До атегорія: Вибір будматеріалів
Бітуми і дьогті
Першими органічними в'яжучими, які почали застосовувати в будівництві, були дьогті і бітуми, звані часто через їх кольору чорними в'яжучими. Хоча бітуми і дьогті мають різне походження і відрізняються один від одного складом, обидва володіють загальними характерними властивостями: при нагріванні вони оборотно розм'якшуються, перетворюючись в в'язкі рідини, і в такому стані добре змочують інші матеріали, а при охолодженні - тверднуть, міцно склеює, змочені ними матеріали. Крім того, бітуми і дьогті водостійкі і водонепроникні, і якщо ними просочити або покрити інший матеріал, то він придбає гідрофобні властивості. Бітуми і дьогті добре розчиняються в органічних розчинниках. Перераховані властивості визначили використання бітумів і дьогтів для отримання клеять і гідроізоляційних матеріалів.
Бітуми - в'язкопластичні або тверді речовини чорного кольору, що представляють собою складну суміш високомолекулярних вуглеводнів і їх неметалічних похідних. Бітуми зустрічаються в природі у вигляді асфальтових порід - піску, пористих вапняків та інших гірських порід, просочених бітумом, або покладів чистого бітуму - так званих бітумних озер (наприклад, на Сахаліні). В основному ж використовують нафтові бітуми, одержувані при переробці нафти.
У складі бітуму виділяють три групи сполук з подібними властивостями:
масла - рідкі при звичайній температурі вуглеводні з молекулярної масою 100 ... 500; вони додають бітуму м'якість і плинність;
смоли - в'язкопластичні вещеетва з молекулярної масою 500 ... 1000; вони надають бітумів адгезійні властивості і пластичність;
асфальтени - тверді неплавкі з'єднання з молекулярною масою 1000 ... 5000 і більше; вони додають бітуму твердість і теплостійкість.
Залежно від співвідношення вищезазначених речовин змінюються властивості бітуму: розрізняють бітуми тверді (крихкі при нормальній температурі), напівтверді і рідкі. За призначенням бітуми можуть бути: будівельні, покрівельні та дорожні.
Будівельні бітуми випускають трьох марок: БН 50/50, БН 70/30 і БН 90/10. До показників, за якими визначається марка бітуму, відносяться температура розм'якшення (50 ... 90 ° С), в'язкість і пластичність. Будівельні бітуми при кімнатній температурі тверді речовини, поступово розм'якшуються при нагріванні. Їх перевозять в фанерних барабанах або паперових мішках. Зберігати бітуми слід в закритих складах або під навісом таким чином, щоб на них не потрапляли сонячні промені. Бітум - горюча речовина, тому при роботі з ним, особливо при розігріві бітуму, необхідно дотримуватися пожежну безпеку.
Найбільш широко бітуми використовують при будівництві доріг (асфальтобетонні покриття), пристрої гідроізоляції і рулонних покрівель. При оздоблювальних роботах бітуми використовують як в'яжучий в холодних і гарячих клеять мастиках.
Дьогті - вязкожидкого речовини чорного або темно-бурого кольору, одержувані при сухій перегонці твердого палива (вугілля, сланців, деревини). Так само як і бітуми, дьогті складаються зі складної суміші вуглеводнів і їх неметалічних похідних, але в дьогтю переважають ароматичні сполуки (похідні бензолу, фенолу, антрацен, нафталін і ін.), Які надають дьогтю характерний запах і антисептичні властивості. Тому дьоготь і матеріали на його основі застосовують не тільки для гідроізоляції, але і для захисту від гниття.
У чистому вигляді дьогті застосовують головним чином для антисептичних просочень (наприклад, шпал, стовпів) і в дорожньому будівництві. Зазвичай дьоготь поділяють на фракції (зелене, антраценовое і інші масла). Твердий залишок після відгону легкокипящих (до 300 ° С) фракцій називають пеком.
Кам'яновугільний пек - чорна тендітна маса, добре розчинна в органічних розчинниках. Застосовують пек самостійно і в суміші з рідкими дьогтями як в'язка речовина в складах для кріплення дьогтьових, покрівельних і гідроізоляційних матеріалів.
При роботі з дьогтю і пеком слід пам'ятати, що вони і їх пари отруйні. При попаданні на шкіру, особливо на слизові оболонки, ці матеріали можуть викликати запалення. Перебувати тривалий час в безпосередній близькості від цих речовин не слід.
Загальний недолік бітумів і дьогтів - вузький інтервал температур, при яких матеріали на їх основі мають міцність і еластичність. При зниженні температури до 0 ... - 10 ° С вони стають крихкими, а при підвищенні до 40 ... 60 ° С - починають текти. Для розширення інтервалу експлуатаційних температур бітуми і дьогті модифікують добавками гуми або полімерів.
Бітуми є складні суміші вуглеводнів. Бітуми можуть бути природними і штучними. У будівництві в основному застосовуються штучні бітуми, отримані при різних способах перегонки нафти, яка проводиться для вилучення моторних палив, масел і інших продуктів. Вихід бітуму при цьому може бути 7-10% маси вихідної нафти.
Залежно від властивостей і способів застосування нафтові бітуми підрозділяються на дві групи:
тверді та напівтверді, що застосовуються з підігрівом до встановлених технічними правилами температур від 130 до 180 ° С;
рідкі, застосовувані в холодному стані або з незначним підігрівом до 60-80 ° С.
Основними технічними властивостями твердих і напівтвердих бітумів, що визначають область їх застосування, є: температура розм'якшення, твердість, еластичність і температура спалаху.
Чинним ГОСТом бітуми підрозділяються по переважної сфери застосування і за значенням показників основних технічних властивостей на види і марки.
При виробництві ремонтно-відновлювальних робіт найбільш широко застосовуються бітуми будівельні та покрівельні. Будівельні бітуми підрозділяються на три марки: БН-IV, БН-V, БН-VK; покрівельні - на дві: БНК-2, БНК-5.
Бітуми застосовуються для приготування асфальтобетонів, що приклеюють і ізоляційних мастик, для виробництва руберойду та інших покрівельних і гідроізоляційних матеріалів.
У бітумінозні матеріали (інакше - органічні в'яжучі) входять бутумние і дегтевиє в'яжучі, які за їх темно-коричневий колір називають іноді чорними в'яжучими.
Бітумінозні в'яжучі речовини представляють собою складні суміші різних вуглеводнів та їх похідних. Питома вага їх від 0,8 до 1,3. Вони володіють такими позитивними властивостями: легкістю, водонепроникністю, стійкістю проти дії кислот і лугів, здатністю міцно зчіплюватися з камінням, деревом і металами, пластичністю при позитивних температурах, здатністю розм'якшуватися при температурах від 30 до 100 ° і тверднути при температурах менше 30 °. Вони нерозчинні у воді і легко розчиняються в органічних розчинниках - сероуглероде, хлороформі, бензолі та ін. Недоліком цих в'яжучих є крихкість при температурах нижче 0 °; здатність горіти і, крім того, під дією повітря і світла втрачати свої позитивні властивості (старіти).
Бітумні в'яжучі речовини діляться на природні і отримані з нафти (нафтові бітуми).
Природні бітуми зустрічаються у вигляді густих рідин або у вигляді твердої речовини, пов'язаного з будь-якої гірською породою, яку вони просочують. До природних бітумів відносяться бітумні пісковики або бітумні вапняки, які використовуються і для вилучення чистого природного бітуму або безпосередньо в размолотом вигляді в якості асфальтового порошку.
Нафтові бітуми - тверді або напівтверді речовини, одержувані в результаті переробки нафти або нафтопродуктів. Нафтові бітуми частіше інших застосовуються в будівництві. Їх розрізняють по марках. В основу поділу бітумів на марки покладена глибина проникнення (пенетрація) в бітум голки приладу - пенетрометра під дію вантажу в 100 г протягом 5 секунд при температурі 25 °.
Важливою властивістю бітумів є їх здатність розм'якшуватися при нагріванні від 30 до 100 °.
Дегтевиє в'яжучі речовини отримують при сухій перегонці кам'яного вугілля, торфу та деревини. До них відносяться: дьоготь - густа масляниста рідина; пек - тверда речовина, яке залишається при отгонке з дьогтю масляних складових, і антраценовое масло - продукт переробки кам'яновугільного дьогтю, який має зеленувато-жовтий колір і неприємний запах. Дегтевиє матеріали на відміну від бітумних мають антисептичні властивості, тому їх використовують в якості антисептиків.
Бітумінозні в'яжучі речовини застосовують в будівництві для виготовлення асфальтових і дьогтьових розчинів і бетонів, покрівельних і гідроізоляційних матеріалів, мастик, емульсій.