Строительные материалы и изделия

Искусственные (нефтяные) битумы их свойства и применение

Нефтяные битумы по способу получения подразделяются:

1) на остаточные — полученные в остатке как при прямой перегонке нефти, мазута, гудрона, так и при крекинге нефти;

2) окисленные — полученные путем окисления кислородом воздуха (продувкой через расплав при температуре 180...300°С) различных нефтяных остатков (мазутов, гудронов, экстрактов се­лективной очистки масел, крекинг-остатков или их смесей);

3) смешанные — полученные смешиванием различных нефтя­ных остатков с дистиллятами и окисленными или остаточными битумами.

Плотность окисленных битумов ниже, а твердость и темпера­тура размягчения выше, чем у остаточных битумов. Смешиванием продуктов добиваются улучшения основных свойств битумов.

Нефтяные битумы широко используются как связующие и плен­кообразующие вещества для производства лакокрасочных мате­риалов, кровельных и гидроизоляционных мастик, рулонных ма­териалов, а также асфальтовых растворов и бетонов.

При нагревании до сравнительно невысокой температуры (35... 130°С) битумы размягчаются и приобретают способность к вязкому течению. Битумы не имеют точки плавления; их переход из твердого состояния в жидкое происходит постепенно, по мере нагревания. Чем выше температура, тем меньше вязкость битума. Для сопоставления битумов принята условная температура раз­мягчения, при которой битум приобретает стандартную текучесть.

Определяют температуру размягчения с помощью прибора «Кольцо и шар» (см. подразд. 13.5). Способность битума размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении лежит в основе его ис­пользования в качестве связующего вещества в композиционных материалах. Другой особенностью, также предопределившей ис­пользование битума как связующего и пленкообразующего веще­ства, является его растворимость в органических растворителях.

В воде битумы нерастворимы и проявляют водоотталкивающие свойства. Используя эмульгаторы и соответствующую технологию, получают коллоидный раствор битума в воде (битумную эмуль­сию).

Битумы характеризуются высокой адгезией к металлам, кир­пичу, бетону, поэтому применяются для получения приклеиваю­щих мастик.

Материалы на основе битума обладают высокой водостойкос­тью и широко используются для гидроизоляции подводных и под­земных частей сооружений, а также для окраски подводных час­тей речных и морских судов.

В условиях атмосферы из-за склонности к окислению и под действием солнечных лучей битумы быстро стареют, приобрета­ют хрупкость, растрескиваются и дают усадку.

Старение битума происходит в основном по двум механизмам: термодистилляции и термоокислительного старения.

Термодистилляция заключается в испарении из битума летучих компонентов, что приводит к обогащению его тяжелыми фракция­ми, повышению температуры размягчения, охрупчиванию и усадке.

Термоокислительное старение обусловлено реакцией между кис­лородом воздуха и компонентами битума при воздействии тепло­ты и ультрафиолетового излучения. При окислении масла перехо­дят в смолы, которые, в свою очередь, превращаются в асфальте­ны, карбены, карбоиды.

Необходимым условием старения битума является наличие до­статочно большой площади его контакта с воздухом. Поэтому би­тум имеет ограниченное применение для наружных покрытий. Для подземных конструкций и под водой битумные мастики служат достаточно долго. Их целесообразно применять также в качестве приклеивающих. Последние защищены от контакта с воздухом слоем рулонного материала.