Файл: Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник.pdf

Для изготовления рулонных материалов применяют картон обычный и улучшенный, асбест листовой, джутовую и крапивную ткань, алюминиевую фольгу, стеклоткань, стеклорогожку.

На основе битумных и дегтевых вяжущих (раздельно или в со­ четании) изготовляют строительные изделия специального назна­ чения, к которым относятся трубы, обладающие антикоррозион­ ными свойствами, гидроизоляционные плиты, армированные стеклотканью или металлической сеткой, или неармированные, битумоперлити др.

Пропиткой естественных или искусственных пористых мате­ риалов— кирпича обычного и силикатного, бетона, опоки, извест­ няка и других — битумными и дегтевыми вяжущими можно получить изделия, пригодные для гидроизоляций в виде кладки и футеровки на цементном и асфальтовом растворах. Можно также органическими вяжущими пропитывать поверхности различных железобетонных изделий (свай, плит, труб, тюбингов и др.) либо окрашивать их.

Битумы полутвердые, жидкие дегти каменноугольные транс­ портируют в железнодорожных цистернах и автоцистернах, бункер­ ных полувагонах, оборудованных змеевиками для подогрева при сливе. Битумы строительные транспортируют в бочках, бумажных мешках, без тары — в крытых вагонах или на платформе; пек транспортируют без тары.

Рулонные материалы должны быть обернуты в упаковочную бумагу.

§ 85. Битумные вяжущие и материалы на их основе

Битумами называют сложные смеси углеводородов и их неметал­ лических производных, встречающиеся в природном виде или по­ лучаемые в результате переработки нефти, сланцев.

По совокупности свойств битумы представляют собой смолистые вещества вязкожидкой или твердой консистенции, полностью или частично растворяющиеся в сероуглероде, плавящиеся при нагре­ вании, обладающие пластичными вяжущими свойствами.

В битумах содержатся маслянистые, смолистые вещества, ас­ фальтены, карбены и карбоиды, сера, парафин и др. Маслянистые вещества — это минеральные продукты с плотностью, меньшей еди­ ницы. Наличие маслянистых веществ придает битумам подвиж­ ность, так как в них растворены смолы. В битумах содержится 45—60% маслянистых веществ.

Смолистые вещества — это твердые или полутвердые продукты, полностью растворяющиеся в бензине, хлороформе, бензоле, мас­ лах. Плотность смолистых веществ близка к единице. В битумах содержится 16—30% смолистых веществ.

Асфальтены — это твердые неплавкие хрупкие кристаллические вещества. Содержание асфальтенов в битумах достигает 50%. Они увеличивают вязкость битумов, а при температуре выше 300° С разлагаются, образуя кокс. Асфальтены не растворимы в

петролейном эфире, но растворяются в хлороформе, четыреххло­ ристом углероде, сероуглероде.

Карбены и карбоиды — это твердые углеродистые вещества. Карбены растворимы в сероуглероде, но не растворимы в четырех­ хлористом углероде. Карбоиды в органических растворителях не растворяются.

Битумы со значительным количеством парафина называются парафинистыми. Однако влияние парафина ослабляется при нали­ чии в битуме масел и смол. Примерный химический состав битумюв: 80—87% углерода, 12—14% водорода, до 5% кислорода, до 1% серы, до 0,5% азота.

По исходному сырью битумы подразделяют на природные, нефтяные и сланцевые.

Битумы природные представляют собой твердые вещества или вязкие жидкости. Они встречаются также в породах, в которых битум соединяется с минеральными частицами — глиной, песком, супесью. Такие породы называются асфальтовыми.

Битумы природные получают из битуминозных песчаников, из­ вестняков, доломитов либо прямой добычей из отложений в чис­ том виде. Особую ценность представляют собой асфальтовые известняки и доломиты, из которых изготовляют асфальтовые по­ рошки и мастики, и асфальтовые мелкозернистые пески. Из асфальтовых пород битум получают, обрабатывая измельченную массу горячей водой или воздействуя на породу органическими растворителями с последующим отделением растворителя от биту­ ма. Этот способ называют экстрагированием.

Природные битумы почти не содержат парафина и, в отличие от нефтяных, имеют в своем составе больше минеральных ве­ ществ. Природные битумы являются наиболее устойчивыми к атмо­ сферным и химическим воздействиям.

Важнейшие месторождения природных битумов в СССР сосре­ доточены в Закавказье (в районе Озургета, Тбилиси и Баку), на Кавказе (в районе Гагры), на Урале, в Средней Азии, на Дальнем Востоке (Камчатка, Сахалин), в Архангельской области (на р. Ух­ те), в Крыму (Керченское месторождение), в Куйбышевской об­ ласти (Сызранское, Шугуровское и Бахиловское месторождения) и др.

Разновидностью природных битумов является озокерит, назы­ ваемый горным, или минеральным воском. Озокерит образовался в природе из парафинистых нефтей. Искусственно очищенный озо­ керит называют церезином.

Природные битумы применяют в дорожном строительстве, а также для изготовления рулонных материалов, штучных изделий, мастик, паст, эмульсий, лаков.

Битумы нефтяные. Исходным сырьем для нефтяных битумов является нефть — маслянистая жидкость, представляющая собой сложную смесь углеводородов.

Нефтяные битумы получают по схеме, показанной на рис. 78. Вначале, при отгонке до температуры 300° С легких дистиллятов

Рис. 78. Схема переработки нефти.

нефти (светлых продуктов) — бензина, керосина, газойля,— полу­ чают жидкий маслянистый остаток, называемый мазутом. Мазут является топливом, смазочным материалом и исходным сырьем для получения смазочных масел и битумов. При дальнейшей отгонке мазута выделяются масла (легкое соляровое, вазелиновое, тяжелое соляровое, легкое веретенное, тяжелое веретенное, машинное и цилиндровое), а в перегонных кубах остается гудрон. В техниче­ ском отношении нефтяной гудрон представляет собой твердый или полутвердый продукт, который размягчается при нагревании и становится вязким. Гудрон полностью растворяется в сероуглеро­ де. Если из мазута отогнаны не все масла, то в остатке содержит­ ся продукт, называемый полугудроном. Гудрон, в зависимости от его состава, используют в качестве топлива, связующего для гудро­ нирования грунтовых и гравийных дорожных одежд, в качестве исходного сырья для получения асфальтовых битумов. Тяжелые смолистые нефти дают выход 7—8% битума, легкие — 0,5—1%. Нефтяные битумы подразделяются на остаточные, окисленные, кре­ кинговые и экстрактные.

Остаточные битумы образуются в трубчатых печах непрерыв­ ного действия в виде остатка после отгонки из нефти бензина, керосина и части масел.

Окисленные (или продутые) битумы получают окислением (про­ дувкой воздухом) при температуре 260—280° С нефтяных остатков из трубчатых установок.

Крекинговые битумы получают расщеплением при высокой температуре и высоком давлении нефти и нефтяных масел про­ дувкой воздуха.

Экстрактные битумы получают при очистке смазочных масел способом избирательного растворения выделением парафинов и осаждением асфальтенов.

По физическому состоянию нефтяные битумы представляют со­ бой вещества черного и темно-бурого цветов плотностью 0,95— 1,05 а/слг3, которые по консистенции (при температуре 18° С) мо­ гут быть твердыми, полутвердыми и жидкими.

Марка битума характеризуется совокупностью физических по­ казателей (температурой размягчения, глубиной проникания иглы, растяжимостью, вязкостью) и частично химических. Температуру размягчения битумов определяют по методу «кольца и шара» (КиШ). Вязкость битума измеряют с помощью пенетрометра, по­ гружая в испытуемый битум стандартную иглу весом 100 г в тече­ ние 5 сек при температуре 25°С. Растяжимость битума определяют по удлинению образца в виде восьмерки, помещенного в специаль­ ный прибор — дуктилометр при температуре 25° С.

Вязкость жидких (маловязких) смол и битумов определяют с помощью вискозиметра по величине скорости истечения жидко­ сти при определенной температуре. Твердые и полутвердые би­ тумы по назначению делятся на дорожные, строительные и кро­ вельные.

Жидкие битумы представляют собой остаток от перегонки или крекирования нефти. Их получают, кроме того, разжижением твер­ дых и полутвердых битумов легкими нефтепродуктами: соляровым маслом, керосином, мазутом и др. Это позволяет применять битум в холодном виде. Иногда высокосмолистые тяжелые нефти также называют жидкими битумами. Жидкие битумы делят на классы: А — среднегустеющие; Б — медленногустеющие. Каждый класс со­ стоит из битумов шести марок. Свойства основных нефтяных биту­ мов, применяемых в строительстве, приведены в табл. 29.

Битумы, предназначенные для изоляции, можно улучшить совмещением битума с резиной. Такая композиция обладает повы­ шенной пластичностью, упругостью, термостойкостью, морозостой­ костью и замедленными сроками старения. Под влиянием атмо­ сферных факторов битум может потерять свои пластичные и вяжущие свойства и стать хрупким. Наиболее устойчивы против старения битумы окисленные, менее устойчивы — остаточные.

Для эластичных покрытий применяют битумы более низких ма­ рок, для твердых защитных покрытий — более высоких. Для повы­ шения теплостойкости к битумам добавляют минеральный мелко­ дисперсный наполнитель (известняк, лесс). Благоприятное действие на битумные массы оказывает добавка асбеста, повышающая их теплостойкость, эластичность, упругость.