К битумным материалам относятся следующие:
Природные битумы – вязкие жидкости или твердообразные вещества, состоящие из смеси углеводородов и их неметаллических производных: серы, азота, кислорода и др. Природные битумы получились в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти. Встречаются в местах нефтяных месторождений, образуя линзы, а иногда и асфальтовые озера, крупнейшее из которых находится в Тринидаде (42 га).
Асфальтовые породы – пористые горные породы (пески, песчаники, известняки и доломиты) пропитанные битумом. Образованию асфальтовых пород предшествует образование мальты (густое, очень вязкое вещество, черное вещество, богатое Кислородом и серой). Асфальтовые породы (от греческого «Асфальтос» - «горная смола») широко распространены в районах, где нефть залегает неглубоко. Содержание асфальта в породах может достигать 20 %. Крупнейшее скопление асфальта месторождение Атабаска в Канаде. В России скопления порового асфальта находятся на западе и севере Якутии, в Татарии (Мелекесская впадина), в Поволжье (Самарская область), Оренбургской области, Республике Коми. Добывается природный битум путем извлечения его из асфальтовых пород водной вываркой или реже – экстрагированием (выделением легких фракций) органическими растворителями. Извлечение битума целесообразно если его содержание в породе не ниже 10 %. Природный битум имеет больше активных компонентов, поэтому они обладают большей прилипаемостью к поверхности каменных материалов.
|
|
Нефтяные (искусственные) битумы – получают переработкой нефтяного сырья. Нефтяные битумы по способу производства разделяют на три вида – остаточные, окисленные и крекинговые. Остаточные битумы образуются при масляном способе переработки тяжелой нефти в атмосферно-вакуумных трубчатых печах непрерывного действия после отгонки из нее более легких фракций – бензина (т. кип. от 40 до 150-200˚С), лигроина (т. кип. 120-240˚С), керосина (т. кип. 150-300˚С) и части масел (газойль или соляровое масло). Это вещества черного цвета почти твердые при нормальной температуре. При отгонке основных фракций остается остаток, который при топливном варианте называется гудрон, а при масляном – мазут. Гудрон является основным сырьем для получения нефтяных битумов. Мазут используют для вторичного процесса перегонки – крекинг. Крекинговые битумы представляют собой нефтяные остатки, получающиеся при крекинге (разложение при температуре 425-650˚С и давлении 500 Па) нефти и нефтяных масел с целью достижения большего выхода бензина. При продувке воздуха через эти остатки получат окисленные крекинговые битумы.
|
|
Окисленные битумы получают продувкой воздуха через нефтяные остатки (гудрон), поэтому их называют также продутыми битумами. При продувке под воздействием кислорода воздуха нефтяные остатки окисляются и уплотнятся, приобретая новые качества. Окисление углеводородов происходя одновременно в двух направлениях.
кислоты оксикислоты асфальтогеновые кислоты
Углеводороды
смолы асфальтены карбены карбоиды
Компаудированные битумы получают путем смешивания битумов полученных при перегонке, крекинге или окислении с веществами, полученными при очистке нефтепродуктов (масляный рафинат), дистелятный экстракт и продукты деасфальтизации (очистка гудрона).