Битумы

3. Кровельные материалы

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.

Битумом пропитывают также асбестовые ткани и стеклянный войлок. Битум  в виде эмульсии можно вводить  в волокно при формовании бумаги. Этот способ успешно используют при производстве тяжелых сортов картона, чтобы придать ему полную водонепроницаемость.

Битумы водо- и газонепроницаемы, хорошо противостоят атмосферной и  химической коррозии, поэтому их применяют  в качестве противокоррозионных покрытий. На основе битумных вяжущих веществ изготовляют материалы и изделия для защиты металлов от действия кислот и щелочей, кислорода воздуха при температурах 20 - 60°С. Противокоррозионным материалом покрывают металлические конструкции, находящиеся в атмосфере, в воде и в земле, бетонные подземные каналы, в которых смонтированы кислотопроводы, полы в цехе, где возможен разлив серной кислоты, вентиляционные трубы и трубопроводы. Материалы для гидроизоляционных покрытий изготовляют в виде мастик (замазок), растворов и бетонов, гидроизоляционных рулонных и листовых материалов, порошков и лаков.

Мастики по способу применения делятся  на горячие и холодные. Их применяют  как для основного изоляционного  слоя, так и в качестве приклеивающего состава при нанесении рулонных (бриола, гидроизола), стекловолокнистых и других материалов, а также в качестве изоляционного или противокоррозионного материала при строительстве магистральных газопроводов, нефтепроводов и трубопроводов для нефтепродуктов. Для производства мастик пользуются такими сортами окисленных битумов, которые дают прочный защитный покров (не плавящийся при температурах окружающего воздуха, не разрушающийся под действием слоя земли), достаточно эластичных, т. е. не растрескивающихся при ударах во время транспортирования и укладки труб.

4. Другие области применения

К другим областям применения битумов  можно отнести: строительство промышленных н гражданских зданий и сооружений; получение заливочных аккумуляторных мастик, электроизоляционных лент и  труб, покрытий для изделий радиопромышленности, термопластических формовочных материалов, пластификаторов, кокса, смазок для прокатных станов, специальных покрытий и изделий, коллоидных растворов, применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин; брикетирование; защиту от радиоактивных излучений; повышение урожайности; защиту от действия микроорганизмов и др.

В будущем битумы благодаря своим  специфическим свойствам — прочности, термопластичности, водонепроницаемости, стойкости к воздействию атмосферных явлений, плохой проводимости тепла, электричества и звука и другим — найдут еще более широкое и разнообразное применение в народном хозяйстве [2].

 

4. Классификация битумов

В зависимости от происхождения  битумы можно классифицировать следующим  образом:

Таблица 2

Группа	Подгруппа	Разновидности
1	2	3
Битумы природные	Нефти	Асфальтового основания
		Полуасфальтового основания
	Асфальтиты	Неасфальтового основания
		В чистом виде
		Экстрагируемые на битуминозных пород
	Природные асфальты	В чистом виде
		Экстрагируемые на битуминозных пород
Битумы нефтяные искусственные	Остаточные	Мазуты
		Полугудроны
		Гудроны
	Крекиногвые	Остатки термического крекинга дистиллятов
		Остатки термического крекинга мазутов
		Остатки легкого крекинга гудрона, полугудрона и других остаточных продуктов
		Остатки пиролиза
	Выделенные селективными растворителями	Остатки деасфальтизации отбензиненных нефтей, гудронов и других остаточных продуктов
		Экстракты селективной очистки  дистиллятных и остаточных масел
	Окисленные	Кислородом воздуха
		Серой, селеном или теллуром
		Паровоздушной смесью с применением инициаторов к катализаторов
		Окисленные с остаточными

 

Продолжение таблицы 2

1	2	3
		Окисленные битумы с дистиллятными и остаточными масляными и другими фракциями
	Компаундированные	Смеси остатков, выделенных различными селективными растворителями
		Остаточные битумы с окисленными  остатками, выделенными селективными растворителями
		Остаточные с крекинговыми
		Смеси окисленных битумов различной глубины окисления
Пиробитумы	Природные (неплавкие и нерастворимые каустобиолиты)	Вурцилиты, альбертиты, элатериты и др.
	Сланцевые	Битуминизированные сланцы
		Сланцевые битумы
Дегти и пеки	Каменноугольные	Газовые
		Полукоксовые
		Коксовые
		Доменные(дегти)
		Газогенераторные
	Буроугольные	Кубовые
		Газогенераторные
	Торфяные	Хвойные
		Лиственные
	Жировые пеки	Стеариновые, пальмитиновые, глицериновые
		Фенольные, крезольные, канифольные, кумароновые и др.
		Восковые
		Химически обработанные  (сульфированные, хлорированные, окисленные)

В зависимости от показателей основных свойств, особенно вязкости, пластичности и температуры размягчения, нефтяные битумы делятся на марки:

Для дорожного строительства но ГОСТу предусмотрены пять марок от БНД (битум нефтяной дорожный)-200/300 до БНД-40/60, где цифры дроби указывают на допустимые для данной марки пределы изменения показателей пенетрации при 25°С, и четыре марки БН от 200/300 до БН-60/90.

Для строительных работ по ГОСТу предусмотрено три марки, обозначаемые «БН» — битум нефтяной: БН-50/50, БН-70/30 и БН-90/10, где цифры числителя дроби соответствуют показателю температуры размягчения по «К и Ш» (кольцо и шар), а знаменателя — указывают на средние значения пределов изменения пенетрации при 25°С.

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. В данном случае числитель дроби соответствует среднему значению показателей температуры размягчения по «К и Ш», а знаменатель — среднему значению показателей пенетрации на 25СС.

Кроме твердых и вязкопластичных  битумов указанных марок существуют жидкие битумы. Жидкие битумы при комнатной температуре имеют незначительную вязкость, т. е. жидкую консистенцию, и применяются в строительстве в холодном или слегка подогретом (до 50.. .60°С) состоянии.

Вследствие испарения летучих  фракций и процессов окисления  жидкие битумы постепенно загустевают. В зависимости от скорости загустевания жидкие нефтяные битумы выпускают двух классов — густеющие со средней скоростью (класс СГ) и медленногустеющие (класс МГ). Жидкие битумы класса СГ изготовляют путем разжижения обычных, вязких битумов легкими разжижителями типа керосина. Для получения битумов класса МГ применяют разжижители каменноугольного или нефтяного происхождения (нефть, мазут и т. п.). В зависимости от показателей вязкости дорожные жидкие битумы классов СГ и МГ каждый делят на три марки- эти битумы должны удовлетворять требованиям ГОСТа.

Российские стандарты  к нефтяным битумам: 

- ГОСТ 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие»; 

- ГОСТ 11955-82 «Битумы нефтяные дорожные жидкие»; 

- ГОСТ 21822-87 «Битумы нефтяные хрупкие»;  

- ГОСТ 6617-76 «Битумы нефтяные строительные»;  

- ГОСТ 9548-74 «Битумы нефтяные кровельные»  

- ГОСТ 9812-74 «Битумы нефтяные изоляционные».

 

Таблица 3. Требования к качеству дорожных вязких битумов по ГОСТ 22245-90.

Наименование показателя	Норма для битума марки
	БНД 200/300	БНД 130/200	БНД 90/130	БНД 60/90	БНД 40/60	БН 200/300	БН 130/200	БН 90/130	БН 60/90
	ОКП 2 5612 115	ОКП 2 5612 114	ОКП 2 5612 113	ОКП 2 5612 112	ОКП 2 5612 111	ОКП 2 5612 205	ОКП 2 5612 204	ОКП 2 5612 203	ОКП 2 5612 202
1. Глубина проникания иглы, 0,1мм:
при 25 °С	201-300	131-200	91-130	61-90	40-60	201-300	131-200	91-130	60-90
при 0 °С, не менее	45	35	28	20	13	24	18	15	10
2. Температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже	35	40	43	47	51	33	38	41	45
3. Растяжимость, см, не менее:
при 25 °С	-	70	65	55	45	-	80	80

 

 Таблица 4. Требования к качеству дорожных жидких битумов по ГОСТ 21822-87

Наименование показателя	Норма для марки
	СГ 40/70	СГ 70/130	СГ 130/200	МГ 40/70	МГ 70/130	МГ 130/200	МГО 40/70	МГО 70/130	МГО 130/200
	ОКП 2 5611 202	ОКП 2 5611 203	ОКП 2 5611 204	ОКП 2 5611 302	ОКП 2 5611 303	ОКП 2 5611 304	ОКП 2 5611 403	ОКП 2 5611 401	ОКП 2 5611 402
1. Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60°С, с	40-70	71-130	131-200	40-70	71-130	131-200	40-70	71-130	131-200
2. Количество испарившегося разжижителя, %, не менее	10	8	7	8	7	5	-	-	-
3. Температура размягчения остатка после определения количества испарившегося разжижителя, °С, не ниже	37	39	39	28	29	30	-	-	-
4. Температура вспышки, определяемая в открытом тигле °С, не ниже	45	50	60	100	110	110	120	160	180
5. Испытание на сцепление с мрамором или с песком	Выдерживает в соответствии с контрольным  образцом № 2