственно.
Положение в цепи и строение заместителя могут резко влиять на свойства углеводорода, например на температуру плавления и стеклования, вязкость и др. Моноциклические ароматические соединения представляют собой, как правило, молекулы с одним бензольным ядром и более или менее длинными боковыми алкильными цепями. В их составе могут быть от одного до трех нафтеновых колец, а также гетероорганические соединения, включающие атомы серы, реже азота и кислорода. Сера обычно входит в состав циклической части молекулы и иногда может служить мостиковой связью. В составе бициклических ароматических соединений присутствуют как гомологи нафталина, так и гомологи бензола, но в них больше соединений, включающих S,N и О.
Смолы при обычной температуре – это твердые вещества красновато-бурого цвета, их плотность 990-1080 кг/м3. Они являются носителями твердости, пластичности и растяжимости битумов. Смолы относятся к высокомолекулярным органическим соединениям циклической и гетероциклической структуры высокой степени конденсации, связанным между собой алифатическими цепями. В их состав входят C,H,S,N,O, металлы. Молекулярная масса смол 300-2500.
Смолы являются промежуточными веществами между маслами и асфальтенами. Переход от смол к асфальтенам сопровождается дальнейшим повышением доли атомов углерода в ароматических структурах и увеличением степени их конденсированности, возрастанием соотношения С:Н. Число атомов углерода в молекулах, составляющих смолы, доходит до 80-100. По сравнению с асфальтенами число и длина боковых алифатических цепей в смолах больше. Атомное соотношение С:Н обычно равно 0,6-0,8, температура размягчения составляет 35-90оС.
Для отделения смол от асфальтенов используют легкие насыщенные углеводороды С5-С6, в которых асфальтены не растворяются. Для отделения смол от масел применяют хроматографический метод.
Асфальтены являются продуктами уплотнения смол. Их нельзя рассматривать как чисто полимерные соединения, так как они образуются из сложных смесей исходных веществ, способных к разнообразным превращениям, включающим образование и высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ. В свободном виде асфальтены представляют собой твердые неплавящиеся хрупкие вещества черного или бурого цвета. В отличие от других компонентов битумов, они нерастворимы в насыщенных углеводородах нормального строения (С5-С6), а также в смешанных полярных растворителях – спиртоэфирных смесях и низкокипящих спиртах, в нефтяных газах (метане, этане, пропане и др.), но легко растворимы в бензоле и его гомологах, сероуглероде, хлороформе и четыреххлористом углероде.
Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды – вещества коричнево-серого цвета, густой смолистой консистенции. Асфальтогеновые кислоты легко растворяются в спирте или хлороформе и трудно – в бензине. Плотность их больше 1000 кг/м3. Содержатся в нефтяных битумах в небольших количествах. Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды стабилизируют коллоидную структуру битума.
Карбены и карбоиды являются высокоуглеродистыми продуктами высокотемпературной переработки нефти и ее остатков. Карбены нерастворимы в четыреххлористом углероде, карбоиды – в сероуглероде.
Состав битума зависит от природы нефти, состава исходного сырья (нефтяных остатков) и от технологии его производства.
Производство битумов
Основные способы получения битумов
Для производства нефтяных битумов используют три основных способа.
1. Концентрирование нефтяных остатков путем перегонки их в вакууме в присутствии водяного пара или инертного газа (при переработке тяжелых асфальтосмолистых нефтей остаточные битумы получают атмосферной перегонкой).
2. Окисление кислородом воздуха различных нефтяных остатков (мазутов, гудронов, полугудронов, асфальтов деасфальтизации, экстрактов селективной очистки масел, крекинг остатков или их смесей) при температуре 180-300оС.
3.Компаундирование (смешение) различных нефтяных остатков с дистиллятами и с окисленными или остаточными битумами и др.
Существуют и сочетания указанных выше способов.
megalektsii.ru
