Битум нефтяной

Битум нефтяной – это твердый, вязкопластичный или жидкий продукт переработки нефти. Химический состав битумов говорит о том, что они являются сложными смесями высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных, таких как, азот, кислород и сера, полностью растворимых в сероуглероде.

Где добывают природные битумы

Процедура получения и комплексного превращения природных битумов осуществляется в следующем порядке:

• промысел битумосодержащей породы
• выделение из битумосодержащей породы органической и минеральной частей
• перевозка битума
• этапы переработки битума.

Исходя из условий расположения и физических характеристик сырья процесс разработки месторождений природных битумов ведется такими методами:

• карьерный и шахтный очистной метод подразумевает извлечение породы на поверхность с дальнейшим экстрагированием битума при помощи растворителя или горячей воды с добавкой эмульгирующих компонентов
• шахтный дренажный метод подразумевает добычу природных битумов в шахте самотёком посредством системы восходящих дренажных скважин, пробурённых из горных выработок
• скважинный внутрипластовой метод отличается добычей природных битумов при помощи термического или иного действия на битумонасыщенные породы через скважины, пробурённые с поверхности.

Рудничные (карьерный и шахтный) методы подходят для разработки месторождений с битумонасыщенностью вмещающих пород более 10 % и глубиной залегания 60 — 90 метров. Доля добычи битума при этом составляет около 85 — 90 %. Именно так добывается битум на Ярегском нефтяном месторождении в Республике Коми.
Скважинные методы подходят для разработки месторождений жидких природных битумов, к примеру, битуминозной нефти. Глубина залегания таких месторождений превышает 100 метров. Такой метод позволяет добиться коэффициента нефтеотдачи лишь 30 %.
Различные природные битумы – это еще не товарный продукт, как нефть или газ. Чтобы получить товарный продукт нужно осуществлять дополнительные технологические процессы.
Нефтяные битумы можно получить на нефтеперерабатывающем заводе из различных видов нефти, которые имеют различный химический состав. На перерабатывающем предприятии нефть перегоняют с выделением фракций:

• светлые продукты - бензин, лигроин, керосин
• смазочные масла
• другие виды нефтепродуктов.

Остаточные продукты по окончанию отбора более легких по массе фракций — гудрон, крекинг — далее применяют как сырье для производства нефтяных битумов определенных параметров. Сегодня существуют такие методы получения нефтяных битумов:

• атмосферно-вакуумная перегонка нефти с получением остаточных битумов, которые имеют низкую вязкость и чаще всего подвергаются окислению 
• окисление нефтяных остатков с получением окисленных битумов. Такие продукты имеют более высокую вязкость
• смешение остатков, образующихся при перегонке нефти с получением компаундированных битумов. Их производят при помощи смешения битума деасфальтизации (конечный продукт обработки гудрона жидким пропаном) с масляными дистиллятами.

Битумы нефтяные строительные

Битум строительный бывает:

• для общестроительных работ. В этой категории три марки нефтяных битумов: БН-50/50; БН-70/30 и БН-90/10, где числитель – коэффициент температуры размягчения, а знаменатель – средний показатель пределов изменения пенетрации
• для кровельных работ, марок БНК45/180; БНК-90/40 и 90/30, а также БНК-45/190
• БНИ - нефтяной изоляционный - марок БНИ-IV-3, БНИ-IV и БНИ-V. Такие битумы применяются в процессе изоляции поземных трубопроводов для их защиты от коррозии.

Помимо перечисленных марок, бывает еще жидкий дорожный битум. Он отличается низким показателем вязкости и применяется в дорожном строительстве в составе асфальтобетона, если его нужно укладывать при пониженных температурах воздуха. Жидкие битумы изготавливают при помощи смешивания вязких битумов БНД с дистиллятными фракциями-разжижителями, медленно испаряющимися после укладки дорожного покрытия. Однако вследствие высокой пожароопасности и колоссальным вредом для природы, его используют довольно редко.

Свойства битумов

К главным свойствам битумов можно отнести:

• вязкость 
• пластичность
• температуру размягчения и хрупкости
• адгезию. 

Самая главная характеристика структурно-механических свойств битумов – это вязкость, которая зависит от температуры и группового состава. Вязкость характеризует сопротивление внутренних слоев битума перемещению относительно друг друга. Многие битумы обладают непостоянной и уменьшающейся вязкостью с ростом напряжения сдвига или градиента скорости деформации. С ростом температуры вязкость уменьшается, а при понижении наоборот моментально увеличивается. В условиях минусовых значений битум имеет повышенную хрупкость. Чтобы измерить вязкость используют такой метод, как проникновение иглы в битум (пенетрация) и измерение глубины. Глубина вхождения иглы в битум определяется на устройстве — пенетрометре. Для этого на иглу действует груз, вес которого 100 г, на протяжении 5 с при температуре 25°С или 0°С. Пенетрация твердых или вязких битумов определяется в единицах (градусах), равных 0,1 мм проникания иглы в битум. Боле вязкие типы битумов имеют более низкий показатель пенетрации.
Пластичность, также немаловажная характеристика битумов. Показатель пластичности растет с повышением уровня масел, длительности действия нагрузки и ростом температуры. К примеру, с увеличением количества смол и асфальтенов пластичность при постоянной температуре увеличивается.
Температуру размягчения определяют на устройстве «кольцо и шар» («К и Ш»). Температура размягчения битума, измеряемая в градусах Цельсия, равна температуре водяной бани в стакане устройства тогда, как битум, находящийся в латунном кольце диаметром 16,0 мм, изменяясь под влиянием металлического шарика массой 3,5 г и плавного нагрева жидкости со скоростью 5°С в минуту, дотронется до нижней полки подставки. Температура размягчения вязких и твердых битумов колеблется на уровне от 20 до 95°С.
Интересная особенность битумов - высокая адгезия, то есть налипание на поверхность разных минеральных и органический соединений.

Марки нефтяных битумов

По разным показателям главных свойств, особенно вязкости, пластичности и температуры размягчения, все нефтяные битумы делят на марки:

• для дорожного строительства ГОСТ предусматривает пять марок от БНД (битум нефтяной дорожный)-200/300 до БНД-40/60. Численные показатели отражают допустимые для конкретной марки пределы изменения коэффициентов пенетрации при 25°С, и четыре марки БН от 200/300 до БН-60/90
• для строительных работ ГОСТ предусматривает три марки, которые обозначаются «БН» — битум нефтяной: БН-50/50, БН-70/30 и БН-90/10. В данном случае цифры числителя дроби отражают температуру размягчения по «К и Ш» (кольцо и шар), а знаменатель — это средние значение показателей изменения пенетрации при 25°С
• для кровельных работ ГОСТ предусматривает такие марки: БНК (битум нефтяной кровельный)-45/180, БНК-90/40 и 90/30, а также БНК-45/190. Тут показатель числителя дроби отражает среднее значение показателей температуры размягчения по «К и Ш», а знаменатель — среднее значение показателей пенетрации на 25С.

Битум нефтяной кровельный

Вязкие нефтяные битумы незаменимы в обеспечении гидроизоляции зданий. Низкая цена и 100% непроницаемость влаги давно сделала битум очень востребованным в строительстве жилых, бытовых, промышленных и прочих зданий.
Все виды кровельных битумов отличаются высокой температурой самовоспламенения, которая составляет более 300 градусов, и температурой вспышки не менее 240 градусов. Кровельные битумы применяют в процессе пропитки кровельных материалов, а также как самостоятельный материал для гидроизоляции кровли.
Среди кровельных материалов, в производстве которых использовался битум, относятся:

• битумная бумага
• рубероид
• рубемаст
• пергамин
• рубитэкс и другие. 

Для пропиток используют битумы следующих марок: БНК 45/90 и БНК 45/180. Покровным материалом выступает битум БНК 90/30 или БНК 90/40.
Стоит отметить, что все битумы гидрофобны, они не пропускают влагу и не смачиваются водой. В структуре битумов отсутствуют поры, поэтому они водонепроницаемы. Кровельным битумам не страшны и водные растворы агрессивных веществ, к примеру, солей, большинства щелочей или кислот. Однако отрицательное действие на битумы оказывают органические растворители (бензол, ацетон, скипидар, бензин).
Кровельные битумы отличаются морозостойкостью, поэтому они так востребованы в строительных работах. Если добавить в битум специальные вещества, то получается материал, не требующий нагревания для нанесения на поверхность. Такой материал называют битумной мастикой. Работать с ней нужно также, как с обмазочной гидроизоляцией.