Битумы и дегти
Первыми органическими вяжущими, которые начали применять в строительстве, были дегти и битумы, называемые часто из-за их цвета черными вяжущими. Хотя битумы и дегти имеют различное происхождение и отличаются друг от друга составом, оба обладают общими характерными свойствами: при нагревании они обратимо размягчаются, превращаясь в вязкие жидкости, и в таком состоянии хорошо смачивают другие материалы, а при охлаждении — затвердевают, прочно склеивая, смоченные ими материалы. Кроме того, битумы и дегти водостойки и водонепроницаемы, и если ими пропитать или покрыть другой материал, то он приобретет гидрофобные свойства. Битумы и дегти хорошо растворяются в органических растворителях. Перечисленные свойства предопределили использование битумов и дегтей для получения клеящих и гидроизоляционных материалов.
Битумы — вязкопластичные или твердые вещества черного цвета, представляющие собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных. Битумы встречаются в природе в виде асфальтовых пород — песка, пористых известняков и других горных пород, пропитанных битумом, или залежей чистого битума — так называемых битумных озер (например, на Сахалине). В основном же используют нефтяные битумы, получаемые при переработке нефти.
В составе битума выделяют три группы соединений со сходными свойствами:
масла — жидкие при обычной температуре углеводороды с молекулярной массой 100…500; они придают битуму мягкость и текучесть;
смолы — вязкопластичные вещеетва с молекулярной массой 500…1000; они придают битумам адгезионные свойства и пластичность;
асфальтены — твердые неплавкие соединения с молекулярной массой 1000…5000 и более; они придают битуму твердость и теплостойкость.
В зависимости от соотношения вышеупомянутых веществ меняются свойства битума: различают битумы твердые (хрупкие при нормальной температуре), полутвердые и жидкие. По назначению битумы могут быть: строительные, кровельные и дорожные.
Строительные битумы выпускают трех марок: БН 50/50, БН 70/30 и БН 90/10. К показателям, по которым определяется марка битума, относятся температура размягчения (50…90 °С), вязкость и пластичность. Строительные битумы при комнатной температуре твердые вещества, постепенно размягчающиеся при нагревании. Их перевозят в фанерных барабанах или бумажных мешках. Хранить битумы следует в закрытых складах или под навесом таким образом, чтобы на них не попадали солнечные лучи. Битум — горючее вещество, поэтому при работе с ним, особенно при разогреве битума, необходимо соблюдать пожарную безопасность.
Наиболее широко битумы используют при строительстве дорог (асфальтобетонные покрытия), устройстве гидроизоляции и рулонных кровель. При отделочных работах битумы используют как вяжущее в холодных и горячих клеящих мастиках.
Дегти — вязкожидкие вещества черного или темно- бурого цвета, получаемые при сухой перегонке твердого топлива (угля, сланцев, древесины). Так же как и битумы, дегти состоят из сложной смеси углеводородов и их неметаллических производных, но в дегтях преобладают ароматические соединения (производные бензола, фенола, антрацен, нафталин и др.), придающие дегтям характерный запах и антисептические свойства. Поэтому деготь и материалы на его основе применяют не только для гидроизоляции, но и для защиты от гниения.
В чистом виде дегти применяют главным образом для антисептических пропиток (например, шпал, столбов) и в дорожном строительстве. Обычно деготь разделяют на фракции (зеленое, антраценовое и другие масла). Твердый остаток после отгонки легкокипящих (до 300°С) фракций называют пеком.
Каменноугольный пек — черная хрупкая масса, хорошо растворимая в органических растворителях. Применяют пек самостоятельно и в смеси с жидкими дегтями как вяжущее вещество в составах для крепления дегтевых, кровельных и гидроизоляционных материалов.
При работе с дегтями и пеком следует помнить, что они и их пары ядовиты. При попадании на кожу, в особенности на слизистые оболочки, эти материалы могут вызвать воспаление. Находиться длительное время в непосредственной близости от этих веществ не следует.
Общий недостаток битумов и дегтей — узкий интервал температур, при которых материалы на их основе обладают прочностью и эластичностью. При понижении температуры до 0…— 10°С они становятся хрупкими, а при повышении до 40…60 °С — начинают течь. Для расширения интервала эксплуатационных температур битумы и дегти модифицируют добавками резины или полимеров.
Битумы представляют собой сложные смеси углеводородов. Битумы могут быть природными и искусственными. В строительстве в основном применяются искусственные битумы, полученные при различных способах перегонки нефти, которая проводится для извлечения моторных топлив, масел и других продуктов. Выход битума при этом может быть 7—10% массы исходной нефти.
В зависимости от свойств и способов применения нефтяные битумы подразделяются на две группы:
твердые и полутвердые, применяемые с подогревом до установленных техническими правилами температур от 130 до 180 °С;
жидкие, применяемые в холодном состоянии или с незначительным подогревом до 60—80 °С.
Основными техническими свойствами твердых и полутвердых битумов, определяющими область их применения, являются: температура размягчения, твердость, растяжимость и температура вспышки.
Действующим ГОСТом битумы подразделяются по преимущественной области применения и по значению показателей основных технических свойств на виды и марки.
При производстве ремонтно-восстановительных работ наиболее широко применяются битумы строительные и кровельные. Строительные битумы подразделяются на три марки: БН-IV, БН-V, БН-VK; кровельные — на две: БНК-2, БНК-5.
Битумы применяются для приготовления асфальтобетонов, приклеивающих и изоляционных мастик, для производства рубероида и других кровельных и гидроизоляционных материалов.
—
В битуминозные материалы (иначе — органические вяжущие) входят бутумные и дегтевые вяжущие, которые за их темно-коричневый цвет называют иногда черными вяжущими.
Битуминозные вяжущие вещества представляют собою сложные смеси различных углеводородов и их производных. Удельный вес их от 0,8 до 1,3. Они обладают следующими положительными свойствами: легкостью, водонепроницаемостью, стойкостью против действия кислот и щелочей, способностью прочно сцепляться с камнями, деревом и металлами, пластичностью при положительных температурах, способностью размягчаться при температурах от 30 до 100° и твердеть при температурах менее 30°. Они нерастворимы в воде и легко растворяются в органических растворителях — сероуглероде, хлороформе, бензоле и др. Недостатком этих вяжущих является хрупкость при температурах ниже 0°; способность гореть и, кроме того, под действием воздуха и света терять свои положительные свойства (стареть).
Битумные вяжущие вещества делятся на природные и полученные из нефти (нефтяные битумы).
Природные битумы встречаются в виде густых жидкостей или в виде твердого вещества, связанного с какой-либо горной породой, которую они пропитывают. К природным битумам относятся битумные песчаники или битумные известняки, которые используются и для извлечения чистого природного битума или непосредственно в размолотом виде в качестве асфальтового порошка.
Нефтяные битумы — твердые или полутвердые вещества, получаемые в результате переработки нефти или нефтепродуктов. Нефтяные битумы чаще других применяются в строительстве. Их различают по маркам. В основу деления битумов на марки положена глубина проникновения (пенетрация) в битум иглы прибора — пенетрометра под действие груза в 100 г в течение 5 секунд при температуре 25°.
Важным свойством битумов является их способность размягчаться при нагревании от 30 до 100°.
Дегтевые вяжущие вещества получают при сухой перегонке каменного угля, торфа и древесины. К ним относятся: деготь — густая маслянистая жидкость; пек — твердое вещество, остающееся при отгонке из дегтя масляных составляющих, и антраценовое масло — продукт переработки каменноугольного дегтя, имеющий зеленовато-желтый цвет и неприятный запах. Дегтевые материалы в отличие от битумных обладают антисептическими свойствами, поэтому их используют в качестве антисептиков.
Битуминозные вяжущие вещества применяют в строительстве для изготовления асфальтовых и дегтевых растворов и бетонов, кровельных и гидроизоляционных материалов, мастик, эмульсий.
Асфальтовым раствором называется смесь песка с асфальтовым вяжущим, а дегтевым раствором — смесь песка с каменноугольным дегтем. Содержание вяжущего в этих смесях должно быть в пределах от 9 до 11%. Раствор готовят и укладывают на место в разогретом состоянии (при температуре не более 170°). Асфальтовые и дегтевые растворы используются на покрытие дорог, тротуаров, полов в цехах и для гидроизоляционных слоев.
Асфальтовым бетоном называется смесь минеральных заполнителей (гравия или щебня и песка) с битумов, а дегтевым бетоном — с дегтем. Асфальтовый бетон долговечнее дегтевого и поэтому шире применяется в строительстве. Содержание вяжущего в смеси, в зависимости от крупности заполнителей, составляет от 5 до 9% общего веса. При изготовлении бетона смесь подогревают до температуры 170—180° и используют в разогретом состоянии (горячий бетон). Уплотнение бетона, в зависимости от степени подвижности его производят следующим образом: жесткого — укаткой или вибрированием, пластичного — только разравниванием. Кроме горячих, применяют и холодные асфальтовые и дегтевые бетоны, в состав которых входят жидкие битумы и дегти. Их проще и дешевле изготовлять и удобнее укладывать.
Выбор стройматериалов - Битумы и дегти
Остались вопросы по теме - "Битумы и дегти", задайте их на