Хороший совет может дать только действительно незаинтересованный человек
02141 Украина, г. Киев, ул. Руденко, 6а, оф. 630
тел.: 044 536-4-666; 067 2-316-316
expert@inconsulting.com.ua

Экспертиза битума

1 1 1 1 1 Рейтинг 4.60 (50 Голоса(ов))

Экспертиза битума

Битум – это класс специфических соединений углерода и водорода с относительно небольшой концентрацией азотосодержащих веществ, кислорода и металлов. Они могут иметь жидкую, полужидкую и твердую структуру, характеризуются высокой концентрацией смолистых соединений, которые поглощаются органическими растворителями. Битумы имеют естественное происхождение и являются производной от переработки торфа, угля, сланца или нефти.

Существует несколько основных разновидностей битума, дифференцированных на следующие группы:

  1. Нефтяные, в основе которых лежат частицы, идентичные по своему составу многокомпонентной мицелле. Ядро состоит из карбоидов и карбенов, а также труднорастворимых асфальтенов. Такой вид битума образовывается после нефтеперегонки исключительно на соответствующих комбинатах.
  2. Дорожные, получившие широкое применение в качестве связующего элемента с минеральными основами в производстве дорожного покрытия.
  3. Природные, являющиеся наиболее высококачественными. Они характеризуются наиболее высоким коэффициентом прилипания к поверхности и устойчивостью. Главный минус данного материала заключается в его высокой стоимости, обусловленной дефицитом продукта.
  4. Остаточные – последствия изъятия масла из гудронов. Характеризуются достаточно невысоким показателем вязкости. Увеличить его можно путем окисления.

Наибольшим потребительским спросом на рынке пользуется холодный или горячий дорожный битум. Чаще всего используют его вязкую или жидкую форму. Вязкая предпочтительнее, поскольку ввиду своих уникальных характеристик она способна увеличивать полезные свойства горячего асфальта.

Кровельный вид незаменим в строительной сфере. Его часто используют в качестве базы для кровельного покрытия. Оправдано его использование и в качестве теплоизоляционной основы – материал отлично подходит для защиты труб от негативного воздействия коррозии. Широкое применение получили мастики на основе битума, в составе которых присутствуют полимеры и специальные добавки, повышающие уровень термостойкости и пластичности материала. К ключевым преимуществам практически любой формы битума можно отнести высокие показатели эластичности, гибкости и податливости материала в процессе работы.

Способы получения нефтяных битумов

Существует несколько способов, по которым производят битумы:

  • С помощью концентрирования нефтяных остатков их вакуумной перегонкой под воздействием водяного пара либо инертного газа;
  • С окислением нефтяных остатков кислородом при высокой температуре;
  • Посредством перемешивания остатков нефти с остаточными продуктами и дистиллятом;
  • В сочетании нескольких перечисленных способов.

Лучшим сырьем для изготовления считаются остатки переработки тяжелой нефти - асфальты, крекинг-остатки, гудроны и пр. Лучшие битумы получаются при низком содержании парафинов (парафины препятствуют сцеплению с минералами) и при высоком содержании смолисто-асфальтеновых компонентов. При этом для производства нефть должна быть хорошо обессоленной.

Где применяются остаточные продукты?

На Западе широко используются битумы, произведенные на основе остатков. Франция, к примеру, их имеет 85 процентов. Такие материалы отличаются повышенной прочностью, плотностью, способностью сопротивляться разрывам, устойчивостью к изменениям температуры. Не все типы нефти идут на их производство, а только те из них, которые имеют меньше парафинов.

Большая потребность народного хозяйства в битумах диктует необходимость производить их из тяжелой высокосмолистой нефти. Деасфальтизацией гудрона получают осажденный битум, для чего в США и других странах используют специальные установки. При этом чаще на производство идут малопригодные для основного битумного производства парафиновые нефти.

В на всей территории бывшего Советского Союза, нет ни единой установки для деасфальтизации, которая бы работала непосредственно на производстве этой продукции. Установки, которые имеются, нацелены на выпуск остаточного масла. А качество асфальта при этом не регламентируется и не подлежит реальному контролю.

Вместе с тем и использование за рубежом тяжелых сортов нефти не всегда дает качественную перегонку и качество. Поэтому процессом окисления повышают показатели вязкости и чувствительности к температурам. И развитие окисления для промышленного производства представляется хорошим подспорьем при использовании вторичного применения остатков нефти в развитии вторичных процессов переработки.

Окисление под давлением

Окисление проходит активнее при повышении давления в зоне окисления. При этом сырье с невысоким количеством масел дает битумы с высокой растяжимостью, и интервалами пластичности, а также пенетрации. С повышением расхода воздуха интенсивность процесса также повышается и повышается теплостойкость конечного битумного продукта. Остаточные фракции обычно окисляют в кубе - этот способ применяют за рубежом, на старых установках и в производстве малотоннажных типов битума.

Использование колонных аппаратов на непрерывно работающих битумных установках

В последнее время активно применяются битумные полые колонны для производства. Присутствие нескольких колонн делает производство более гибким, что немаловажно с учетом сезонных колебаний битума. Этот метод дает возможность стабилизировать тепловой режим окисления посредством изменения температуры поступающего в колонны сырья и применения компрессоров. Примером качественного и эффективного применения такого метода можно назвать австрийскую компанию с ее технологией «Пернер». Эта технология отличается наличием в колонне внутреннего стакана.

Метод компаундирования

Его применяют при работе с битумной смесью. Он заменяет собой метод окисления и за рубежом применяется довольно активно при производстве строительных битумов. Такие битумы можно получать разными способами, чтобы выбрать предпочтительный, необходимо проведение специальных исследований с учетом особенностей перерабатываемого сырья, условий конкретного НПЗ. Если говорить коротко, то можно выделить главное:

  • самое перспективное производство битумов - на аппаратах колонного типа;
  • работы по исследованию такого окисления проводятся постоянно;
  • битумы не окисленные имеют высокий уровень адгезии, растяжимости, высокой устойчивости к старению против битумов окисленного типа;

В СНГ развито производство переокисленных битумов с дальнейшим процессом компаундирования утяжеленным гудроном.

Требования к качеству битумов

Дорожные битумы используются в условиях повышенной нагрузки, поэтому и требования к их качеству предъявляются повышенные. Есть определенный перечень качеств, которыми могут обладать битумы для использования в дорожных условиях:

  • теплостойкость - эти материалы должны выдерживать повышенные температуры, поэтому теплостойкость - одно из первых требований;
  • морозостойкость - даже при отрицательных температурах битумы на дорогах должны сохранять положенную им эластичность;
  • способность к сцеплению с минеральными материалами - сцепление должно обеспечиваться одинаково хорошо как с сухой, так и с влажной поверхностью;
  • сохранение вязкости и прочности в течение длительного времени;
  • хорошую сопротивляемость сжатию и ударам, которые неизбежны при интенсивном движении на дорогах.

От дорожных битумов отличаются строительные битумы, которые могут быть менее гибкими, но при этом должны иметь не меньшую прочность и износостойкость.

Общие характеристики всех типов битумов, которые делают их пригодными к применению в разных отраслях народного хозяйства:

  • сохранение изначальной пластичности при колебаниях температуры;
  • высокая степень вязкости и способность цементировать;
  • долговечность и стабильность;
  • способность переносить повышенные температуры;
  • повышенный уровень упругости материала, который позволяет битуму сохранять пластичность даже в условиях отрицательных температур.

На свойства битумов влияет их состав, точнее, соотношение в материале смол, масел, асфальтенов, а также отсутствие парафинов либо их содержание в малом количестве. Все эти вещества содержатся в исходном продукте - нефти. Таким образом, от качества нефти зависит и качество конечного продукта. Кроме того, на качество влияет также процесс окисления со структурированием.

Какие эксплуатационные качества определяют качество битумов?

Качество битумов зависит от их технических и физико-технических свойств, тепловых и диэлектрических характеристик, оптических свойств и отношению их к воде и растворителям.

Среди немаловажных характеристик - показатели потери массы битума при нагреве, а также показатели адгезии и когезии битума. Сегодня весь мир нуждается в качественных битумах, которые могут противостоять увеличившимся нагрузкам на дорожное полотно. Поэтому во многих странах ведутся разработки новых вяжущих добавок синтетических материалов, которые помогут сохранить и увеличить сроки эксплуатации дорожного покрытия.

Становится очевидным, что добиться хороших результатов эксплуатации дорог можно, если использовать битум с широким интервалом пластичности, то есть такой, который имеет меньшую хрупкость на морозе и большую температуру, при которой происходит размягчение. Дорожные битумы выполняют не просто связующую роль, но и роль гидроизоляционную, связывая минеральные вещества наполнителя. Поэтому существует понятие «идеальный битум», которое собрало в себе все существующие положительные характеристики битумов. Такой битум обладает:

  • высокой адгезией к минеральному наполнителю и совместимостью к нему;
  • определенной температурой хрупкости, размягчения и стеклования;
  • прочностью и эластичностью.

В последнее время наметилась тенденция к унификации всех битумов, производимых в Европе, под единый стандарт. Такое задание получено Европейской организацией стандартизации ор Евросоюза. Смысл их в том, чтобы все национальные стандарты привести к единому подобию норм, которые будут одинаковы для всех стан, имеющих ныне собственные стандарты, но с учетом климата и особенностей дорожного использования в каждой отдельной стране.

И хотя СНГ еще не имеет утвержденных Европой новых общеевропейских нормативов, важно знать, что производители битумов, которые планируют поставлять их на рынок ЕС, будут производить испытания по условиям, принятым в Европе.

Производство нефтяных Битумов

Увеличившийся поток машин, возросшие нагрузки на дорожное полотно заставляют производителей битума думать об улучшении его эксплуатационных характеристик. Сегодня вместо заявляемых 15-20 лет, которые должна служить дорога с асфальтовым покрытием, на деле она служит от силы лет пять-двенадцать.

Сделать качественный и своевременный ремонт дорог становится проблематично в первую очередь из-за нехватки сырья и материалов. По анализу потребности строительных организаций, она удовлетворяется менее чем наполовину. А так как в битумно-минеральных композициях для дорожного ремонта битум занимает 5-9 процентов, не считая наполнителя, становится очевидным, что качество дорожного ремонта в огромной степени зависит от его качества как связующего элемента с минеральными наполнителями. Поэтому вопрос о качестве битума является важнейшим для решения всей проблемы сбережения ресурсов.

И тут о причинах такого плохого качества продукта мнения дорожников и производителей битума расходятся. Первые считают это следствием плохой схватываемости его с минеральными материалами, а вторые - нарушением правил транспортировки и технологии укладки. При этом наш продукт, проданный в европейские страны, показывает хорошие результаты.