Obecná klasifikace bitumenů

Živice (z lat. bitumen – horský dehet, olej) – je směs uhlovodíků a jejich dusíkatých, kyslíkatých, sírových a kov obsahujících složek. Člověk začal používat bitumen ve starověku. Stavby byly nalezeny v Egyptě mezi řekami Tigris a Eufrat, které byly postaveny pomocí bitumenu 3000 př.nl. E. Bitumen se používal k pokrytí skladovacích zařízení obilí a spojování desek stěn a podlah budov. Na počátku 1. tisíciletí př. Kr. Podél řeky Eufrat byl postaven tunel, kde se k hydroizolaci stěn používal bitumen.

Bitumen je hydrofobní materiál, jinak se nerozpouští ve vodě. Bitumen je vysoce rozpustný v benzenu, sirouhlíku, chloroformu, benzínu, acetonu, terpentýnu a dalších organických rozpouštědlech.

Výtažky ze sedimentů a sedimentárních hornin se nazývají bitumen.

Hustota živice 0,95-1,50 g/cm³. Pórovitost je prakticky nulová, jsou tedy voděodolné a mrazuvzdorné, právě tato vlastnost dala praktické využití v hydroizolacích a stavebnictví. Hořlavý – bitumen bod vzplanutí 220-240 C a teplota samovznícení – 368 C.

Klasifikace bitumenu

Přírodní bitumeny – minerální přírodní zdroje organického původu na primární uhlovodíkové bázi – ropa, vznikající při narušení konzervace jejích ložisek v důsledku chemické a biochemické oxidace. Podle složení, v závislosti na složení původních olejů a podmínkách jejich přeměny, se dělí na několik tříd: malty (viskózní zahuštěné oleje, které prošly stárnutím a zvětráváním) a naftidy. Naftidy jsou v přírodě velmi rozšířené – jsou to ropa a její deriváty: asfalty, asfaltity, kerity, antraxolity, ozokerity atd. Bitumen se těží lomovou nebo důlní metodou (Tar Sands), poté se bitumen získává z těžených asfaltových hornin pomocí organických rozpouštědel nebo vařením v horké vodě.

Umělý nebo technický bitumen – Jedná se o druhotné produkty ze zpracování ropy, břidlice a uhlí. Jejich složení je podobné přírodnímu bitumenu.

Těžba a zpracování přírodního asfaltu

Těžba a zpracování přírodního bitumenu se provádí v následujícím pořadí: 1. těžba horniny obsahující bitumen. 2. dělení hornin obsahujících bitumen na organické a minerální části. 3. doprava a zpracování bitumenu.

V závislosti na podmínkách výskytu a fyzikálních vlastnostech suroviny je vývoj přírodních bitumenových ložisek klasifikován takto:

• Zpracování lomů a dolů. Touto metodou je hornina odstraněna na povrch, kde je z ní bitumen extrahován organickým rozpouštědlem nebo horkou vodou s přídavkem emulgačních sloučenin. Touto metodou se vyvíjejí ložiska s obsahem bitumenu minimálně 10 % v hornině a hloubkou 60 – 90 metrů. Koeficient těžby bitumenu dosahuje 85 – 90 %. Příkladem této výrobní metody je ropné pole Yaregskoye v republice Komi.
• Důl, drenáž. Touto metodou se bitumen těží z dolu gravitačně přes drenážní studny vrtané z důlních děl.
• Vrt, in-situ – bitumen se získává tepelným nebo jiným fyzikálním dopadem na horninu nasycenou bitumenem prostřednictvím vrtů vrtaných z povrchu. K těžbě ložisek s hloubkou tekutého přírodního bitumenu (živičného oleje) více než 100 metrů se používají hlubinné metody. U hlubinných metod dosahuje faktor výtěžnosti oleje v průměru 30 %. V Tatarstánu se na poli Ashalchinskoye vyrábí bitumenový superviskózní olej. Bylo zde vyvrtáno několik párů obloukových vrtů s přístupem na povrch. Studny jsou umístěny paralelně k sobě ve vzdálenosti několika metrů. Do jednoho vrtu se přivádí pára, která ohřívá formaci, az druhé se čerpá olej, který se vlivem zahřívání stal méně viskózním. Tato metoda je experimentální povahy a nebyla ekonomicky opodstatněná.

Aplikace bitumenu

Podle účelu se bitumeny dělí na tři hlavní typy: stavební, střešní a silniční.

Stavební bitumen – Jedná se o bitumeny používané ve stavebnictví a hydroizolačních pracích. Tyto bitumenové třídy jsou BN 50/50, BN 70/30, BN 90/10. Značení bitumenu se dešifruje takto: BNK – Roof Roofing Bitumen, první číslo je teplota měknutí, druhé je penetrace, neboli hloubka vniknutí speciální jehly do bitumenu při teplotě 25 C a zatížení 0,1 kg.

Střešní bitumeny – používá se k výrobě střešních materiálů, jako je střešní lepenka, hydrostekloizol, pergamen, rubemast, tmel, bitumenový papír, stekloizol, skleněný elast, rubitex, základní nátěr.
K impregnaci se používají bitumeny značky BNK 45/180 a BNK 45/90 a pro získání krycí vrstvy bitumeny značek BNK 90/40 a BNK 90/30.

Tvrdý bitumen používá se také v různých odvětvích národního hospodářství: ve slévárenství – jako jedna ze složek modelových kompozic pro přesné lití; jako elektroizolační materiál v elektrotechnickém průmyslu, dále pro konečnou úpravu různých výrobků z papíru, kůže, dřeva atd.

Světové zásoby přírodního asfaltu jsou asi 580 miliard tun, produkce je 115 milionů tun

Zajímavá fakta o bitumenu.

Bitumen je amorfní látka, to znamená, že v pevném stavu vykazuje vlastnosti kapaliny. Aby to dokázal, v roce 1927 zaměstnanec University of Queensland Thomas Parnell umístil bitumen do nálevky a čekal, až odkape. Experiment byl úspěšný: první kapka spadla o osm let později, za což byl Parnell oceněn Ig Nobelovou cenou.

Bitumen lze klasifikovat podle typu na základě jeho původu, a tedy surovin použitých k jeho výrobě, jakož i podle jeho fyzikálních vlastností a účelu použití. Pochopení typu bitumenu vám umožní vybrat nejlepší variantu pro danou práci na základě jeho výhod a chování v závislosti na provozních podmínkách.

• Podle původu
• Podle suroviny
• Soudržností
• Do cíle

Podle původu

• Přírodní bitumeny
• Umělý (technický) bitumen

Přírodní bitumen v čisté formě je vzácný a je součástí hořlavých fosilií. Strukturálně může být buď viskózní kapalina, nebo pevná látka. Přírodní bitumen vzniká, když je v důsledku polymerace – přirozených oxidačních procesů – narušena konzervace ropných derivátů. Charakteristickým znakem tohoto typu bitumenu je vysoký obsah minerálních látek a nečistot, včetně naftenových kyselin, esterů, síry a neželezných kovů. Přestože přírodní bitumen není hotovým komerčním produktem, má vysokou odolnost vůči chemickým a atmosférickým vlivům.

Umělý nebo technický bitumen má podobné složení jako přírodní bitumen, ale je zbytkovým produktem při zpracování ropy, černouhelného dehtu a břidlic. Může obsahovat vysoké množství parafínu, což ho činí cennějším. V současné době se umělý bitumen široce používá a představuje více než 90 % celkového objemu použitého bitumenu.

Podle druhu suroviny

• Rašelinový bitumen
• Uhelný bitumen
• Ropné bitumeny

• Zbytková – atmosférická vakuová destilace zbytků těžkého oleje se provádí při teplotě 300–359 °C;
• Oxidované – získané oxidací ropných produktů při teplotě 260–280 °C;
• Směs – oxidovaný a zbytkový bitumen, stejně jako další produkty rafinace ropy, se mísí;
• Krakování – ropa a ropné oleje se krakují za vysoké teploty a vysokého tlaku;
• Extrakční – mazací oleje se čistí selektivním rozpouštěním, separací parafinů a srážením asfaltenů.

Hlavní oblastí distribuce je stavebnictví a výroba materiálů: izolace, barvy a laky atd.

Soudržností

• Tvrdé bitumeny
• Viskózní bitumen
• Tekutý bitumen

Pevné bitumeny jsou pevné látky extrahované z rašeliny nebo uhlí. Podle svých vlastností se dělí na:

• Křehké, tj. náchylné k náhlému, okamžitému zničení v důsledku vnějšího vlivu
• Plast, tj. schopný přijmout zatížení bez vzniku trhlin a prasklin a zachovat si vlastnosti i po odstranění zatížení
• Vysoce plastický, stejný jako předchozí, ale s širším rozsahem zatížení

Viskózní bitumeny jsou produkty podobné pryskyřicím.

Tekutý bitumen je směs viskózního bitumenu s ředicími složkami, jako je benzín, topný olej, petrolej atd. V závislosti na rychlosti houstnutí se dělí na:

• Středně zahušťující tekutý bitumen (MWB)
• Pomalu houstnoucí tekuté bitumeny (MG a MGO)

Do cíle

Výběr konkrétního druhu bitumenu je dán požadavky na jeho vlastnosti, ale existuje obecná klasifikace podle zamýšleného účelu bitumenu.

• Silniční asfalt — tyto druhy se používají k výrobě materiálů určených k použití při opravách povrchů vozovek, výstavbě mimoúrovňových křižovatek, pokládce povrchů letišť atd. Materiály mohou být asfaltobetonové směsi, bitumenové tmely, bitumenové emulze a další produkty.
• Střešní bitumeny — jsou běžné jako ochranné nátěry. Dělí se na krycí — střešní lepenka, pergamen atd., a impregnační — směsi pro úpravu nátěrů a konstrukcí.
• Izolační bitumeny — zpravidla jsou součástí hydroizolačních materiálů — bitumenových tmelů, hydroizolu, metaloizolu atd.
• Stavební bitumeny pro všeobecné použití — rozsah použití je široký, lze je použít pro různé druhy oprav a stavebních prací, stejně jako pro hydroizolaci základů.
• Asfalty pro speciální účely — oblastí použití je výroba barev a laků, pneumatik a elektrotechnických výrobků.

• Dotazníky
• GOST a průmyslové dokumenty
• Informace o pozadí
  • Klasifikace bitumenu
  • Složení složek ropného bitumenu
  • Hlavní vlastnosti a zkušební metody bitumenu
  • Fyzikální a mechanické vlastnosti ropného bitumenu
  • Vertikální nádrže RBT-V pro skladování asfaltu
  • Horizontální nádrže RBT-G pro skladování asfaltu
  • Nádoby pro skladování PBB a emulzí
  • Zařízení na výrobu polymer-bitumenových pojiv MBT-PBV
  • Zařízení na výrobu bitumenového tmelu MBT-M
  • Zařízení pro přípravu bitumenové emulze MBT-E
  • Zařízení pro ohřev a odvodňování bitumenu
  • Ohřívací stanice termálního oleje
  • Bitumenové ohřívače
  • Bitumenová čerpadla
  • Uzavírací ventily pro bitumen
  • Testovací zařízení