Состав, производство и качество битумов

В
строительстве зданий и дорог практически всегда используют битум. И на это есть
веские причины. Они заключаются в трёх его главных свойствах:

• — при нагреве разжижаться, становиться
  текучим и, попадая на (в) любые твёрдые строительные материалы,
  объединяться с ними;
• — при понижении температуры
  загустевать, становится твёрдым, образуя монолит с объединёнными им
  другими строительными материалами (песком, картоном, холстом и т.д.);
• — будучи сам гидрофобным, передавать
  это свойство водоотталкивания пропитанным им стройматериалам.

Состав битума

Если
рассматривать элементарный состав, то в битуме содержится до 14% водорода и не
менее 70% углерода. Остальное ― это примеси в виде серы, кислорода и других
элементов. То есть, битум можно охарактеризовать как углеводород с примесями.
Но свойства битумов зависит не от элементарного состава, а в каких соединениях
объединены углерод и водород. Вот эти группы соединений:

• — масла, обеспечивающие текучесть битумов;
• — смолы, благодаря которым битум эластичен;
• — асфальтены, характеризующиеся вязкостью.

Так
вот масел в битуме 45-60%. Эти жидкие и лёгкие соединения, таким образом,
занимают в составе битумов преобладающую долю. От их количества зависит глубина
проникания битума в другие среды.

Смол
в битуме несколько меньше ― 15-30%. Эти соединения тягучи, плотность их выше,
нежели масел. Они могут быть как полужидким, вязкими, так и твёрдыми, и полутвердыми
(в зависимости от температуры размягчения).

Технология
производства битумов

Битумы
бывают природными и искусственными (нефтяными). Естественно, что и технологии
их получения будут отличаться. Природные битумы
образовались когда-то благодаря перемещениям нефти в земной коре и
заполнением ею пустот. Искусственные получают из нефти несколькими способами.

Собственно
говоря, природные битумы производить не надо, они уже миллионы лет, как
произведены матушкой-природой. Их просто надо извлечь из битумосодержащих
пород. Добываются они двумя путями: либо экстрагированием (растворением в
органических растворителях), либо вывариванием в котлах с водой.

Нефтяные
битумы получают тремя способами:

• — концентрированием нефтяных остатков.
  После отделения от нефти лёгких фракций (бензин, газойль и т.д.) остаётся
  гудрон. Перегоняя его в вакууме, получают ещё масла и моторное топливо, а
  оставшиеся гудрон и асфальт ― вместе это уже остаточный битум;
• — окислением нефтяных остатков
  производится кислородом из воздуха (продувкой) при температуре до 300°С.
  За счёт окисления содержание асфальтосмолистых веществ увеличивается, что
  увеличивает выход битума;
• — компаундированием, или смешением
  остаточных и окисленных битумов.

Контроль качества
битумов

Основными
показателями качества являются пенетрация, температура размягчения,
дуктильность и температура хрупкости. Именно эти качества и определяют их
консистенцию и теплостойкость.

Пенетрация
показывает глубину проникновения стандартного тела (иглы) в битум. Эта величина
сильно зависит от температуры битума. Измеряется же пенетрация в абстрактных
единицах, каждая из которых означает погружение иглы на 0,1 мм.

Температура
размягчения ― та температура, при которой битум из твёрдого состояния переходит
в жидкое. Показатель тесно связан с пенетрацией: при разогревании битум переходит
в коллоидное состояние, так вот индекс пенетрации показывает, как отклонилось
его бывшее твёрдое состояние от вязкостного.

Дуктильность
― расстояние растяжимости в нить битума до её разрыва. Максимальна эта
характеристика у дорожных битумов ― при температуре 25°С растяжимость доходит
до 40 см.

Температура
хрупкости ― показатель, при котором битум начинает разрушаться от прилагаемой нагрузки.
Для дорожных битумов эта величина равна -2 ― -30°С.

Как
можно заметить, конкретных, увязанных между собой цифровых показателей
маловато. Дело в том, что некоторые показатели определяются для исходного
битума, а некоторые ― для битума поле нагрева. Кроме того, нужные
характеристики будут разными и потому, что разные свойства и характеристики
нужны в разных сферах применения.

Еще о битумах:

— Битумы дорожные

— Изоляционные битумы. Марки, требования и сферы применения

— Кровельные битумы, марки и требования

— Упаковка, маркировка и транспортировка битумов

— Строительные битумы

— Очистка от гудрона, мазута, битума и дёгтя

— Битумные и дёгтевые гидроизоляторы

— Мастика марок МБК-Г-55 и МБК-Г-65

— Холодные и горячие мастики

— Битумные эмульсии