Владимир Онищенко - Справочник строительных материалов, а также изделий и оборудования для строительства и ремонта квартиры

Наряду с основными свойствами битумов, определяющими их марку, битумы характеризуются также и другими показателями, например их устойчивостью в водной среде, которая обусловливается содержанием масел, смол и асфальтенов; когезией, прочностью межмолекулярных связей, прилипанием битума к каменным материалам (адгезия), погодоустойчивостью битумов, т. е. способностью противостоять воздействию атмосферных факторов в элементах сооружений.

Для строительных целей применяются битумы, свойства которых соответствуют условиям их работы в строительных конструкциях. Битумы классов БГ и СГ получают в результате разбавления вязких битумов легкими разжижителями (керосином и т. п.). Битум класса МГ получают в остатке после перегонки нефти или разжижением вязких битумов масляными продуктами нефтяного или каменноугольного происхождения. Каждый класс в зависимости от вязкости делят на марки.

Дегти представляют собой вязкие жидкости черного или бурого цвета, состоящие из углеводородов и их сернистых, азотистых и кислородных производных, получаемых конденсацией парообразных продуктов, образующихся при разложении органических материалов (каменного угля, торфа, древесины и др.) в условиях высокой температуры без доступа воздуха. Этот процесс называется сухой деструктивной перегонкой, при которой химическая структура перегоняемого вещества полностью изменяется.

По исходному сырью дегти делят на каменноугольные, торфяные, древесные и сланцевые, а в зависимости от метода переработки сырья – на коксовые и газовые. В строительстве наибольшее значение имеют каменноугольные дегти , которые являются побочным продуктом процессов коксования и газификации каменного угля. Каменноугольные дегти в зависимости от температуры коксования делят на высокотемпературные , получаемые в результате коксования исходного сырья при температуре 900—1100 °C, низкотемпературные , получаемые в результате полукоксования при температуре 500–700 °C, и газовые — образующиеся при газификации топлива в производстве светильного газа.

При разложении каменного угля образуются сырые дегти , которые непосредственно для производства строительных материалов не применяются. В них содержится значительное количество летучих составных фракций, которые даже при слабом нагревании испаряются, что приводит к изменению первоначальных свойств строительных материалов. Из сырого дегтя отгоняют легкие и средние масла, в результате чего получают так называемый отогнанный деготь.

Составные части дегтя отгоняют при различных температурах: при температуре до 170 °C отделяется легкое масло, при 170–270 °C – среднее, при 270–300 °C – тяжелое и при 300–360 °C – антраценовое масло. После окончания отгонки масел получают твердое вещество черного цвета, называемое пеком. Антраценовое масло представляет собой жидкую маслоподобную зеленовато-желтую массу с запахом, обусловленным наличием в нем фенолов и сернистых соединений.

Сырой деготь (каменноугольная смола), каменноугольные пек и масло характеризуются следующими физико-механическими показателями. Смола каменноугольная в своем составе содержит до 7 % свободного углерода, до 4 % воды и нафталина, при 80 °C обладает вязкостью 2,5–4,5 м 2/с. Пек каменноугольный производят двух марок: среднетемпературный и высокотемпературный, отличающиеся главным образом температурой размягчения, содержанием свободного углерода, воды и нерастворимых в бензоле веществ. Масло каменноугольное характеризуется большим содержанием – до 70 % – тяжелых фракций, отгоняемых в интервале температур 275–360 °C, до 0,3 % нерастворимых в бензоле веществ и до 1,5 % воды. Составленный деготь получают сплавлением пека с дегтевыми маслами или обезвоженными сырыми дегтями. Дегти каменноугольные дорожные образуются при коксовании угля или сплавлением пека каменноугольного с маслами или обезвоженным сырым дегтем.

По физико-химическим показателям смешанные дегти характеризуются относительно высоким содержанием нерастворимых в бензоле соединений – до 20 %, и водорастворимых соединений – 0,5–7 %. По фракционному составу они имеют большое количество средних и тяжелых фракций, с точкой кипения в интервале температур 270–300 °C. Характерным показателем смешанных дегтей является их вязкость. Наполненные дегти получают, вводя в составленные дегти тонкоизмельченные материалы (известняк, доломит). Таким образом повышают вязкость, погодо– и температуростойкость дегтей.

Сланцевые дегти получают при нагревании горючих сланцев без доступа воздуха в специальных генераторах или туннельных печах до 500–550 °C, при этом выделяются газ, низкотемпературная смола в количестве 15–20 % от массы сланца и полукокс. Низкотемпературную смолу разделяют на автомобильный бензин, тракторное и дизельное топливо и мазут как остаток после отгона всех фракций. Этот остаток составляет около 60 % и используется как жидкий сланцевый деготь. Последний бывает шести марок, каждая марка характеризуется в основном тремя показателями: вязкостью при температуре 25 и 60 °C, фракционным составом и температурой вспышки.

Транспортирование и хранение . Битумные и дегтевые вяжущие материалы должны иметь заводскую упаковку. При перевозке их защищают от повреждений и атмосферных воздействий, а хранят в закрытых складах или под навесом в рассортированном виде. Битумы полутвердые, дегти каменноугольные и сланцевые, пек жидкий транспортируют в бункерных полувагонах, автоцистернах, контейнерах, бочках и железнодорожных цистернах. Битум строительный и кровельный транспортируют в бочках, фанерных барабанах, бумажных мешках и без тары в крытых вагонах и на платформах. Пек перевозят без тары в крытых вагонах и на платформах. Битумы жидкие и дегти каменноугольные перевозят в железнодорожных цистернах, бункерах-полувагонах, автоцистернах.

Асфальтовыми и дегтевыми бетонами называют искусственные материалы, получаемые в результате уплотнения специально подобранной смеси, состоящей из щебня (или гравия), песка, минерального порошка, битума или дегтя и пека. Применяют их главным образом в дорожном строительстве. Асфальтовые бетоны в зависимости от вида каменного материала делят на щебеночные , состоящие из гравия, песка или гравийно-песчаного материала, минерального порошка и битума, и гравийные , скомпонованные из песка, минерального порошка и битума. В зависимости от температуры, при которой укладывают и уплотняют смесь в покрытии, и вязкости применяемого битума различают следующие разновидности асфальтовых бетонов: горячие , приготовляемые на вязких битумах марок БНД-90/130, БНД-60/90 и БНД-40/60, формирование структуры бетона в основном заканчивается в период уплотнения, температура при укладке должна быть 80– 110 °C; теплые , на основе битумов пониженной вязкости марок БНД-200/300 и БНД-130/200 или жидких битумов марок БГ-70/130, формирование структуры также в основном заканчивается в период уплотнения; холодные , приготовляемые на жидких битумах марок СГ-70/130, укладываемые в покрытие после полного их остывания, формирование их структуры продолжается в течение 20–30 суток. К холодным относятся асфальтобетоны только на мелкозернистом или песчаном заполнителе.