Битум состав химический

Битум, свойства, состав, добыча и применение

Битум, свойства, состав, добыча и применение.

Поделиться в:

Битум – это твёрдый или смолоподобный продукт, представляющий собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных.

Битум, характеристика и виды

Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав битума

Химические свойства битума

Физические свойства битума

Добыча природных битумов

Применение битумов

Битум, характеристика и виды:

Битум (от лат. bitūmen — горная смола, асфальтовый) – это твёрдый или смолоподобный продукт, представляющий собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битум представляет собой аморфное вещество, а, значит, проявляет свойства жидкости в твёрдом состоянии и не имеет температуры плавления.

С давних времен битум является одним из самых распространенных инженерно- строительных материалов. Природный битум, иначе – «земляная смола», применялся для прикрепления наконечников древних копий. Битум делал посуду древнего человека водонепроницаемой (посуда из битума предшествовала глиняной). Также в древности природный битум часто использовался как связующее вещество при работе с мозаикой и для создания изделий из полудрагоценных камней. В Древнем Египте его применяли для мумификации и бальзамирования.

Битумы бывают природными и искусственными.

Природные битумы являются составной частью горючих полезных ископаемых органического происхождения. Они распространены в местах нахождения нефти. Это естественные производные нефти, образованные в процессе природных, биохимических, химических, окислительных реакций полимеризации нефти. В зависимости от состава исходных нефтей и условий их преобразования, битумы условно делят на такие классы, как: асфальты, мальты, асфальтены, кериты, озокериты, гуминокериты, антраксолиты, нафтоиды, нафтиды.

Мировые запасы природного битума составляют по разным оценкам порядка 500 – 1000 миллиардов тонн. Запасы природного битума малоизученны, поэтому разброс запасов достаточно велик. Во всяком случае запасов природных битумов в несколько раз больше, чем запасов нефти.

Искусственные битумы (технические битумы) – это продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. Искусственные или технические битумы сходны по химическому составу с природными битумами. По виду технологического цикла искусственные битумы разделяют на окислительные, остаточные и крекинговые.

Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав битума:

Битумы имеют довольно сложный химический состав. Например, они могут состоять из предельных углеводородов от С₉Н₂₀ до С₃₀Н₆₂.

Все разнообразные органические углеводородные соединения, которые образуют битум, можно объединить в три группы: твердая составляющая, смолы и масляные фракции.

Твердая часть битума состоит из высокомолекулярных углеводородов и их производных с молекулярной массой от 1000 до 5000 г/моль и плотностью более 1 г/см³. Все они объединены под общим названием «асфальтены». В асфальтенах содержатся карбоиды, не растворимые в летучих растворителях и маслах, и карбены, которые могут растворяться только в СCl₄. К твердой составляющей битумов относят также твердые углеводороды, называемые парафинами.

Смолами являются аморфные вещества темно-коричневого цвета с молекулярной массой от 500 до 1000 г/моль, их плотность около 1 г/см³.

Масляные фракции битумов составляют различные углеводороды, имеющие молекулярную массу от 100 до 500 г/моль и плотность менее 1 г/см³.

Свойства битума, как дисперсной системы, определяются соотношением входящих в него составляющих: асфальтенов, парафинов, масел и смол. При повышении содержания асфальтенов и смол возрастает твердость, температура размягчения, а также хрупкость битума. А масла, которые частично растворяют смолы, делают его легкоплавким и мягким. Пластичность битума повышается при снижении молекулярной массы смол и масел. В нефтяных битумах содержится парафин, который способствует ухудшению их свойств, повышая хрупкость при понижении температуры. Поэтому необходимо, чтобы битум содержал парафин не более 5%.

С точки зрения элементного состава в битуме присутствуют следующие химические элементы:

Химические свойства битума:

Самым ценным свойством битумов, а также битумных материалов, является их химическая стойкость к воздействию агрессивных веществ, которые вызывают коррозию металлов, цементных бетонов и других строительных материалов. Так, битумные материалы хорошо сопротивляются действию щелочей, концентрацией не более 45 %, фосфорной кислоты, концентрацией не более 85 %, серной кислоты, концентрацией не более 50 % и т. д. Однако, битумы менее стойки в атмосфере, которая содержит окислы азота и при воздействии концентрированных растворов кислот. Битум растворим в органических растворителях. Вследствие свойственной битумам химической стойкости и экономичности, битумные материалы предпочтительно применяют в качестве химической защиты железобетонных конструкций и стальных труб.

Физические свойства битума: 

Примечание:

* Битум является аморфным веществом, не имеющим температуры плавления. Его переход из твердого состояния в жидкое характеризуют температурой размягчения. Температуру размягчения обычно определяют прибором «кольцо и шар», который помещают в сосуд с водой. Температура размягчения определяется температурой нагреваемой воды, при которой металлический шарик, под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное исследуемым битумом.

Добыча природных битумов:

Чистый природный битум встречается довольно редко. В основном он встречается в составе битуминозных песков. Разработка месторождений природных битумов зависит от физических свойств исходного сырья, глубины и условий залегания.

Добычу природного битума из битуминозных песков производят в основном шахтным или карьерным способом. Этот способ заключается в том, что порода целиком извлекается на поверхность и битум экстрагируется с помощью растворителя или горячей воды. Коэффициент извлечения битума при этом составляет 85-90 %.

Скважинными внутрипластовыми способами разрабатывают месторождения жидких природных битумов, залегающих на глубине более 100 метров. Этим способом добывают битумы сквозь скважины, пробуренные на поверхности, путем термического воздействия на насыщенные битумом породы. При этом коэффициент извлечения битума составляет в среднем 30 %.

Есть еще способ добычи битумов в шахтах с помощью системы дренажных скважин, прорубленных из горных выработок. Это шахтный дренажный способ добычи. Битум вытекает самотеком через эту систему скважин.

Применение битумов:

По применению битумы делят на три основные вида: строительные, дорожные и кровельные.

Строительные битумы – это битумы, которые используются в строительстве и гидроизоляционных работах. Такие битумы маркируются следующим образом: БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10.

Расшифровка: БН – битум нефтяной, БНД – битум нефтяной дорожный, БНК – битум нефтяной кровельный, первое число – обозначение температуры размягчения, второе – обозначение пенетрации.

Дорожные битумы являются самым востребованным видом битумов и применяются в дорожном строительстве. Они характеризуются большим коэффициентом пенетрации. Основное их отличие друг от друга – это климатическая зона, в которой они применяются.

Рассматривая регионы использования битума, определяют максимальные и минимальные зимние температуры. Регионы с низкими температурами, зимой редко поднимающимися выше -20 ^оС, применяют битумы марок БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300. Регионы с умеренной зимней температурой  от -20 до -10 ^оС подходят марки БНД 60/90 и выше перечисленные БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300. В областях с температурами зимой в пределах от -10 до -5 ^оС  дорожное полотно укладывают с применением битума БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300. Для теплых мест, где средняя температура зимой +5 ^оС используют битумы марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130.

Кровельные битумы применяют в производстве кровельных материалов: рубероида, рубемаста, гидростеклоизола, пергамина, мастики, рубитэкса, битумной бумаги, рубитэкса, рубитэкса, стеклоэласта, рубитэкса, праймера. Для пропитки используют битумы марок БНК 45/180 и БНК 45/90. Для получения покровного слоя – битумы марок БНК 90/40 и БНК 90/30.

Битум также применяют в различных отраслях народного хозяйства. Например, в литейном деле в качестве одного из компонентов модельных составов при прецизионном литье, как электроизоляционный материал в электротехнической промышленности, для отделки различных изделий из бумаги, дерева, кожи и  т.д.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

горячий вязкий битум нефтяной дорожный кровельный строительный купить цена гост бнд бн 30 60 90 70 130 1 10 жидкий вагонами материалы определение
марки тонна температура перевозка производство налив плотность расход нефтяного битума

Коэффициент востребованности 7 656

Битум - что такое битум нефтяной, для чего нужен и где применяется | Wiki

03.03.2021

Содержание

Битум – это твердое или смолистое вещество из углеводородов и их производных в виде азотистых, сернистых, кислородо- и серосодержащих соединений. Название происходит от лат. bitumen, что означает «горная смола» и «асфальтовый».

Фракционный (химический) состав и характеристики битума

Битум поддается полному или частичному растворению органическими веществами, включая бензол, хлороформ, сероуглерод. Нефтепродукт нерастворим в воде. Битум бывает разных видов, но в большинстве из них в состав входят компоненты в следующем количестве:

• углерод – не более 80%;
• водород – не более 15%;
• сера – 2-9%;
• кислород – до 5%;
• азот – до 2%.

Все вещества в составе по консистенции делятся на 3 группы:

• Твердые. Сюда относятся парафины и углеводородные полимеры (асфальтены).
• Смолы. Аморфные вещества с темным коричневым оттенком.
• Маслянистые. Углеводородные соединения с плотностью не более 1000 кг/м³.

В зависимости от состава битум может иметь разные свойства. Если в нем преобладают асфальтены, материал приобретает твердость, но одновременно становится более хрупким и начинает плавиться под влиянием высокой температуры.

Важные характеристики и свойства:

• Плотность – от 950 до 1500 кг/м³.
• Низкая тепло- и электропроводность.
• Стойкость к различным химическим реагентам.
• Водо- и газонепроницаемость.
• Отсутствие температуры плавления (битум переходит в жидкое состояние при температуре размягчения).

Способы получения битума

Битум может быть естественным (природным) или искусственным (техническим). Природный представляет собой полезное ископаемое органического происхождения. В особенно большом количестве встречается в регионах с большими залежами нефти.

Природный битум может иметь твердую форму или вязкую консистенцию. Образуется в ходе природного окисления и полимеризации нефти, происходящих при нарушении герметичности нефтяных залежей. Добыча ведется разными методами:

• Очистным шахтным или карьерным, когда породу извлекают и используют для экстракции битума с помощью растворителей или горячей воды, к которой добавлены эмульгирующие составы.
• Дренажным шахтным, который заключается в добыче посредством самотека битума через восходящую дренажную систему, состоящую из пробуренных скважин.
• Скважинным, при котором битум извлекают из скважин, пробуренных с поверхности. Метод применяется для разработки месторождений жидких природных битумов (битуминозной нефти), которые залегают на глубине более 100 м. Коэффициент извлечения продукта равен 30%.

Карьерный и шахтный методы имеют коэффициент извлечения битума 85-90%. Способы применимы для месторождений горных пород, которые обладают насыщенностью более 10% и глубиной залегания 60-90 м.

С учетом состава исходной нефти и особенностей ее переработки битум делится на разные классы:

• антраксолиты,
• асфальты,
• асфальтены,
• гуминокериты,
• кериты,
• мальты,
• нафтиды,
• нафтоиды,
• озокериты.

Особое распространение получили асфальтовые битумы, которые образуются в горных породах с пористой структурой. Их перемалывают до порошкообразного состояния, после чего используют в укладке дорожных покрытий.

Технический (искусственный или синтетический) битум нефтяной – побочный продукт перегонки нефти, сланцев и каменного угля. Известным способом получения выступает вакуумная перегонка мазута. В зависимости от способа нефтепереработки битум бывает:

• Остаточным. Мягкий и легкоплавкий продукт.
• Окислительным. Эластичный и термостабильный битум.
• Крекинговым. В битуме большое количество карбенов и карбоидов.

Особое внимание при получении битума уделяют содержанию парафинов, поскольку они негативно влияют на пластичные характеристики. Чтобы этого избежать, количество парафиновых составляющих ограничивают 5%.

Способы (область) применения

Битум – древнейший строительный материал, который был известен человеку еще в эпоху неолита. Тогда его использовали для изготовления посуды, изоляции редких видов дерева в строительстве, в качестве связующего в мозаиках из полудрагоценных камней и раковин.

Природный битум – не товарный продукт. Чтобы сделать его таким, необходимы дополнительные технологические процессы. После этого материал становится подходящим для использования в разных сферах:

• В строительстве. Ввиду нерастворимости в воде материал используется в гидроизоляционных работах. В отношении зданий и сооружений, трубопроводов, фундаментов.
• В дорожных работах. Битум активно используется при изготовлении асфальтобетона.
• В кровельных работах. Из битума производят мягкие кровельные материалы: рулонные и в виде черепицы. Примеры: рубемаст, гидростеклоизол, рубероид, мастика, пергамин, битумная бумага, стеклоэласт.

При использовании в строительстве битум проявляет несколько недостатков: низкую упругость, склонность к высыханию и высокую термочувствительность, которая проявляется в виде хрупкости при низкой и размягчении при высокой температуре. Чтобы устранить эти минусы, используют модифицированный битум, в который добавляют модификаторы, улучшающие свойства продукта.

Дополнительно битум используют как электроизоляцию в электротехнической промышленности, в отделке деревянных, кожаных и бумажных изделий, в изготовлении аккумуляторных мастик, изготовлении кабельной и лакокрасочной продукции, в прецизионном литье.

Особенности транспортировки и хранения

Битум транспортируют в автомобильных или железнодорожных цистернах, куда продукт переливают методом герметичного налива. Этот способ обеспечивает профилактику поражений обслуживающего персонала вследствие высокой температуры нагрева нефтепродукта.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Дорожные битумы производятся в соответствии с ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014, а модифицированные – по ГОСТ Р 52056-2003.

Компоненты битума - состав битума - Характеристика битума

Компоненты битума

Компоненты битума

Компоненты битума подразделяются на четыре класса соединений:
• насыщенные углеводороды, % насыщения коррелирует с точкой размягчения из материала
• Нафтеновые ароматические соединения, состоящие из частично гидрированных полициклических ароматических соединений.
• Полярные ароматические соединения, состоящие из высокомолекулярных фенолов и карбоновых кислот
• Асфальтены, состоящие из высокомолекулярных фенолов и гетероциклических соединений
Нафтеновые ароматические соединения и полярные ароматические соединения обычно составляют большинство компонентов. Кроме того, большинство природных битумов содержат сероорганические соединения, в результате чего общее содержание серы достигает 4%. Никель и ванадий обнаруживаются на уровне < 10 частей на миллион, что типично для некоторых видов нефти.
Вещество растворимо в сероуглероде. Его обычно моделируют как коллоид с асфальтенами в качестве дисперсной фазы и мальтенами в качестве сплошной фазы. и «практически невозможно разделить и идентифицировать все разные молекулы асфальта, потому что количество молекул с различной химической структурой чрезвычайно велико».

Физические свойства и химический состав битума

Процессы производства битума, описанные в разделе 3, включают удаление более легких компонентов с целью получения соединений с относительно высокой молекулярной массой и низкой летучестью. Все полученные продукты, как правило, представляют собой твердые или полутвердые материалы при температуре окружающей среды и размягчаются при повышении температуры.
Давление паров пластового битума ниже предела обнаружения для обычных приборов. Битум обычно нагревают до температуры >140°C (284°F), чтобы он стал жидким, что облегчает его транспортировку и обработку. Некоторые физические свойства, связанные с рабочими характеристиками, регулируются национальными или международными спецификациями, в то время как другие свойства, такие как удельный вес или давление паров, являются результатом производственных процессов, используемых для обеспечения соответствия техническим требованиям.

Физические свойства

Битум является термопластичным твердым или полутвердым веществом при температуре окружающей среды, т. е. он размягчается при повышении температуры и затвердевает при понижении температуры. При повышенной температуре они ведут себя как ньютоновские жидкости, вязкость которых уменьшается с повышением температуры. По этой причине битум необходимо нагревать для обработки и применения по назначению. Битум также является вязкоупругим материалом, т. е. ведет себя как упругое твердое тело при коротком времени нагружения и как вязкая жидкость при более длительном времени нагружения. Полярные молекулы в битуме приводят к тому, что битум имеет сродство к заполнителям, обеспечивая материал, который является липким, а также водонепроницаемым.
Битум является инженерным продуктом, и поэтому технические характеристики продукта сосредоточены на определении физических свойств, а не на химическом составе. Свойства веществ, производимых на нефтеперерабатывающем заводе, также могут быть изменены для конкретного конечного использования с помощью модификаторов, описанных в разделе 4. Физические свойства битума не только определяют пригодность для данного применения, но также определяют условия, при которых продукт должен использоваться. быть обработаны, чтобы позволить продукту быть помещенным в структуру, в которой он будет использоваться.

Температурная чувствительность

Для работы в широком диапазоне температур окружающей среды желательно, чтобы некоторые продукты обладали пониженной температурной чувствительностью. Существует ряд методов для определения изменения свойств данного битума в зависимости от температуры, которые связаны с изменением физических свойств, таких как жесткость или коэффициент проникновения, в зависимости от температуры. Одним из таких методов, используемых в Европе, является индекс проникновения (PI).
Окисление битума изменяет соотношение температуры проникновения и температуры размягчения, снижая восприимчивость материала к температуре, что приводит к систематическому увеличению PI окисляемого вещества. Поэтому PI считается хорошим индикатором уровня окисления.
Для определения температурной чувствительности битумов можно использовать и другие методы.

Компоненты битума. Химический состав битума

Химические компоненты битума в целом аналогичны, но с некоторыми различиями в зависимости от исходной сырой нефти и процессов, используемых во время очистки и смешивания. Битумы в общем можно описать как сложные смеси углеводородов, содержащие большое количество различных химических соединений относительно высокой молекулярной массы. Существует значительная неопределенность в отношении молекулярно-массового распределения битума. Наименьший размер, приблизительно 300 дальтон, определяется «точкой отсечки» дистилляции во время производства битума. Наибольший размер окончательно не определен; более ранние исследования показали, что присутствуют молекулярные массы до 10000 дальтон, в то время как некоторые исследования показывают, что в битуме, вероятно, очень мало молекул с молекулярной массой более 1500, если они вообще есть.
Молекулы, присутствующие в битумах, представляют собой комбинации алканов, циклоалканов, ароматических соединений и гетеромолекул, содержащих серу, кислород, азот и металлы.
Типовой элементный анализ приведен в таблице 1.
Функциональность битума связана с тем, как молекулы взаимодействуют друг с другом и/или с другими материалами, например агрегатные поверхности и вода. Содержание серы, азота, кислорода и металлов в некоторых молекулах делает их слабополярными. Значение молекул, содержащих гетероатомы, в химии битумов заключается в способности образовывать молекулярные ассоциации, сильно влияющие на физические свойства и характеристики битумов. Компоненты, содержащие гетероатомные соединения, могут различаться по содержанию и характеристикам в битумах, полученных из различных источников сырья.

Содержание серы может составлять 1-7% по массе в битуме и может состоять из множества различных соединений серы, таких как тиофены и сульфиды. Исследования показали, что гетероатомы серы и азота в основном встречаются в стабильных кольцевых конфигурациях. Хотя соединения азота встречаются не так часто, в некоторых битумах обнаружены пиррольные, индольные и карбазольные группы. Кислород в основном присутствует в функциональных группах в виде карбоновых кислот и сложных эфиров. Металлы появляются в основном в порфириноподобных структурах.

Компоненты битума.

Битум представляет собой вязкоупругий материал; поэтому химическая полярность является важным свойством для измерения. Наиболее полярные компоненты создают структурные компоненты, которые придают битуму жесткость (модуль). В то время как наименее полярные компоненты придают асфальту его гибкость и низкотемпературные свойства, компоненты промежуточной полярности в битуме обеспечивают совместимость наименее и наиболее полярных компонентов. Поскольку битум содержит непрерывный ряд молекул, анализировать каждое отдельное соединение нецелесообразно. Поэтому общепринятой практикой является разделение битума на четыре широких, все более полярных фракции: насыщенные, ароматические, смоляные и асфальтеновые (SARA). Асфальтены обычно отделяют с помощью осаждения растворителем, тогда как три другие фракции определяют с помощью хроматографии. Существует несколько стандартных методов разделения битума на эти четыре фракции и названия фракций, не отражающие химический состав, который может различаться.

Компоненты битума – полициклические ароматические углеводороды в битуме

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) заслуживают внимания из-за их связи с воздействием на здоровье. ПАУ являются частью более широкой группы полициклических ароматических соединений (ПАС), которые также могут содержать другие атомы, такие как сера, кислород и азот.
Сырая нефть содержит низкие уровни полициклических ароматических углеводородов, которые частично переходят в битум в количестве частей на миллион. Максимальные температуры, связанные с производством битума, <385°C (725°F), недостаточно высоки, чтобы инициировать значительное образование ПАУ. , который требует пиролиза или сжигания и обычно происходит при температуре выше 500°C (930 ° F). Основной процесс нефтепереработки, используемый для производства битумов, вакуумная перегонка, удаляет большинство ПАУ. Кроме того, как отмечалось выше, окисление снижает общую концентрацию ПАУ в битуме.
При дальнейшей обработке битума, например, при воздушной ректификации и окислении, анализ SARA показывает, что смолы превращаются в асфальтены, а ароматические соединения превращаются в смолы. В целом битум становится более жестким и эластичным по сравнению с исходным битумом.
Во время окисления первичным окислительным процессом является образование связи углерод-углерод посредством окислительной конденсации. Содержание асфальтенов увеличивается, в то время как содержание нафтеновых и полярных ароматических соединений уменьшается. По мере увеличения концентрации асфальтенов выше определенной точки свойства текучести модифицированного битумного продукта при температуре окружающей среды изменяются от вязкоупругих до практически чисто эластичных при температуре окружающей среды.
Кислород, который добавляется к битуму при продувке воздухом, по-видимому, находится в гидроксильных, пероксидных и карбонильных функциональных группах (кетоны, кислоты, ангидриды кислот и сложные эфиры). Небольшие количества летучих компонентов битума также удаляются во время продувки. процесс окисления. В результате этих реакций содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в битуме снижается.
Уровни некоторых часто измеряемых ПАУ в различных битумах показаны в таблице 2.

Сырая нефть и битум: химический состав и свойства

По соотношению различных физико-химических свойств тяжелых нефтей и природных битумов можно выделить несколько критериев, по которым их можно охарактеризовать: вязкость, плотность, атомное отношение Н/С, О/С. атомное соотношение, оптическая отражательная способность, летучие вещества и состав. В этой статье мы коснемся некоторых из них.

Сырая нефть – это встречающаяся в природе жидкая фаза нефти, состоящая в основном из углеводородных соединений и добываемая из-под земли в жидком состоянии. Углеводородные соединения в сырой нефти содержат парафины в диапазоне от пентана до пентадекана (C5-C15), ацилпарафиннафтены, алкилбензолы и ядерные ароматические соединения. Другими сопутствующими веществами являются природные газы, углеводородные парафины и соленая вода. Сырая нефть может быть охарактеризована как парафиновая, нафтеновая или смешанная, в зависимости от наиболее распространенной группы содержащихся углеводородов. Сырая нефть также содержит ряд других химических компонентов, включая серу, кислород, углекислый газ, азот и микроэлементы.

Поскольку сырая нефть представляет собой смесь столь сильно различающихся компонентов и пропорций, ее физические свойства также варьируются в широких пределах. Он варьируется от бесцветного до черного. Вероятно, самым важным физическим свойством является удельный вес (то есть отношение веса равных объемов сырой нефти и чистой воды при стандартных условиях). Согласно шкале плотности Американского института нефти (API), в которой чистой воде произвольно присвоена плотность API 10 °. Жидкости легче воды, такие как нефть, имеют плотность в градусах API более 10. На основе плотности в градусах API сырая нефть может быть классифицирована как тяжелая, средняя и легкая.

• Тяжелая: плотность 10–20° API
• Средняя: плотность 20–25° API
• Легкая: плотность выше 25° API уровень серы, которая встречается либо в виде элементарной серы, либо в таких соединениях, как сероводород. Малосернистая нефть имеет содержание серы 0,5% или менее по весу, а высокосернистая нефть имеет содержание серы 1% или более по весу. Чем выше содержание серы, тем тяжелее сырая нефть. Избыток серы удаляется из сырой нефти при переработке, так как оксиды серы, выбрасываемые в атмосферу при сгорании нефти, являются основным загрязнителем.

  Термины «асфальт» и «битум» часто используются взаимозаменяемо для обозначения как природных, так и искусственных форм вещества. В американском английском «асфальт» (или «асфальтовый цемент») обычно используется для очищенного остатка от процесса дистилляции выбранных сырых масел. За пределами Соединенных Штатов этот продукт часто называют «битумом», и геологи во всем мире часто предпочитают этот термин для встречающихся в природе разновидностей. Встречающийся в природе асфальт иногда называют «сырым битумом».

  Функциональность битума связана с тем, как молекулы взаимодействуют друг с другом и/или с другими материалами, т.е. агрегатные поверхности и вода. Содержание серы, азота, кислорода и металлов в некоторых молекулах делает их слабополярными. Значение молекул, содержащих гетероатомы, в химии битумов заключается в способности образовывать молекулярные ассоциации, сильно влияющие на физические свойства и характеристики битумов. Компоненты, содержащие гетероатомные соединения, могут различаться по содержанию и характеристикам в битумах, полученных из различных источников сырья.

  Содержание серы может составлять 1-7% по массе в битуме и может состоять из множества различных соединений серы, таких как тиофены и сульфиды. Исследования показали, что гетероатомы серы и азота в основном встречаются в стабильных кольцевых конфигурациях. Хотя соединения азота встречаются не так часто, в некоторых битумах обнаружены пиррольные, индольные и карбазольные группы. Кислород в основном присутствует в функциональных группах в виде карбоновых кислот и сложных эфиров. Металлы появляются в основном в порфириноподобных структурах.

  Что касается физических свойств, то битум является термопластичным твердым или полутвердым веществом при температуре окружающей среды, т. е. он размягчается при повышении температуры и затвердевает при понижении температуры. При повышенной температуре они ведут себя как ньютоновские жидкости, вязкость которых уменьшается с повышением температуры. По этой причине битум необходимо нагревать для обработки и применения по назначению. Битум также является вязкоупругим материалом, т. е. ведет себя как упругое твердое тело при коротком времени нагружения и как вязкая жидкость при более длительном времени нагружения. Полярные молекулы в битуме приводят к тому, что битум имеет сродство к заполнителям, обеспечивая материал, который является липким, а также водонепроницаемым.

  Битум является продуктом машиностроения, и поэтому технические характеристики продукта сосредоточены на определении физических свойств, а не на химическом составе. Свойства веществ, производимых на нефтеперерабатывающем заводе, также могут быть изменены модификаторами для конкретных целей конечного использования. Физические свойства битума не только определяют пригодность для данного применения, но также определяют условия, при которых необходимо обращаться с продуктом, чтобы его можно было поместить в структуру, в которой он будет использоваться.

  ---

  Learn more

  • Как готовить розы к зимовке
  • Гвоздика травянка бриллиант
  • Дверная ручка с защелкой
  • A4Tech bloody наушники с микрофоном
  • Портулак махровый крупноцветковый
  • Вздутый ламинат
  • Проекты зоны барбекю
  • Раковина инсталляция
  • Полимочевина что это
  • Каркасная мансарда
  • Как ухаживать за комнатными фиалками