Битум (от лат. bitumen — горная смола, нефть)

Где используется битум в строительстве

Существуют три основных этапа, где можно использовать битум:

• Гидроизоляция фундамента;
• Покрытие кровли;
• Асфальтирование дорог.

При всей своей обыденности, битум не совсем обычный материал. Он состоит из смолы, угля, нефти и торфа, поэтому имеет специфический черный цвет. При высоких температурах сильно размягчается, что и делает его универсальным для многих сфер применения. Но чаще современные стройки стараются не использовать битум в строительстве. Возможно, это связано с незнанием некоторых его особенностей, или же с тем, что найдены другие материалы. Но стоит отметить, что дешевле битума материал еще не создан.

Классификация, виды битума

Жидкий битум

Битум – асфальтоподобный материал, который является смесью различных гетероорганических соединений с высокомолекулярным углеводородом.

Состав битумных смесей определяет их коллоидную структуру, технические, качественные параметры, эксплуатационные свойства.

Химические добавки направлены на улучшение показателей материала.

Характеристики битума определяются соотношением его составляющих: асфальтенов, смол, масел, минеральных компонентов.

Преобладание в биохимическом составе тех или иных составляющих повышает прочность, увеличивает температуру размягчения смесей.

Смолы, масла, органические вещества повышают легкоплавность, мягкость, увеличивают пластичность битумных составов. Различные варианты жидкого битума отличаются по показателям прочности, степени эластичности, твердости.

По составу, сфере применения битум классифицируют на:

• натуральный (природный)
• строительный (гидроизоляционный, кровельный)
• дорожный, который по плотности разделяют на вязкий и жидкий
• битумные составы специального назначения

В зависимости от применяемого сырья битумы бывают:

• торфяные
• угольные
• нефтяные (остаточные, окисленные, крекинговые, экстрактные)

По природе происхождения битум классифицируют на искусственный и природный (естественный). В состав натуральных битумных смесей входят природные составляющие, производные компоненты нефти, которые образуются вследствие нарушения технологии консервации ее залежей под воздействием сложных биохимическо-окислительных процессов.

Технические, искусственные битумные смеси относятся к продуктам, полученным в процессе очистки масел, при переработке угля, нефти, торфа, каменноугольных, органических смол.

По консистенции битумные смеси классифицируют на: высокопластичные, пластичные, вязкие, жидкие, хрупкие.

Жидкий битум – готовая для использования однородная смесь черного цвета, вязкой консистенции, которую получают при смешивании вязких битумов БНД с дистиллятными фракциями, растворителями, испаряющимися через некоторый период времени после укладки. В составе жидких битумов присутствует торф, продукты нефтепереработки, органические соединения, смолы, остатки минеральных пород.

Почему использование битума может быть бесполезным

При определенной степени нагревания, битум становится вязким и мягким материалом. Однако затем, после его нанесения на нужную поверхность, происходит испарение масел из состава битума, и полотно намертво твердеет. Отодрать этот слой будет уже невозможно, поэтому при заливке и нанесении нужна ювелирная точность. Основными причинами отказа от использования битума в строительстве предположительно можно назвать такие:

• Требование к качественной и ровной укладке полотна, без возможности последующего исправления ошибки;
• Невнимательное изучение специфики того или иного битума, который может плавиться при некоторых температурных показателях.

Поэтому прежде чем искать недостатки материала, лучше ознакомиться с особенностями его применения.

Битум (от лат. bitumen — горная смола, нефть)

Битум (Bitumen) является аморфным веществом, то есть в твердом состоянии проявляет свойства жидкости. Чтобы доказать это, в 1927 г сотрудник Квинслендского университета Т. Парнелл поместил битум в воронку и стал ждать, когда он вытечет. Эксперимент удался: первая капля упала через 8 лет, за что Т. Парнелл и удостоился Шнобелевской премии.

Битум — древнейший строительный и отделочный материал.

О свойствах природного битума — «земляной смолы», применявшейся для скрепления наконечников древних копий и делающей посуду водонепроницаемой, древний человек знал еще в эпоху неолита. Битумная посуда предшествовала глиняной.

Битум использовали в строительстве для изоляции достаточно редкого для Месопотамии дерева.

Природный битум часто использовался как связующее вещество при создании мозаик из полудрагоценных камней и раковин (Урский штандарт, мозаичное панно из аль-Убейда).

В древнем мире монополия на природный битум изначально принадлежала Месопотамии и составляла значительную часть экспорта.

В Древнем Египте битумом пользовались для бальзамирования и мумификации.

В Древнем Шумере эту субстанцию называли «эсир», аккадцы — «идду», арабы, проживавшие на территории Ирака, дали ей много имен: «сайали», «зифт» и «кар».

Природный битум:

• вязкое вещество или твердый материал, состоящий из соединений углеводов и их производных,
• образуется при природных окислительных процессах полимеризации нефти,
• распространен на месторождениях нефти.

Разновидности битума:

• чистый природный битум — это довольно редкое вещество,
• асфальтовый битум — встречается чаще, чем природный, расположен в пористых горных породах,
• нефтяной битум — получают в процессе переработки нефти.

Нефтяной битум:

• это твердые или жидкие водонерастворимые органические материалы, представляющие собой смесь углеводородов и их сернистых, кислородных и азотистых производных;
• в его состав входят асфальтены, смолы и масла;
• получают из остатков от перегонки смолистой нефти, крекинга и очистки масла.

Состав битума : углерода -до 80 %; водорода — до 15 %; серы — до 9 %; кислорода — не более 5 %; азота — до 2 %.

Составляющие битума можно классифицировать по 3 группам.

• Твердая составляющая — высокомолекулярные углеводороды- асфальтены и парафины,
• Смолы — аморфные материалы, которые имеют темно-коричневый цвет,
• Масляные фракции — это различные углеводороды, которые имеют плотность менее 1.

Повышение в его массе асфальтенов приведет к увеличению твердости, хрупкости и температуры размягчения.

Парафины снижают пластичность битума, поэтому при производстве уделяется внимание снижению их содержания до 5 % и менее.

Область применения битумов:

— дорожное строительство; устройство кровли; гидроизоляция; — производство электорокабеля; резино — технические изделия, — производство аккумуляторов; лакокрасочная продукция; — металлургия; производство углебрикетов; — нефтепереработка.

В строительстве дорог используются БНД -битумы нефтяные дорожные (ГОСТ 22245-90):

— Для регионов с температуры ниже -20 ˚С используют БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130, — для регионов с температурой в интервале от -10 до -20 ˚С используют вышеуказанные БНД ІІ и ІІІ климатической дорожной зоны, а также БНД 60/90, — для регионов с температурой в интервале от -5 до -10 ˚С — к вышеуказанным добавляются БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300, — для регионов с температруой не ниже +5 ˚С — БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130.

Строительство жилья. используют битум нефтяной ГОСТ 6671-76 :

— БН 70/30, БН 90/130, БН 50/50 — универсальные марки, используемые в дорожном и жилищном строительстве.

— Нефтяные кровельные материалы ГОСТ 9548-74 — БНК 90/30 , БНК 40/180 , БНК 45/190.

Важные свойства Битума — пластичность, температура размягчения, хрупкость, вспыхивание, вязкость, адгезионные качества.

Увеличить пластичность помогает добавление в состав материала масел.

Температура вспыхивания по ГОСТ +200 ˚С и выше.

Особенности использования битума

В зависимости от места использования, к битуму необходимо разное отношение. Основные направления использования и советы такие:

• При нанесении на кровлю в битум нужно добавить некие модификаторы. По своему естественному составу битум может повредиться от высокой температуры или сильного града, а добавленные мастики придадут материалу прочность и долговечность;
• При гидроизоляции фундамента напротив, в битум не нужно добавлять никаких других средств. Важно лишь следить за тем, чтобы каждый миллиметр фундамента соприкасался с битумной прослойкой;
• При прокладке асфальта есть много недовольства от использования битума. В чистом виде он не даст нужной прочности и долговечности, поэтому тоже потребует добавки пластификаторов.

Многие прежние строительные материалы уходят в прошлое, если им на замену выходят более качественные, стойкие и дешевые аналоги. Но битум пока имеет крепкие позиции.

Битум для асфальта и дорог

Битум и продукты, созданные на его основе, — одни из основных материалов, использующихся в современном дорожном строительстве (до 80% от общей массы используемых битумов применяются для строительных и ремонтных дорожных работ). Продукция выступает вяжущим веществом в асфальтобетонных смесях, предназначенных для укладки и ремонта дорожного покрытия. Материал выполняет роль связующего компонента, надежно удерживая все компоненты асфальтобетонных смесей вместе, обеспечивает прочность и безопасность асфальта. При этом он гораздо дешевле, чем бетон.

Совершенствование свойств дорожных изделий – один из основных путей улучшения качества асфальтобетонных смесей. В основном под совершенствованием свойств имеется в виду внесение различных добавок с целью улучшения адгезионных свойств материала, устойчивости к температурным перепадам и преодоление склонности к старению (высыханию).

Описание материала

Битумы могут быть не столько естественными веществами природного происхождения, сколько и искусственными, что добывают при обработке продуктов нефтяной породы. Что касается естественных, то они по большей части распространены как отдельно взятые образования или добываются путем обработки горной породы. Кроме того, к ним относят дегтевые ресурсы, добывающиеся путем трансформации топлива в твердой породе, используя сложное и высокотехнологическое оборудование.

Незначительная часть битумов добывается в практически готовом виде, хотя основной способ получения основан на переработке тяжелых нефтяных остатков. При добыче ископаемого материала применяют комплексное физическое воздействие на битуминозную породу.

Как правило, можно определить ряд мастик или веществ, изготавливаемых на основе битумных материалов:

1. Битумы. Данные материалы из нефтяных продуктов или смесей нефтяных или естественных битумов;
2. Дегтевые. По большей части состоят из масел, мастик или пеков;
3. Битумы смешанного вида. Продукты, которые добываются путем воздействия кислорода на нефтяные породы;
4. Дегте-, битумнополимерные. Сплавы, в состав которых входят дегтевые вещества, полимеры и нефтяные битумы.

Фото строительно битума

Области применения и особенности эксплуатации

Битумные вещества и нефтяные элементы получили широчайшее распространение в строительстве и производстве стройматериалов. Что касается дегтевых продуктов, то их применение имеет несколько ограниченные рамки, поскольку они используются для изготовления различных химических продуктов.

Более того, сами дегтевые вещества и элементы, изготовленные с их использованием, быстро теряют свои эксплуатационные характеристики под влиянием различных внешних природных факторов, вроде воздействия кислорода, солнечных лучей или влажности.

Виды холодного асфальта

Как и горячий асфальт, холодный классифицируется по массовой доле щебня. Если его половина и больше, покрытие относится к А-классу. Холодных смесей категории нет. Поэтому, нет и аббревиатуры «Ах». Последняя буква в ней указывает на холодный тип покрытия.

Если щебня в асфальте от 40-ка до 50-ти процентов, покрытие относится к Б-классу. «В» — обозначение для смеси с 30-40 процентами гравия. Далее, идет маркировка «Гх». В такой смеси до 30 процентов щебня. Это минимум.

Однако, есть и Д-класс героя статьи. Это смесь вовсе без гравия, но с 70-процентным содержанием песка и отсевов дробления, то есть каменной крошкой. Ее обилие – причина хрупкости героя статьи. Песчаный асфальт приемлем только в садово-парковых зонах.

Так же, марки асфальта выражаются в цифрах. Они отражают уже полный состав покрытия и его плотность. К классу «3» относится только горячий асфальт. В нем соединены битум, отсев дробления, песок и минеральные составляющие.

Холодные бетоны отмечаются цифрами «1» или «2». Первая указывает на смесь песка, битума, щебня и минерального порошка. Второй класс ставиться на упаковках со смесью отсева дробления, щебня, песка, битума и минерального порошка. Оба варианта пористые.