5. Производство нефтяных битумов

Применяются следующие способы получения нефтяных битумов: атмосферно-вакуумная перегонка сырой нефти с получением остатка называемого гудроном, который при переработке высокосмолистых нефтей представляет собой остаточный битум; окисление нефтяных остатков — гудроном, крекинг-остатков кислородом воздуха, при этом получают окисленные битумы; смешение остатков, получающихся при переработке нефти, битумов деасфальтизации с экстрактами от очистки масляных фракций - процесс получения битумов компаундированием. Существуют и сочетания указанных выше способов.

Производство остаточных битумов. Остаточные битумы обладают рядом положительных свойств и их производство распространено во многих странах.

Сырьем для них служат мазуты, гудроны, а также другие смолистые остатки, образующиеся при перегонке. При атмосферно-вакуумкой пере­понке высокосмолистой нефти получают остаточный битум как остаток после отбора топливных и маслянистых фракций. При перегонке нефти с меньшим содержанием смолистых веществ получают менее вязкий остаток, по свойствам отвечающий требованиям на жидкие дорожные битумы марок МГ 70/130, МГ 130/200.

Производство окисленных битумов. Получение битумов методом окисления является одним из наиболее распространенных методов. Этот метод можно применять при переработке как смолистых, так и малосмолистых нефтей и получать высококачественные дорожные, строительные и специальные битумы. В отличие от других методов (перегонной экстракции), когда асфальтосмолистые компоненты почти не изменяются, при окислении происходят существенные изменения их качественного и количественного составов.

Для ускорения процесса окисления применяют следующие катализаторы: хлориды цинка, меди, железа, алюминия; пятиокиси фосфора, серной кислоты, сульфиды и ряд других.

Получение битумов методом смешиния (компаундирования). Смешение или компаундирование, битумов - это вторичный процесс их переработки, который производят на нефтеперерабатывающих заводах или на месте потребления. Битум или смолистый остаток, полученный перегонкой, окислением, эстракцией, не всегда удовлетворяет требованиям по всем показателям, предъявляемым к дорожным битумам. В этом случае путем смешения битума с другими смолистыми остатками.

В последнее время крупные дорожно-строительные организации в качестве добавок к битумам используют различные отходы, получаемые при производстве каменноугольных дегтей и полимеров (кубовые остатки полистирольных, кумароновых смол), отходы от регенерации отработанных смазочных масел.

6. Битумы вязкие и твердые

Нефтяные битумы применяются для строительства дорожных покрытий, гидроизоляционных, кровельных и других видов работ. В зависимости от назначения нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность выпускает соответствующие по свойствам виды нефтяных битумов.

Основными условными показателями свойств нефтяных вязких битумов являются глубина проникания иглы (пенетрация), растяжимость (дуктильность), температура размягчения, температура хрупкости, сцепление с мрамором или песком, свойства остатка после 5 ч прогрева при температуре 210° С.

Для дорожной отрасли выпускают битумы нефтяные дорожные (БНД) пяти марок: БНД 40/60; БНД 60/90; БНД 90/130; БНД 130/200 и БНД 200/ 300 и битумы БН четырех марок: БН 200/300; БН 130/200; БН 90/130 и БН 60/90.

В битумах марок БН не нормируют показатели глубины проникания при 0°С, температуры хрупкости, сцепления с каменным материалом и содержание водорастворимых соединений. Поэтому эти битумы являются менее качественными по сравнению с битумами БНД. Целесообразно использовать битумы марок БНД для устройства дорожных покрытий, а марок БН - для устройства оснований, так как условия работы оснований более благоприятны, чем условия работы покрытий.

По сравнения с битумами БН, дорожные вязкие битумы имеют более высокую температуру размягчения, лучшее сцепление с каменными материалами, а также высокие пластические свойства при низких темпе­ратурах, являются более стойкими к климатическим воздействиям.

Для строительства и ремонта верхних слоев дорожных и аэродромных покрытий применяют битумы с физико-химическими показателями, от­вечающими требованиям СТБ 1062-97. В Беларуси также разработаны технические условия на битумы мо­дифицированные дорожные (СТБ 1220-2000).

Вязкие дорожные битумы применяются для приготовления дорожных асфальтобетонных смесей, устройства деформационных швов с помощью мастик, для получения гидро- и теплоизоляционных материалов.

Кроме вязких дорожных битумов, выпускают твердые нефтяные битумы, которые по области применения разделяют на строительные, кровельные, изоляционные и специальные.

Твердые битумы имеют температуру размягчения свыше 65 °С и подразделяются на марки: строительные -БН 70/30; БН 90/10 (перед чертой цифра указывает температуру размягчения, после черты - среднее значение пенетрации); изоляционные - БНИ, специальные — Б, В, Г. Они используются в лакокрасочной, шинной, электротехнической промышленности, для изоляции трубопроводов от грунтовой коррозии; как базовый компонент для приготовления компаундированных битумов.

Для изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов при­меняют битумы марок БНК 45/90 (пропиточные); БНК 90/40 и БНК 90/30 (покровные). Числитель дроби указывает среднее значение температуры размягчения (°С), а знаменатель — среднее значение показателя пенетрации при температуре 25° С.

В дорожных битумах в маркировке указаны пределы вязкости по глубине погружения иглы пенетрометра.

БН 200/300 и БНД 200/300 – используют при поверхностной обработке дорожных покрытий, грунтов и для теплых асфальтобетонных смесей.

БН 130/200 и БНД 130/200 – используют для поверхностной обработки дорожных покрытий при слабых каменных материалах (R_сж = 30-60 МПа) и для теплых асфальтобетонных смесей.БНД 90/30 и БН 90/30 – используют в асфальтобетонах для устройства покрытий в районах с умеренным климатом, а также для пропитки щебня и гравийных покрытий.

БН 60/90 и БНД 60/90 – используют в покрытиях в южных районах, на автомагистралях с тяжелым движением в районах с континентальным климатом, для приготовления смеси вязких и жидких битумов, а также для кровельных и гидроизоляционных работ.БНД 40/60 – используют в асфальтобетонах, применяют в покрытиях на автомагистралях при тяжелом движении в южных районах, а также при изготовлении литого асфальтобетона и гидроизоляционных работ.