Metode de obținere a bitumului, proprietăți, mărci

Bitumul de bitum este un produs solid, viscoplastic sau de rafinare a uleiului lichid. Conform compoziției chimice a amestecurilor de bitum-complexe de hidrocarburi cu înaltă moleculară și a derivaților lor nemetalici de azot, oxigen și sulf, complet solubili în disulfură de carbon. Pentru studiul bitumului, ele sunt împărțite în principalele grupe de hidrocarburi (similare în proprietăți) - uleiuri, rășini, asfaltene, acizi asfalto-toxici și anhidridele lor.







Cele mai importante proprietăți ale bitumului, care caracterizează calitatea lor, sunt vâscozitatea, plasticitatea, temperaturile de înmuiere și fragile; În plus, trebuie remarcat adeziunea ridicată, care determină capacitatea bitumului de a adera în granulele de agregate minerale monolitice; ele sunt, de asemenea, capabile să imprime proprietăți hidrofobe materialelor tratate cu bitum.

Caracteristica principală a proprietăților structurale și mecanice ale bitumurilor este vâscozitatea, care depinde în principal de temperatura și compoziția grupului. Viscozitatea este rezistența straturilor interne de bitum la deplasare relativ una de cealaltă. Pentru multe bitumuri, vâscozitatea este instabilă și scade cu creșterea tensiunii de forfecare sau cu un gradient al vitezei de întindere. Pe măsură ce crește temperatura, vâscozitatea scade, pe măsură ce scade, viscozitatea crește rapid, iar la temperaturi negative, bitumul devine fragil. Pentru a măsura vâscozitatea structurală, se folosesc diferite instrumente care permit determinarea vâscozității în unități absolute (Pa-s) sau exprimarea acesteia în unități convenționale. Pentru a caracteriza vâscozitatea, mai precis valoarea viscozității inverse, adică fluiditatea bitumenilor, este luat un indicator condiționat - adâncimea de penetrare a acului în bitum (penetrare). Adâncimea de penetrare a acului în bitum se determină pe instrument - un penetrometru cu o greutate a acului de 100 g timp de 5 secunde la o temperatură de 25 ° C sau 0 ° C la o greutate de 200 g timp de 60 de secunde. Pătrunderea bitumului solid sau vâscos este exprimată în unități (grade) egale cu 0,1 mm de penetrare a acului în bitum. Cu cât este mai mare vâscozitatea, cu atât mai puțin penetrarea acului în bitum.

Plasticitatea este o proprietate importantă a bitumului. Se mărește odată cu creșterea conținutului de uleiuri, durata încărcării și creșterea temperaturii. Proprietățile plastice ale bitumurilor solide și vâscoase sunt caracterizate condiționat prin extensibilitate (ductilitate) - capacitatea de a se întinde în fire subțiri sub influența forțelor constante exterioare. Întinderea este determinată pe un instrument special - un dovtilometru cu o rată de deformare a unei probe de bitum sub forma unei "cifre opt" de 5 cm / min, temperaturi de încercare de 25 și 0 ° С. Indicele de extensibilitate este lungimea filamentului în momentul ruperii probei, exprimată în centimetri. Proprietățile de plastic ale bitumului depind de temperatură, compoziție și structură a grupului. De exemplu, cu creșterea conținutului de rășini și asfaltene, plasticitatea la o temperatură constantă de bitum crește.

O caracteristică esențială a proprietăților bituminoase este, de asemenea, punctul de înmuiere, definit pe dispozitivul „inel și bilă“ ( „B & W“) Punctul de înmuiere al bitumului, exprimat în grade Celsius corespunde temperaturii băii de apă într-un pahar de dispozitiv când bitumul prezent în inel din alamă (cu diametrul de 16,0 mm) este deformată sub influența unei bile de metal cântărind 3,5 g de apă și de încălzire treptată, la o rată de 5 ° C pe minut, atinge partea de jos a suportului de raft. Dispozitiv inferior stativ raft este la o distanță standard, de la inelul egal cu 25 mm. Temperatura de înmuiere a bitumurilor vâscoase și solide fluctuează. de la 20 la 95 ° C.

Pentru a caracteriza proprietățile termice ale bitumurilor, în plus față de temperatura de înmuiere, se determină temperatura de fragilitate.

Temperatura fragilizării bitumului se determină pe un dispozitiv special Fraass. În acest scop, bitumul de testare este aplicat într-un strat subțire pe o placă de alamă, care, împreună cu bitumul, poate fi răcită și îndoită cu ajutorul unui dispozitiv disponibil pe dispozitiv. Temperatura de fragilitate este considerată a fi temperatura la care se formează prima fisură pe stratul de bitum îndoit. Temperatura fragilității, de exemplu, a bitumului rutier poate fi de la -20 până la +5 ° C. Evident, cu cât temperatura fragilității bitumului este mai scăzută, cu atât este mai mare rezistența la îngheț și o calitate superioară.







Punctul de aprindere este temperatura la care vaporii generați atunci când bitumul este încălzit într-un creuzet deschis sunt aprinși de flacăra depusă. Punctul de aprindere este determinat pe un instrument standard și notat de termometru în momentul aprinderii vaporilor de bitum. Punctul de inflamabilitate al bitumului solid și vâscos este de obicei peste 200 ° C și caracterizează gradul de inflamabilitate a bitumului atunci când este încălzit.

O caracteristică esențială a bitumurilor este aderența lor ridicată, aderența la suprafața diferitelor materiale minerale și organice. Pentru a determina adeziunea, există multe metode și instrumente. Una dintre ele este o metodă vizuală prin care gradul de aderență a bitumurilor pe suprafața materialelor minerale este evaluat pe o scară de cinci puncte. Aderența excelentă a bitumului de 5 puncte în cazul în care pelicula de bitum de pe suprafața pietrișului sau a pietrei sfărâmate se conservă complet după fierberea în apă distilată. Aderența foarte slabă, estimată la un punct, când filmul de bitum după fierbere se deplasează complet din boabele minerale și plutește pe suprafața apei.

În funcție de parametrii principalelor proprietăți, în special vâscozitatea, ductilitatea și punctul de înmuiere, bitumul petrolier este împărțit în grade:

1. Pentru construcția de drumuri, dar oaspeții sunt prevăzute cinci mărci din BND (drum bitum) -200/300 la BND-40/60, unde numărul de fracții indică limitele admise pentru ratele de penetrare de schimbare de grad la 25 ° C, iar patru brand-BN de la 200/300 la BN-60/90.

2. Pentru lucrări de construcție, în conformitate cu GOST are trei mărci, denumite „BN“ - bitum: BN-50/50, BN-70/30 și-BN 90/10, în cazul în care numerele corespund temperaturii de înmuiere parametrul numărătorul de „K și W „(inel si bila), iar numitorul - indică valorile medii schimbă limite penetrare la 25 ° C

3. Roofing conform GOST furnizate următoarele clase: BOC (acoperișuri bitum) -45/180, BNK-90/40 și 90/30 și BOC-45 / 190S. În acest caz, numărătorul corespunde indicatorii medii de temperatură de înmuiere „K și W“, iar numitorul - media rate de penetrare în 25SS.

În plus față de bitumul solid și viscoplastic de aceste grade, există bitumuri lichide. bitum lichid la temperatura camerei, au o viscozitate scăzută, adică. E. O consistență lichidă și utilizate în construcția de rece sau încălzit ușor (60 până la 50 ° C), condiție.

Datorită evaporării fracțiilor volatile și a proceselor de oxidare, bitumul lichid se îngroșă treptat. În funcție de viteza de îngroșare, bitumul de petrol lichid produce două îngroșări de clasă cu viteză medie (clasa SG) și creștere lentă (clasa MG). Bitumurile lichide din clasa SG sunt obținute prin subțierea bitumului obișnuit, vâscos, cu diluanți ușori, cum ar fi kerosenul. Pentru obținerea bitumului din clasa MG se utilizează diluanți de cărbune sau de ulei (ulei, mazat etc.). În funcție de vâscozitate, bitumurile lichide rutiere din clasele SG și MG sunt împărțite în trei grade - aceste bitumuri trebuie să satisfacă cerințele GOST.

Obținerea bitumului petrolier.

Bitumul de bitum este produs în rafinării de petrol din diverse uleiuri care diferă în ceea ce privește compoziția și proprietățile chimice.

Uleiul din fabrici este supus unei distilații fracționare pentru obținerea de produse ușoare (benzină, nafta, kerosen) și alte tipuri de produse petroliere. Reziduurile de ulei după selecția fracțiilor mai ușoare în greutate - gudron, cracare - sunt utilizate în continuare ca materie primă pentru obținerea bitumului petrolier cu proprietăți specificate. În prezent, bitumul de petrol este produs prin distilarea atmosferică în vid a uleiului (bitum rezidual); oxidarea reziduurilor de ulei (bitumuri oxidate) și amestecarea reziduurilor formate în timpul distilării uleiului (bitum compus).

Bitumul rezidual este un produs cu vâscozitate scăzută și, de obicei, este supus oxidării.

Bitumurile oxidate sunt obținute prin răsucirea aerului de reziduuri de ulei (gudron) pe plante speciale de oxidare la o vâscozitate specificată. Ca rezultat al interacțiunii dintre oxigenul de aer și gudron în procesul de purjare, apare o reacție de formare a componentelor moleculare înalte ale bitumului oxidat și creșterea vâscozității acestuia. Recent, metoda de oxidare continuă a bitumului a fost stăpânită. Reziduurile de ulei la o temperatură de aproximativ -210 ° C intră în reactor, unde dispozitive speciale (dispersanți) aspiră aer și se distribuie în produsul oxidat. În această tehnologie, împreună cu intensificarea procesului de oxidare, calitatea bitumului oxidat se îmbunătățește.

Bitumul amestecat (compus) se obține în principal prin amestecarea deasfaltării bitumului (produs rezidual după tratarea gudronului cu propan lichid) cu distilate de petrol.

Bitumul bitum, solid sau viscoplastic sau lichid, este folosit pe scară largă în construcții. Acestea sunt utilizate pentru dispozitive de pavare rutiere, aerodromuri, acoperiri dispozitiv acoperișuri plate, canale de irigare, producerea de materiale hidroizolante si de acoperire în vopsea și industria chimică.

27. Determinarea porozității materialului (general, deschis).







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: