Битумы, их классификация и применение - реферат

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего проф образования

«Уфимский муниципальный нефтяной технический университет»

Кафедра «Автомобильные дороги и разработка строительного производства»

РЕФЕРАТ

Дисциплина: «Инженерная геология»

Тема:

Битумы, их систематизация и применение

Выполнил: ст.гр. ДС-10-01 Юсупова Р.М.

Проверил: проф., д.т.н. Мулюков Э. И.

Уфа-2010

Введение

Битум был первым продуктом из Битумы, их классификация и применение - реферат нефти, которым воспользовался человек: уже за 3800 лет до н.э. его применяли как строительный материал. Битумы и асфальты, добываемые в районах нефтяных месторождений, использовали в качестве связывающих, дезинфицирующих, антикоррозионных и водонепроницаемых материалов, для строительства построек и башен, водопроводных и сточных каналов, туннелей, зерно- и водохранилищ, дорог, в Битумы, их классификация и применение - реферат кораблестроении, медицине и мумификации трупов. С развитием нефтяной индустрии возросла переработка асфальто-смолистых нефтей, возросло создание и стало лучше качество битумов, которые вытеснили природный асфальт, но добыча последнего длится до сего времени.

В текущее время битум обширно используют в строительстве, индустрии, сельском хозяйстве и реактивной технике , также для защиты Битумы, их классификация и применение - реферат от радиоактивных излучений. Ведущей областью внедрения битумов являются строительство и ремонт дорог, жилых домов, промышленных компаний и аэродромов.

Ниже приведены данные о потреблении нефтяных битумов в разных областях за последнее десятилетие (в %):

РФ США Западноевропейские страны
35 73,6 79,8

Из этих данных видно, что в США и западноевропейских странах более 70% битума употребляется для строительства и Битумы, их классификация и применение - реферат ремонта дорожных покрытий. Такое рассредотачивание в потреблении битумов разъясняется разветвленностью сети дорог США и большой нагрузкой автотранспорта. В СССР толика употребления битумов в промышленном в штатском строительстве и в других областях народного хозяйства большая . Толика дорожных покрытии с применением битума в СССР составляет 93—95% от всех улучшенных покрытий и только Битумы, их классификация и применение - реферат 3 - 5% падает на покрытия с применением цементо-бетона. Создание нефтяных битумов в СССР достигнуло значимого развития: по сопоставлению с 1938 г. оно возросло в 1958 г. в 10, в 1965 г. практически в 20, а в 1970 г. в 30 раз. В согласовании с Директивами XXIV съезда КПСС на 1971- 1975 гг. объем переработки нефти вырастет в 1,5 раза по сопоставлению Битумы, их классификация и применение - реферат с 1970 г. и соответственно возрастет объем производства нефтяных битумов. Создание нефтяных битумов в мире в 1970 г. составило более 50 млн. т, в том числе в США 32.6 млн. т. Направляет на себя внимание тенденция к повышению мощности и выхода битумов па перерабатываемую нефть.

Выход битума на нефть составляет 2—5%, в США 4,5%, что разъясняется Битумы, их классификация и применение - реферат большей толикой выработки там остаточных и компаундированных битумов; в ФРГ 4.85%;в Великобритании 2,2—2.4%; в Румынии 3.8%. За последние 15 лет резко (в 1,6 раза) возросла общая мощность процессов производства битумов в капиталистических странах, в том числе: в CШA в 1,2; в Великобритании в 1,45; во Франции в 2.1; в ФРГ в 5,75; в Канаде В 1,1 И в Битумы, их классификация и применение - реферат Венесуэле в 4,85 раза . На 1 январи 1971 г. мощности процессов по производству нефтяных битумов (в тыс. т/год) составили: всего в капиталистических странах 69 451; в том числе в Северной Америке 41791 (в США 32 604); в Центральной и Южной Америке 2 914; в Западной 5 Европе 16 426; на Ближнем и Среднем Востоке 1 489; в Африке 622; на Далеком Востоке и в Битумы, их классификация и применение - реферат Океании 6 209 (в том числе в Стране восходящего солнца 2 198) .

Настолько значимый рост производства и употребления битумов, также увеличение требований к их качеству безотступно требуют более глубочайшего и всестороннего исследования состава и параметров битумов, воздействии характеристик технологического режима, кинетики и гидродинамики процессов и природы сырья на эти характеристики. Применение новых схем Битумы, их классификация и применение - реферат и средств автоматизации позволит комплексно заавтоматизировать и интенсифицировать процессы производства битумов. Анализ технико-экономических характеристик работы битумных установок обусловит более оптимальный метод их производства.


Систематизация битумов

Под термином «битум» понимают водянистые, полутвердые либо твердые соединения углерода и водорода, содержащие маленькое количество кислород, серу, азотсодержащих веществ и металлов, также существенное Битумы, их классификация и применение - реферат количество асфальто- смолистых веществ, отлично растворимых в сероуглероде, хлороформе и других органических растворителях . Битумы могут быть природного происхождения либо получены при переработке нефти, торфа, углей и сланцев. Для битуминозных материалов можно предложить систематизацию, приведенную в таблице

Группа Подгруппа Разновидности
Битумы природные Нефти Асфальтового основания
Полуасфальтового основания
Асфальтиты Неасфальтового основания
В чистом виде
Экстрагируемые на битуминозных Битумы, их классификация и применение - реферат пород
Природные асфальты В чистом виде
Экстрагируемые на битуминозных пород
Битумы нефтяные искусственные Остаточные Мазуты
Полугудроны
Гудроны
Крекиногвые Остатки теплового крекинга дистиллятов
Остатки теплового крекинга мазутов

Остатки легкого крекинга гудрона, полугудрона и других

остаточных товаров

Остатки пиролиза

Выделенные

селективными

растворителями

Остатки деасфальтизации отбензиненных нефтей,

гудронов и других остаточных товаров

Экстракты селективной чистки дистиллятных и

остаточных масел

Окисленные Кислородом воздуха
Сероватой, селеном либо теллуром

Паровоздушной консистенцией с применением инициаторов к

катализаторов

Окисленные с остаточными

Окисленные Битумы, их классификация и применение - реферат битумы с дистиллятными и остаточными

масляными н яруги ми фракциями

Компаундированные

Консистенции остатков, выделенных разными селективными

растворителями

Остаточные битумы с окисленными остатками,

выделенными селективными растворителями

Остаточные с крекинговыми

Консистенции окисленных битумов различной глубины

окисления

Пиробитумы

Природные (неплавкие

и нерастворимые

каустобиолиты)

Вурцилиты, альбертиты, элатериты и др.
Сланцевые Битуминизированные сланцы
Сланцевые битумы
Дегти и пеки Каменноугольные Газовые
Полукоксовые
Коксовые
Доменные(дегти)
Газогенераторные
Буроугольные Кубовые
Газогенераторные
Торфяные Хвойные
Лиственные
Жировые пеки Стеариновые, пальмитиновые, глицериновые

Фенольные, крезольные Битумы, их классификация и применение - реферат, канифольные, кумароновые и

др.

Восковые

Химически

обработанные

(сульфированные,

хлорированные, окисленные)

Состав битумов

Битумы представляют собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов нефти и их гетеропроизводных, содержащих кислород, серу, азот и металлы (ванадий, железо, никель, натрий и др.). Простый состав битумов приблизительно последующий (в вес.%): углерода 80—85; водорода 8—11,5; кислорода 0,2—4; серы 0,5—7; азота 0,2— 0,5.

Типично, что с повышением содержания Битумы, их классификация и применение - реферат серы в битуме увеличиваются его плотность (рис. 1) и коэффициент рефракции его масляного компонента (рис. 2)

Для разделения битумов на группы создано огромное число способов. Более соответствующими и обширно используемыми в практике являются способы Маркуссона , ГрозНИИ , Н. Фурби , Н.И. Черножукова и Г.А. Тилюпо , С.Р. Сергиенко и Битумы, их классификация и применение - реферат служащих , О'Доннелля , Л.P. Клейншмидта, А. Бестужева и Д. Баргмана , ВНИИ НП и СоюзДорНИИ . Применяя разные способы разделения битумов и растворители, получают разные результаты по числу групп, их содержанию и структуре. Так, толика асфальтенов, осажденных с помощью петролейного эфира, меньше, чем при использовании н-гептана, и т. д . По Битумы, их классификация и применение - реферат способу Маркуссона битумы делят на масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Нередко пользуются делением битума на асфальтены и мальтены, представляющие из себя сумму масел и смол.

Масла понижают твердость и температуру размягчения битумов, наращивают их текучесть и испаряемость. Простый состав масел: углерода 85—88%, водорода 10—14%, серы до 4,5%, также малозначительное количество Битумы, их классификация и применение - реферат кислорода и азота. Молекулярный вес масел 240—800 (обычно 360—500), отношение С:Н (атомное), характеризующее степень ароматичности, обычно равно 0,55—0,66. Плотность масел меньше 1 г/см ^3 (103 кг/м ^3 ).

Черта масляных соединений, входящих в состав битумов, последующая. Парафиновые соединения обычного и изостроения с числом углеродных атомов 26 и поболее, имеют плотность 0,79-0,82 г/см ^3 (790 — 820 кг/м Битумы, их классификация и применение - реферат ^3 ), коэффициент рефракции 1,44—1,47, молекулярный вес 240 — 600, температуру кипения 350 — 520°С, температуру плавления 56—90°С. Нафтеновые структуры содержат от 20 до 35 углеродных атомов, плотность 0,82—0,87 г/см^3 (820-870 кг/м^ 3 ), коэффициент рефракции 1,47—1,49, молекулярный вес 450—650.

Асфальтены рассматриваются как продукт уплотнения смол. В свободном виде они представляют собой твердые неплавящиеся хрупкие вещества темного либо бурого цвета. В отличие от других компонент Битумы, их классификация и применение - реферат битумов они нерастворимы в насыщенных углеводородах обычного строения (С5—С7), также в смешанных полярных растворителях — спирто-эфирных консистенциях и низкокипящих спиртах, в нефтяных газах (метане, этане, пропане и др.), но просто растворимы в жидкостях с высочайшим поверхностным натяжением более 24 дин/см (24 мн/м) — бензоле и его гомологах Битумы, их классификация и применение - реферат, сероуглероде, хлороформе и четыреххлористом углероде.

Смолы при обыкновенной температуре — это твердые вещества красновато-бурого цвета. Их плотность 0,99— 1,08 г/см^3 (990-1080 кг/м^ 3 ). Смолы являются носителями твердости, пластичности и растяжимости битумов. Они относятся к структуры высочайшей степени конденсации, соединенным меж собой алифатическими цепями.

В их состав входят не считая углерода (79—87%) и Битумы, их классификация и применение - реферат водорода (8,5—9,5%) кислород (1—10%), сера (1—10%), азот (до 2%) и много других частей, включая металлы (Fe, Ni, V, Cr, Mg, Со и др.) . Молекулярный вес смол 300—2500.Хим состав асфальтенов вследствие его трудности исследован недостаточно. Предложено несколько типов полициклических структур как главных звеньев молекул смол и асфальтенов.

Разработка получения битумов значительно оказывает влияние Битумы, их классификация и применение - реферат на их состав. Так, содержание смол в битумах одной и той же температуры размягчения, приобретенных непрерывным окислением сырья в колонном аппарате и в змеевиковом реакторе, ниже, а содержание асфальтенов и масел несколько выше, чем в битумах, приобретенных окислением такого же сырья в периодическое кубе. Отличаются также структура компонент и Битумы, их классификация и применение - реферат характеристики готовых битумов, приобретенных разными методами.

Хранение, разлив и транспортирование битумов

Битумы хранят в специально оборудованных резервуарах. К ним предусмотрен подвод водяного пара и электроэнергии для подогрева, подвод сжатого воздуха и оборудование для смешивания, подача водяного пара для предотвращения вспышки паров продукта. Обычно пену и воду не подают, потому что это Битумы, их классификация и применение - реферат связано с угрозой вспенивания и перебросами продукта.

Резервуары оборудуют дыхательными и взрывными клапанами. Для хранения и смешения маловязких дорожных битумов целенаправлено использовать резервуары большей емкости (1000—5000 м 3 ), для высоковязких битумов — резервуары маленький емкости (100—500 м 3 ). Суммарная емкость хранения находится в зависимости от производительности установки и реализации битумов и в среднем составляет от Битумы, их классификация и применение - реферат 2000 до 5000 м 3.

Для облегчения полного опорожнения резервуара днище делают наклонным. Для внутризаводского транспортирования битумов более всераспространены и комфортны в эксплуатации поршневые насосы с паровым и электроприводом. Ротационные насосы используют на автоматических смесительных установках.

Трубопроводы для транспортирования битумов укладывают обычно на поверхности земли или в лотках и траншеях. Насосы, перекачивающие Битумы, их классификация и применение - реферат расплавленный битум, трубопроводы и резервуары кропотливо изолируют. Нередко трубопроводы пичкают паровыми спутниками либо рубахами, а в резервуарах монтируют паровые змеевики, с помощью которых поддерживают температуру битума равной 100-170°С. Ведут тщательное наблюдение за состоянием паровых рубашек и змеевиков, из-за неисправности которых может быть попадание пара в конденсата в битум Битумы, их классификация и применение - реферат и его вспенивание. В ближайшее время для обогрева битума и поддержания его при требуемой температуре используют электрообогрев.

Транспортирование битума в нагретом водянистом состоянии — это более удачный вид его поставки потребителям. В данном случае упрощаются не только лишь погрузочно- разгрузочные работы и имеется большая экономия за счет Битумы, их классификация и применение - реферат упаковочного материала, но потребители могут также использовать тепло поступающего к нему битума. В нагретом водянистом состоянии транспортируют остаточные и окисленные битумы с пенетрацией более 20*0,1 мм, также разжиженные битумы. В водянистом виде нельзя транспортировать битумы с высочайшей температурой размягчения, некие особые сорта, также в этом случае, если потребители не готовы к Битумы, их классификация и применение - реферат приему теплого водянистого битума.

Разливают битум и в разборные формы. Цилиндрические разборные формы, свернутые из листов металла и скрепленные застежками, помещают на поддоны. Для предотвращения прилипания битума к стенам форм последние обмазывают глиной или обкладывают снутри крафт-бумагой. Наименее трудоемок разлив битума в цилиндрические формы, в которые вставлены Битумы, их классификация и применение - реферат крафт-бумажные цилиндрические обкладки, по размерам надлежащие разборной форме. Крафт-бумажные обкладки изготавливают на особом станке и склеивают расплавленным битумом.

Применение нефтяных битумов

Значение битума в производстве дорожных покрытий первостатейно. Такие покрытия обеспечивают крепкость, безопасность и в 2-2,5 раза дешевле, чем бетонные. Дорожные одежки состоят из основания (которое присваивает покрытию крепкость, делает Битумы, их классификация и применение - реферат его ровненьким, также передает давление транспорта на грунт) и дорожного покрытия. Общим для большей части дорожных покрытий является сочетание в их минеральных наполнителей и битума, в каких последний употребляют в качестве крепкой водонепроницаемой связывающей среды.

Выбор типа покрытия и метода его строительства определяется местными критериями, нравом автотранспорта и интенсивностью движения Битумы, их классификация и применение - реферат по данной дороге. Используют последующие методы строительства дорожных покрытий: поверхностную обработку битумом дороги, грунта, основания; пропитку битумом дороги; покрытие дороги битумом, за ранее смешанным с каменным материалом в асфальтосмесителе; смешение битума с каменным материалом на дороге. Зависимо от температуры обрабатываемой и укладываемой консистенции различают жаркий и Битумы, их классификация и применение - реферат прохладный методы строительства дорожных покрытий.

По сей день используют способы испытаний и оценки параметров битумов, имеющиеся с конца прошедшего столетия и уже не удовлетворяющие современным требованиям: они не отражают реальных критерий работы битума в дорожных покрытиях, а охарактеризовывают только некие его характеристики в момент производства. Так, растяжимость является показателем очень условным; все Битумы, их классификация и применение - реферат еще не установлена какая-либо связь меж растяжимостью битумов и качествами приобретенных из их асфальтовых консистенций.

Это разъясняется тем, что при изготовлении таких консистенций битум распределяется узкой пленкой по поверхности каменного материала, нагретого до 200°C, и характеристики его в этих критериях меняются. Очень тяжело верно оценить изменение Битумы, их классификация и применение - реферат структуры, состав и характеристики битума в итоге его службы в покрытии.

Результаты зависят от растворителя, используемого для извлечения битума из консистенции. Со временем пенетрация битума в покрытии понижается с 40-70 до 10-20*0,1 мм и в нем возникают трещинкы. Подразумевают, что одна из главных обстоятельств образования трещинок в дорожных покрытиях — применение вязкого Битумы, их классификация и применение - реферат битума с малозначительной начальной пенетрацией (30—40). Потому даже в южных районах рекомендуется использовать битумы с пенетрацией 90-120*0,1 мм.

Общая тенденция в текущее время — применение может быть более мягенького битума, чтоб только была обеспечена нужная температурная стойкость его в горячую погоду. Битумы с завышенной температурой размягчения при схожей пенетрации более теплостойки.

Битумы как Битумы, их классификация и применение - реферат водозащитные средства используют очень издавна. Они водонепроницаемы и устойчивы к разрушению при низких температурах, нетоксичны и могут неопасно применяться для покрытия хранилищ питьевой воды и облицовки труб водоснабжения.

Битумы обширно используют в гидротехнических сооружениях, а именно, чтоб предупредить просачивание воды в водопроницаемые породы и предохранить от оползней берега Битумы, их классификация и применение - реферат и каналы. Водоизоляционный материал получают смешением битума с минеральным наполнителем. Покрытия из такового материала гарантируют долговременную защиту от протекания воды в бассейнах, водохранилищах, плотинах, дамбах, склонах побережий рек, морей, каналов, гаваней, портов. Смесь обладает также достаточной прочностью при действии нагрузок и имеет низкую цена по сопоставлению с другими Битумы, их классификация и применение - реферат материалами.

Издержки на гидросооружения с применением битумных материалов стремительно окупаются. Битумные консистенции употребляют и при строительстве молов и волнорезов. При оседании мола покрытие деформируется, но не растрескивается. Впрыскивание в почву особых битумных эмульсий.

Битумы обширно используют при производстве кровельного (рубероидного) и гидроизоляционного картонов — водоизоляционных материалов для покрытия крыш, промышленных, штатских и Битумы, их классификация и применение - реферат других сооружений.

Разработка производства нареченных строй материалов приблизительно схожа и может быть проиллюстрирована примером получения рубероида: на тряпичный картон, пропитанный мягеньким битумом, накладывают слой из окисленного битума с минеральным наполнителем. Картон выпускают рулонами стандартной ширины и листами разных конфигураций. Сборные кровельные покрытия создают в виде кровельного картона из Битумы, их классификация и применение - реферат нескольких слоев. На месте употребления таковой картон пропитывают и проклеивают расплавленным битумом. Если кровельный картон употребляют в качестве базы для укладки шифера, его нередко упрочняют, подклеивая к нему слой ткани.

Ткани, пропитанные битумом, используют в системах шахтной вентиляции и для водонепроницаемых покрытий. Бумагу с одно- и двухсторонним битумным покрытием и Битумы, их классификация и применение - реферат многослойную бумагу, склеенную битумом, и время от времени — с тканевой прокладкой, употребляют для упаковки и в строительстве. Бумагу, пропитанную мягенькими битумами, используют в производстве электрических кабелей, для водозащитных покрытий и термический изоляции промышленных трубопроводов.

Битумом пропитывают также асбестовые ткани и стеклянный войлок. Битум в виде эмульсии можно вводить Битумы, их классификация и применение - реферат в волокно при формовании бумаги. Этот метод удачно употребляют при производстве томных видов картона, чтоб придать ему полную водонепроницаемость.

Битумы водо- и газонепроницаемы, отлично противостоят атмосферной и хим коррозии, потому их используют в качестве антикоррозионных покрытий. На базе битумных вяжущих веществ изготовляют материалы и изделия для защиты металлов от Битумы, их классификация и применение - реферат деяния кислот и щелочей, кислорода воздуха при температурах 20 - 60°С. Антикоррозионным материалом покрывают железные конструкции, находящиеся в атмосфере, в воде и в земле, бетонные подземные каналы, в каких смонтированы кислотопроводы, полы в цехе, где вероятен разлив серной кислоты, трубы вентиляции и трубопроводы. Материалы для водоизоляционных покрытий изготовляют в виде мастик (замазок Битумы, их классификация и применение - реферат), смесей и бетонов, водоизоляционных рулонных и листовых материалов, порошков и лаков.

Мастики по методу внедрения делятся на жаркие и прохладные. Их используют как для основного изоляционного слоя, так и в качестве приклеивающего состава при нанесении рулонных (бриола, гидроизола), стекловолокнистых и других материалов, также в качестве изоляционного либо антикоррозионного Битумы, их классификация и применение - реферат материала при строительстве магистральных газопроводов, нефтепроводов и трубопроводов для нефтепродуктов. Для производства мастик пользуются такими сортами окисленных битумов, которые дают крепкий защитный покров (не плавящийся при температурах окружающего воздуха, не разрушающийся под действием слоя земли), довольно эластичных, т. е . не растрескивающихся при ударах во время транспортирования и укладки труб.

К другим Битумы, их классификация и применение - реферат областям внедрения битумов можно отнести: строительство промышленных н штатских построек и сооружений; получение заливочных аккумуляторных мастик, электроизоляционных лент и труб, покрытий для изделий радиопромышленности, термопластических формовочных материалов, пластификаторов, кокса, смазок для прокатных станов, особых покрытий и изделий, коллоидных смесей, используемых при бурении нефтяных и газовых скважин Битумы, их классификация и применение - реферат; брикетирование; защиту от радиоактивных излучений; увеличение урожайности; защиту от деяния микробов и др.

В дальнейшем битумы благодаря своим специфичным свойствам — прочности, термопластичности, водонепроницаемости, стойкости к воздействию атмосферных явлений, нехороший проводимости тепла, электричества и звука и другим — отыщут еще больше обширное и различное применение в народном хозяйстве.


Литература

1) Р.Б . Гун «Нефтяные битумы Битумы, их классификация и применение - реферат» M.. «Химия». 1973.

2) БСКБ Нефтехимавтоматика

3) Хим энциклопедия НИ «Большая русская энциклопедия», М.,1988 г.



bit-hudozhestvennoj-laboratorii-do-vojni.html
bit-i-oblik-moskvi-vo-vtoroj-polovine-xix-veka-doklad.html
bit-ili-ne-bit-perepisi-v-2010-godu-federalnaya-sluzhba-gosudarstvennoj-statistiki-territorialnij-organ-federalnoj.html