Природний асфальт зустрічається у вигляді пластових жильних покладів, і просочених проникних пластів і озер в зонах виходу нафти на земну поверхню.
Штучний асфальт - одна з важких фракцій переробки нафти. Фактично асфальт можна називати відходами нафтопереробного виробництва
Властивості асфальтобетону можуть змінюватися в залежності від температури. Наприклад, міцність знижується при підвищенні температури. При зниженій температурі він мало пластичний, а при підвищених температурах його пластичність може бути надмірною.
Місце народження
У Росії є кілька родовищ в Оренбурзькій області, Республіці Комі, Республіці Саха (Якутія), Самарська (в СРСР Куйбишевська) область. У світі асфальт добувають в 9 країнах, в тому числі у Франції, Канаді, в Венесуелі, Йорданії, Ізраїлі, в державі Тринідад і Тобаго.
Найзначніше комерційне родовище асфальту знаходиться на острові Тринідад, де асфальт видобувається з давніх-давен з бітумного озера Піч-Лейк (Мати-Озеро). Глибина озера всього 90 метрів, площа - понад 40 гектарів. Озеро знаходиться в кратері колишнього грязьового вулкана. Нафта, що виходить з надр, втрачає леткі речовини і перетворюється в асфальт. Поверхня озера досить щільна, щоб витримати вагу людини. Але якщо зупиниться на одному місці, або залишити будь-який предмет, через деякий час асфальт затягує все в глибину. У давні часи цим асфальтом просочували свої човни місцеві жителі. У 90-х роках XX століття щорічний видобуток асфальту становила понад 150 тис. Тонн. Втім, за оцінками експертів, запаси асфальту в озері становлять приблизно сім-десять мільйонів тонн, в цілому на з урахуванням інших родовищ запаси становлять понад 180 млн т. При збереженні темпів видобутку цих запасів вистачить більш, ніж на 400 років
Відоме в наш час під назвою Мертве море, з давніх-давен і до кінця XIX століття звалося Асфальтове озеро (Palus Asphaltites). Зараз воно більш відоме своїми цілющими властивостями, унікальному складом багатою солями води. Величезні шматки асфальту піднімалися з дна на поверхню. Таке траплялося і в XX столітті.
Виробництво на асфальтобетонних заводах
Для приготування асфальтобетону на виробництві вихідні мінеральні матеріали сушать і нагрівають до температури 180-200 градусів, потім розділяють по фракціям. Потрібні дози в змішувачі змішуються з підігрітим до 150-170 градусів бітумом. Готова асфальтобетонна суміш в самоскидах відправляється на місце укладання, для покриття різних майданчиків. Не тільки доріг, але і аеродромів, спортмайданчиків та іншого
Склади асфальтобетону зазвичай виражаються в процентному змісті (по масі) компонентів суміші. Методи проектування були розроблені на основі досліджень теорії структури, міцності асфальтових бетонів, технології їх приготування і укладання, підвищення довговічності радянськими вченими П. В. Сахаровим, Н. Н. Івановим, В. В. Охотин, І. А. Рибьевим і ін.
На асфальтобетонних заводах (АБЗ) суміші виготовляють декількома способами, а саме: гарячим, теплим, холодним, в залежності від того, який вид змішування компонентів застосовується під час приготування складу і від способу укладання.
- Гарячий асфальт: містить в'язкий бітум, укладається при температурі від 120 градусів за Цельсієм. Використовується давно. Мінус: неможливість укладати при температурі нижче -5 градусів
- Теплий асфальт: містить середньо-в'язкий бітум і ущільнюється котками при температурі 40-70 градусів за Цельсієм
Гарячі і теплі суміші розкладають з запасом на 15-20% від необхідної товщини покриття. Ущільнюють масу асфальтобетону статичними або вібромоторнимі катками
- Холодний асфальт: може ущільнитися до 50% від початкової товщини. У складі 94-95% займає дрібний щебінь, інші компоненти: бітум, адгезійна і інші добавки. Ця сучасна технологія укладання дозволяє ущільнювати суміш, яка містить рідкий бітум і бітумні емульсії, при нульовій або негативній температурі до мінус 30 градусів за Цельсієм. Відмінно для збільшення сезонних термінів, для зручності ремонтних робіт, особливо в міжсезоння можна оперативно вирішити питання з аварійно-напівзруйнованих покритіем.Готовие до вживання суміші можуть роками зберігається в герметичних мішках, в резерві. Ще одна перевага: укладання холодного асфальту здійснюється просто, з тари, без спеціальної важкої техніки і особливої підготовки ділянки. Укатати і утрамбувати можна за допомогою доступних навіть двірнику інструментів. Завмерши, має ті ж властивості, що і гарячий.
У США, Європі, Скандинавії холодні суміші отримали високо оцінені і активно використовуються. Однак в Росії поки не набув широкого поширення. Незважаючи на відомі переваги, є і ряд суттєвих недоліків:
- По-перше, ціна холодного асфальтобетону в 5-10 разів вище гарячого
- По-друге, в російських реаліях складно дотримати точну технологію виробництва і укладання холодного асфальту. В даний час діє ГОСТ 9128-97. Однак виробники холодного асфальту воліють СТО або технічним рекомендаціям ТР 171-06, принципово відрізняється від ГОСТу, що істотно знижує якість готової суміші.
- По-третє, за своїми якостями холодний асфальт підходить тільки для невеликих вибоїн і застосуємо у вузькому температурному діапазоні.
Таким чином, в Росії працюють всього кілька АБЗ, які виробляють холодний асфальтобетон (наприклад, в Рязані, Красноярському краї, Московській області) і немає досвіду його широкого застосування. Втім, ринок в Росії є, хоч і невеликий. Свої майданчики холодними сумішами ремонтують великі компанії, наприклад, ЛУКОЙЛ, структури ГАЗПРОМУ, ТНК ВР.
Ще одна класифікація використовуваних в дорожньому будівництві асфальтобетонних сумішей, вироблених на АБЗ:
- грубозернисті асфальтобетони для влаштування нижнього шару дорожнього покриття.
- Середньозернистий бетон оптимальний для одношарових і двошарових покриттів (як верхній шар).
- Дрібнозернистий асфальтобетон підходить для верхнього шару покриття з інтенсивним рухом.
- Для тротуарів, підлог в промислових будівлі, гідроізоляційних шарів і т.п. застосовують піщаний асфальтобетон
Суміші і асфальтобетони в залежності від показників фізико-механічних властивостей і застосовуваних матеріалів підрозділяють на марки
Вид і тип сумішей і асфальтобетонів
Зберігання на відкритому майданчику навалом до 2 років, в упаковці до 10 років
Малюємо на асфальті, малюємо ... асфальтом. Неочевидні способи використання
Найбільш відомий спосіб застосування асфальту, описаний вище: в створенні дорожнього покриття. Також це відмінний покрівельний, електро- і гідроізоляційний матеріал. У хімічній промисловості асфальт застосовується для приготування лаків, клеїв та ін.
- Асфальто-бітумний лак являє собою розчин асфальту з різними добавками в органічних розчинниках типу бензину. Добавками можуть служити каніфоль, пластифікатори, змінюються сорти бітуму і кількість мінеральної пилу, алюмінієва пудра. Еластичний тривалий час за рахунок бітумів в складі. Недолік: окислення під впливом світла, втрата водостійкості, розтріскування, затвердіння. Термостійкість невелика, до 100-130 ° С в залежності від марки. Застосовуються для антикорозійних паро- і гідроізоляційних покриттів, для захисту металоконструкцій, азбоцементних труб, обробки печей, забарвлення газових плит та інших поверхонь.
- У різних будівельних роботах використовують штукатурну асфальтову гідроізоляцію, в трьох різних модифікаціях: лита, гаряча або холодна
- У районах Крайньої Півночі для різних цілей застосовують асфальтополімербетонних готується з гудронами і важкими фракціями нафти, і різними синтетичними полімерами
- У природного асфальту є й інші, менш очевидні способи використання, наприклад, для живопису і друку гравюр ..
Наприклад, асфальт Мертвого моря, або, як його ще називають, сирійський, - найвищої якості. Так як він майже не містить мінеральних домішок, використовується для створення олійних фарб, а також літографій. Дає прекрасний коричнево-золотистий колір, досконалу прозорість, легко наводиться. При з'єднанні з іншими фарбами цей асфальт як би витісняється в верхній шар малюнка. Кракелюри: почорніння і розтріскування барвистого шару - модний в 21 столітті ефект при різних інтер'єрних рішеннях
Винахід фотографії також почалося з застосування сирійського асфальту, а саме його властивості окислюватися на світлі, втрачаючи світлопроникність. Саме на олов'яної пластині з тонким шаром асфальту збереглася найстаріша фотографія 1826 роки (Ж. Ньєпс «Вид з вікна в Ле Гра»).
Історія розвитку використання і майбутнє асфальту
Асфальт - це перший нафтопродукт, відомий людству. Ось тільки кілька фактів з історії:
Стародавній Єгипет. Третє тисячоліття до нашої ери. У коморах для зберігання зерна підлогу і стіни покривали асфальтом.
Ассірійці, фінікійці і єгиптяни широко використовували асфальт при будівництві кораблів і будівель. Крім того, єгиптяни використовували його при муміфікації (саме слово «мумія» в перекладі з перської означало асфальт, або природну чорну смолу).
Вавилон. 700-500 рр. до н. е. створення «висячих садів» Семіраміди: використання асфальту для гідроізоляції
Саме слово «асфальт» ввів в літературу Геродот, який окреслив в 460. 450 р.р. до н.е. в «Історії греко-перських воєн» асфальтові родовища.
Китай. 400 років до н.е. самий початок будівництва Великої китайської стіни на природному бітумі.
Мідія. Близько 400 років до н.е. спорудження фортечних стін в Мідії з обпаленої цегли, скріплених бітумом.
Перу. У 1532 році іспанці після відкриття Америки виявили древні асфальтові дороги.
Азербайджан. З давніх-давен природний асфальт ( «кир», по-місцевому) використовували для покриття дахів будівель.
З середини XIX століття в країнах Європи і Америки бруківки стали замінювати на дорожнє покриття з бітумно-мінеральних сумішей.
Сполучені Штати Америки. У 1876 році вперше застосували литий асфальт.
1839 рік, Росія, Одеса. Перша спроба асфальтування тротуарів. Пізніше в 1865 р заасфальтували тераси Зимового Палацу в Петербурзі, а з 1866 р стали асфальтувати двори, тротуари, вулиці і площі. У 1869-1873 р.р. їм були вкриті вулиці в Санкт-Петербурзі, Кронштадті, Ризі, Москві, Одесі, Києві, Харкові та Тамбові. Для проведення цих робіт використовувався закуплений за кордоном асфальт.
До наших днів діє Сизранський завод по виготовленню асфальту, заснований в 1873 році інженером і архітектором Іваном Буттацом.
Сьогодні асфальт є найбільш поширеним дорожнім покриттям, при цьому володіє рядом недоліків. Вода в поєднанні з низькими температурами згодом роблять асфальт крихким. Невисока міцність асфальту дозволяє легко відділятися фрагментами покриття. Асфальт утворює колії і нерівності через вібрації, створюваної рухом транспорту.
Поліпшення асфальтобетону та розробка нових технологій виробництва і складів йде за наступними напрямками:
- забезпечення високого ступеня ущільнення шарів і максимального зчеплення між шарами;
- збільшення несучої здатності дорожнього покриття;
- скорочення тривалості робіт з укладання асфальту;
- забезпечення високого коефіцієнта зчеплення колеса з дорогою, в тому числі в несприятливих погодних умовах.
Ще один напрямок модифікацій асфальту: підвищення його шумопоглинання за рахунок збільшення пористості. Зниження рівня шуму на дорозі на практиці досягає 4-6 дБ
Безумовно, інтенсивність і грузонапряженность руху на дорогах в 21-м столітті тільки зростає. А це означає, що необхідно вивчати і впроваджувати нові матеріали і технології. Відносно природного або штучного асфальту є безліч перспективних напрямків. Сподіваємося в найближчому майбутньому побачити спеціалізовані науково-дослідні центри, які на високому рівні і сучасному обладнанні проводили б дослідження в повному обсязі, сприяючи якнайшвидшому впровадженню кращих розробок в нашу дорожню галузь.