Bitumen je látka skládající se ze směsi vysokomolekulárních uhlovodíků, metanu, neftenu a aromatické řady a jejich kyslíkatých a sirných derivátů. Ze surovin: přírodní a umělá ropa. Podle konzistence: tuhé, polotuhé a tekuté. Podle účelu: silnice, stavba a zastřešení. Tekuté bitumeny se dělí do 3 tříd: BG-rychle zahušťující, SG-středně zahušťující, MG-pomalu zahušťující.
Vlastnosti: Viskozita je vlastnost materiálu odolávat pohybu částic pod vlivem vnějších sil. Viskozita bitumenu závisí na teplotě. Při poklesu teploty je viskozita bitumenu vysoká a získává vlastnosti pevné látky. S rostoucí teplotou klesá viskozita a bitumen přechází do kapalného stavu.
Plasticita je charakterizována roztažností, která se zjišťuje pomocí duktilometru. Roztažnost je schopnost bitumenu prodloužit se vlivem tahové síly, aniž by došlo k porušení kontinuity. Plasticita závisí na teplotě složení skupiny a povaze struktury.
Za teplotu měknutí bitumenu se považuje teplota, při které přechází z pevného skupenství do plastického stavu a získává pohyblivost.
Dehty jsou viskózní kapaliny černé nebo hnědé barvy, dusíkaté a kyslíkaté deriváty, získané kondenzací parních produktů vznikajících při rozkladu organických materiálů (uhlí, rašelina, dřevo) za vysokých teplot bez přístupu vzduchu.
Podle suroviny – uhlí, rašelina, dřevo a břidlice. Podle způsobu zpracování surovin – koksu a plynu.
Uhelné dehty, v závislosti na teplotách rozkladu: vysoká teplota (900..1100 C), nízká teplota (500..700) a plyn.
Hlavní vlastností dehtů je viskozita, která rychle klesá i při mírném zvýšení teploty. Podmíněná viskozita je charakterizována dobou průtoku v sekundách a je stanovena na viskozimetrech. V závislosti na viskozitě třídy D1, D2, D3, D4, D5, D6
Nejdůležitější vlastnosti bitumenu a dehtu: hydrofobnost, voděodolnost, odolnost vůči kyselinám, zásadám, agresivním kapalinám a plynům, schopnost pevně přilnout ke kamenným materiálům, dřevu, kovu, při zahřátí získávají plasticitu a při ochlazení rychle zvyšují viskozitu. Určeno pro přípravu asfaltového betonu, výrobu střešních, hydroizolačních a parotěsných materiálů, hydroizolačních a silničních tmelů a také střešních zařízení.
74.Metody stanovení užitných vlastností bitumenu: bod měknutí, viskozita, roztažnost (duktilita).
Bod měknutí Za bitumen je považován ten, ve kterém přechází z pevného stavu do stavu plastického a získává pohyblivost. Je definován následovně. Mosazné kroužky jsou umístěny na kovovou desku a mazány směsí mastku a glycerinu (složení 1:3), poté jsou naplněny přebytkem roztaveného a smíchaného bitumenu. Po ochlazení prstenců bitumenem po dobu 30 minut při teplotě. = 15..35C přebytečný bitumen se odřízne nahřátým nožem v rovině s okraji kroužků. Prsteny s bitumenem jsou instalovány vodorovně do otvorů na závěsu zařízení. Teploměr se zasune do středního otvoru horního kotouče tak, aby rtuťová kulička byla na úrovni prstence.
Viskozita – vlastnost materiálu odolávat pohybu částic pod vlivem vnějších sil. Metody zkoušení viskozity tvrdého a měkkého bitumenu jsou uvedeny v GOST 11501. Viskozita tvrdého a polotuhého bitumenu je stanovena konvenčním indikátorem – hloubkou průniku jehly do bitumenu (penetrace) při určitém zatížení, teplotě a doba ponoření. Posuzuje se podle hloubky průniku jehly penetrometru do asfaltu při zatížení 1 N po dobu 5 s při teplotě 25 C. Viskozita se vyjadřuje ve stupních, přičemž 1 stupeň odpovídá hloubce průniku jehly 0,1 mm.Rozšiřitelnost – schopnost bitumenu prodloužit se vlivem tahové síly bez porušení kontinuity. Roztažnost (tažnost) se zjišťuje v souladu s GOST 11505 – 75 na duktilometru, což je kovová skříňka, po jejíž celé délce běží šnekový šroub s namontovaným šoupátkem, pohybující se po šroubu pomocí elektromotoru. Duktoměr je vybaven měřítkem-pravítkem, po kterém klouže ručička na saně.
75. Asfaltové a dehtové betony a malty (složení, hlavní vlastnosti a použití)Asfaltové roztoky se používají při výstavbě hydroizolačních omítek a nátěrů, chodníků a podlah. Mohou být horké (lité) nebo studené. Složení asfaltových roztoků se volí v závislosti na provozních podmínkách v budovách.
Studený asfaltový roztok vyrobeno ze směsi ropného bitumenu (5. 10%) s přídavkem rozpouštědla (benzen), práškového minerálního plniva (vápenec, dolomit) a čistého suchého písku, míchané ve speciálních míchačkách na maltu zahřátých na 110. 120 °C. K vytvrzení studené asfaltové malty dochází v důsledku odpařování rozpouštědla.
Roztok horkého asfaltu vyrobené ze směsi bitumenu (nebo dehtu, smoly), práškového minerálního plniva a písku. Směs složek horkého asfaltového roztoku se míchá ve speciálních míchačkách a zahřívá na 120. 180°C. Asfaltový roztok se pokládá ve vrstvách za tepla, přičemž každá vrstva se naválcuje válečky.
Asfaltový a dehtový beton je umělý materiál získaný hutněním speciálně vybrané směsi sestávající z drceného kamene (štěrku), písku, důlního prášku, bitumenu, dehtu nebo smoly. Používají se především při stavbě silnic.
U asfaltového betonu se za normálních teplot (20-25C) zřetelně projevují elastické a elasticko-viskózní vlastnosti, při zvýšených teplotách se projevují viskoplastické vlastnosti a při nižších teplotách se stávají elasticky křehkým tělesem.
Reaguje také na změny v rychlosti působení mechanických sil nebo rychlosti deformace. Čím vyšší je hodnota rychlosti, tím vyšší je napětí, při kterém se asfaltový beton rozpadá.
Bitumenová a dehtová pojiva tvoří spolu s polymery a organickými lepidly skupinu organických pojiv. Na základě těchto pojiv vyrábí: asfaltové betony a malty, válcované střešní a hydroizolační materiály, tmely, pasty, emulze a některé laky.
Bitumen je nejrozšířenějším typem organických pojiv, vyznačující se vysokou přilnavostí k jiným stavebním materiálům, voděodolností a nepropustností.
V závislosti na surovině: přírodní a ropa
Konzistence: Pevná, polotuhá a kapalná
Podle oblasti použití: Zastřešení, silnice, stavba
V závislosti na způsobu výroby: zbytkový, oxidovaný, prasklý
Přírodní bitumeny se dělí na naftidy a naftoidy. Naftidy jsou v přírodě velmi rozšířené – jsou to ropa a její přírodní deriváty: slady, asfalty, asfaltity, kerity, ozokerity atd. Malty jsou viskózní, zahuštěné oleje, které byly zvětralé. Skládají se z olejů (40-65 %) a asfaltovo-pryskyřičných složek (nejméně 35 %). Další změna sladu pod vlivem stejného faktoru vede ke vzniku: tvrdých, ale tavitelných asfaltů obsahujících 60-75 % asfaltopryskyřičných látek; asfaltity – pevné, vysokotavitelné a zcela rozpustné produkty v chloroformu a sirouhlíku, obsahující více než 75 % asfaltopryskyřičných látek; kerity, mezi které patří také látky vyznačující se pouze částečnou, někdy velmi slabou rozpustností v organických rozpouštědlech. Bitumen také někdy zahrnuje všechny zemní plyny na bázi uhlovodíků (plynné naftidy). Naftoidy jsou naftidům podobné produkty přirozené sublimace organické hmoty vlivem magmatického tepla. Nacházejí se mnohem méně často než naftidy, jsou stále velmi špatně prozkoumány a nemají žádný průmyslový význam.
Podle způsobu výroby se rozlišují zbytkové, oxidované a krakované ropné bitumeny.
Technické bitumeny jsou produkty, které mají obvykle tvrdou nebo viskózní konzistenci a získávají se převážně ze zbytků těžkých olejů, bohatých na asfalto-pryskyřičné látky, metodami: hlubokou vakuovou destilací zbytků těžkých olejů – topného oleje, dehtu apod. – při. 300-350 °C (zbytkový bitumen); oxidace těžkých zbytků z destilace ropy (dehtů atd.) vzdušným kyslíkem při 260-280°C (oxidovaný bitumen); smícháním oxidovaného asfaltu s neoxidovanými ropnými produkty (směsný asfalt).Složení a struktura bitumenuAsfalt se skládá ze směsi vysokomolekulárních uhlovodíků, metanových a naftenických řad a jejich kyslíkových, sírových a dusíkatých derivátů. Elementární chemické složení: 70 % uhlíku, do 87 % vodíku, do 15 % kyslíku, do 10 % síry (v přírodním bitumenu do 1,5 %), malé množství dusíku. Масла – skupina uhlovodíků, kapalné za běžných teplot, s hustotou menší než jedna a molekulovou hmotností 100. 500. Zvýšený obsah olejů v bitumenu jim dodává pohyblivost a tekutost.Pryskyřice – viskoplastické látky, pevné nebo polotuhé za běžných teplot, s hustotou asi 500 a molekulovou hmotností 1000 XNUMX. Složení uhlovodíků v pryskyřicích je složitější než v olejích. Pryskyřice dodávají bitumenu adstringentní vlastnosti a plasticitu.
Asfaltény – pevné netavitelné vysoce polycyklické sloučeniny s hustotou vyšší než jedna a molekulovou hmotností 1000. 5000 nebo více. Některé asfalteny jsou rozpustné v olejových a pryskyřičných frakcích, jiné – karbeny a karboidy obsahující volný uhlík – jsou nerozpustné. Asfalteny dodávají bitumenu tvrdost a tepelnou odolnost. Když se bitumen zahřívá po dlouhou dobu v přítomnosti vzduchu, oleje a pryskyřice se přeměňují na asfaltény. Nadměrně velké množství asfaltenů v bitumenu může vznikat i vlivem slunečního záření, což způsobuje postupnou destrukci – „stárnutí“ bitumenu.
Asfaltogenní kyseliny patří do skupiny polynaftenových kyselin; jejich konzistence může být tvrdá nebo vysoce viskózní. Jako povrchově aktivní součást bitumenu pomáhají zvyšovat přilnavost bitumenu ke kameni a dalším materiálům.
Aplikace bitumenových pojiv
Tuhé a polotuhé ropné bitumeny se používají pro povrchy vozovek, výrobu střešních a hydroizolačních materiálů a některých těsnících materiálů, zatímco kapalné bitumeny se používají zejména v silničním stavitelství (pro zpracování štěrkových a drcených směsí a výrobu asfaltových materiálů ).
