Битум Что Выделяется В Воздух

Битум Что Выделяется В Воздух

Что за вещества выделяют кровельные битумы? Этих веществ ученые химики насчитали больше сотни, 30 из которых являются вредными для человека при превышении порога допустимых предельных концентраций. Предел допустимых выделений определяется санитарно-эпидемиологическими службами. Выделяются такие вредные вещества, как канцерогены, фенол и производные нафталинов. Но, выделения вредных веществ в таких концентрациях, которые способны зарегистрировать только специальные приборы, которыми оснащены лаборатории центров Эпиднадзора.

Теперь давайте найдем хоть одного жителя высотки, который хоть раз нюхал крышу родного дома? Вряд ли найдем. По причине того, что выделения столь незначительны, что уловить их присутствие невозможно, на объем воздуха над поверхностью кровли пересчитать и получится цифра близкая к нулю. Так, что самый любопытный житель высотки вряд ли уловит угрозу для здоровья.

Сравнительный анализ эмиссий вредных веществ битомосодержащими и полимерными кровельными материалами

Среди методов определения вредных выделений из кровельных материалов следует указать следующие. Для осаждения паров и аэрозолей из битумных материалов, содержащих полициклические ароматические углеводороды, при повышении их температуры используется установка с фильтрами из стекловолокна и специальных адсорбционных трубок (рис. 1). Адсорбция производится из потока азота. Преимуществом установки является возможность стандартизации измерений для различных типов битумов и материалов на их основе, а также отсутствие потерь и рассеивания вредных веществ [2]. Для определения эмиссий летучих органических соединений из полимерных материалов используется целый ряд методов, наиболее точным и популярным среди которых является метод с помощью полевой и лабораторной камеры (Field and Laboratory Emission Cell — FLEC). Камера представляет собой сосуд в форме колокола с плоским основанием, устанавливаемый на испытуемый образец (рис. 2). Из отходящей смеси газов выделяют летучие органические соединения. Кроме того, используется метод определения летучих органических соединений в пространстве над небольшой нагреваемой пробой (Headspace), преимуществами которого являются простота и возможность автоматизации, а недостатками — невысокая чувствительность и точность. Все методы определения выделений летучих органических соединений из различных полимерных материалов соответствуют стандартам DIN EN 13419-1, DIN EN 13419-2 и DIN EN 13419-3 [3-5].

Среди применяемых на современном этапе для гидроизоляции плоских кровель материалов следует выделить три основные группы. Во-первых, это материалы на основе битумного связующего, модифицированного стирол-бутадиен-стирольным (СБС) полимером, атактическим полипропиленом (АПП) или иными соединениями. Во-вторых, мембранные материалы, которые производятся на основе различного сырья. В их число входят кровельные материалы на основе этилен-пропилен-диен-мономера (ЭПДМ), поливинилхлорида (ПВХ), термопластичного полиолефина, полиизобутилена и др. Что касается третьей группы, то в нее входят мастичные материалы на основе модифицированных битумов, гибкого реактивного метилметакрилата, гибкого полиуретана, ненасыщенных полиэфиров и т.п. Эти группы во многом пересекаются, если рассматривать используемое сырье. Например, композиционные ЭПДМ-мембраны имеют нижний слой из битумно-полимерного материала. С точки зрения анализа выделений (эмиссий) вредных веществ наиболее принципиальным является именно состав материала. В связи с этим хотелось бы отдельно рассмотреть битумосодержащие материалы и материалы на основе полимеров, относящиеся преимущественно к мембранным.

Битум Что Выделяется В Воздух

Состав определил практические способы перевода твердых битумов в рабочее состояние: 1) нагревание до 140—170°С, размягчающее смолы и увеличивающее их растворимость в маслах; 2) растворение битума в органическом растворителе (зеленое нефтяное масло, лакойль и др.) для придания рабочей консистенции без нагрева (холодные мастики и т. п.); 3) эмульгирование и получение битумных эмульсий и паст.

Свойства битума, как дисперсной системы, определяются соотношением входящих в него составных частей: масел, смол и асфальтенов. Повышение содержания асфальтенов и смол влечет за собой возрастание твердости, температуры размягчения и хрупкости битума. Наоборот, масла, частично растворяющие смолы, делают битум мягким и легкоплавким. Снижение молекулярной массы масел и смол также повышает пластичность битума.

Битум нефтяной: состав, структура и свойства

Важнейшими свойствами битумов, характеризующими их качество, являются вязкость, пластичность, температуры размягчения и хрупкости; кроме того, следует отметить высокую адгезию, обусловливающую способность битумов сцеплять в монолит минеральные зерна заполнителей; они способны также придавать гидрофобные свойства материалам, обработанным битумом.

Получают путем продувки воздухом нефтяных остатков (гудрона) на специальных окислительных установках до заданной вязкости. В результате взаимодействия кислорода воздуха с гудроном в процессе продувки идет реакция образования высокомолекулярных компонентов окисленного битума и повышение его вязкости.

Битум Что Выделяется В Воздух

Нефтяные битумы получают путем переработки нефти. При ее нагревании выделяют легкие фракции (бензин, лигроин, керосин), а затем масла (машинные и др.). В конечном итоге остается густой смолистый остаток – гудрон. Он является исходным сырьем для получения вязкого и твердого битума, но может использоваться и в качестве битумного вяжущего, особенно в случае использования высокосмолистых нефтей.

• масла (35–60 %) с молекулярной массой 300–600, плотностью менее 1 г/см 3 , они выделяются растворением в легком бензине;
• смолы – вязко–пластические вещества (20–40 %) с молекулярной массой 600–1000, плотностью около 1 г/см 3 , растворяются в бензоле, хлороформе;
• асфальтены – твердая часть битума (10–40 %) с молекулярной массой 1000–5000, плотностью более 1 г/см 3 , растворяются только в горячем бензоле и четыреххлористом углероде.
• парафины – твердые метановые углеводороды (до 6–8%), снижающие пластичность битума и увеличивающие его хрупкость.

По внутреннему строению битум представляет собой коллоидную систему, дисперсионной средой в которой является раствор смол в маслах, а дисперсной фазой – частицы асфальтенов (10–20 мкм), окруженные оболочками убывающей плотности от смол – к маслам.
При изменении группового состава битума, в том числе под влиянием внешних факторов (температуры и др.), изменяются его свойства. При понижении содержания асфальтенов и смол (при повышении температуры – за счет частичного растворения смол в маслах) структура битума становится типа «золь», с малой плотностью и вязкостью. При повышении содержания асфальтенов и смол (при понижении температуры – за счет обратного перехода) структура битума становится типа «гель», с большей плотностью и вязкостью.

О деградации битума при нагреве

80 раз.
Для первого продутого воздухом образца битума от­ношение составит 0,045 м 3 : 0,00065 т : 80 — 0,865 м 3 /т, а для второго — вдвое больше, 1,73 м 3 /т.
Это означает, что условия окисления битума при пе­ремешивании продувкой воздухом соответствуют подаче в резервуар 0,865×400 = 346 м 3 воздуха в первом случае и 692 м 3 во втором. При использовании стандартного комп­рессора производительностью 6 м 3 /мин время продувки составит около одного часа и двух часов соответственно, что имеет производственный смысл.
Результаты эксперимента, изложенные в табл. 3, по­казывают, что перемешивание битума с целью усредне­ния всей массы в резервуаре при температуре 110°С про­дувкой воздухом от компрессора в течение одного — двух часов не приводит к существенным изменениям показа­телей его качества и поэтому вполне приемлемо. Таким образом, сделанную ранее рекомендацию по усреднению битума, накопленного из нескольких партий, можно под­твердить только при условии его расходования за период 4…5 дней, не более.
Результаты эксперимента вынуждают также по-ново­му взглянуть на организацию подачи битума в смеситель при производстве асфальтобетонной смеси. В емкостях- хранилищах и в описываемом эксперименте битум прак­тически неподвижен. Непосредственный контакт с кисло­родом воздуха имеет только поверхностный слой, а в ос­новную массу битума кислород продвигается за счет диф­фузии. Диффузионные процессы весьма медленные. Именно поэтому при длительности выдержки 90 ч даже при открытой крышке не наблюдается значительного из­менения свойств битума.
На асфальтосмесительных установках производства Кременчугского завода дорожных машин (ныне — АО “Кредмаш», Украина), которые наиболее распространены в Рос­сии, при производстве смесей битум циркулирует по зам­кнутому контуру через расходную емкость, где поддержи­вается технологическая температура 150…160°С, и пери­одически, каждый цикл приготовления смеси от этого кон­тура производится отбор порции битума в дозатор, а от­туда — в смеситель. При этом в среднем отбирается око­ло 10% от циркулирующего битума, а остальные 90% воз­вращаются в расходную емкость. Таким образом, в рас­ходной емкости битум находится в постоянном движении, поверхность обновляется, что наряду с достаточно высо­кой температурой способствует интенсификации процес­са окисления.
Штатные расходные емкости старых установок ДС-117, ДС-158, а также установок нового поколения ДС-185 и ДС- 168 не имеют уплотнения крышек люка-лаза. К тому же весьма часто помощник оператора или дежурный битумовар открывают крышку люка, чтобы уточнить визуаль­но количество оставшегося битума или проследить за уровнем битума при заполнении расходной емкости, при этом обеспечивая доступ воздуха в емкость.
Есть веские основания полагать, что по этой причине битум в расходных емкостях асфальтосмесительных ус­тановок Кременчугского завода дорожных машин подвер­гается существенному окислению и изменяет свои свой­ства уже в течение одной смены.
На установках зарубежного производства, например фирмы Ammann, подача битума из расходной емкости про­изводится иначе. Контур рециркуляции замыкается на битумном насосе и в расходной емкости битум неподви­жен. Это значительно снижает его окисление. Такое тех­ническое решение нетрудно реализовать на АБЗ, имею­щих асфальтосмесительные установки Кременчугского завода. Обратную линию контура рециркуляции битума необходимо соединить не с патрубком на расходной ем­кости, а с всасывающим патрубком битумного насоса. Для чего там необходимо установить дополнительно треххо­довой кран.

Видно, что даже в закрытой банке битум существенно изменил свои показатели, например, П₂₅ уменьшилась на 17 единиц и битум вышел за пределы показателей исход­ной марки. А в открытой банке изменения значительно большие и П₂₅уменьшилась более, чем на 22 единицы!
Оказалось, что при нагреве битума 10 сут. даже только при температуре жидкотекучести (всего 110°С) происходят процессы, существенно изменяющие его свойства, в том числе и при нагреве в герметично закрытой емкости. Одна­ко при контакте с воздухом происходили более радикаль­ные изменения. Поэтому можно утверждать, что наряду с повышенной температурой кислород воздуха является су­щественным фактором деградации битума, и герметиза­ция емкостей, а также организация над горячим битумом инертной среды — весьма полезные мероприятия.
Полностью герметизировать резервуары вряд ли воз­можно. По крайней мере люк-лаз на крыше должен быть. Следовательно, его нужно уплотнять прокладкой. Но главное — на крыше резервуара всегда есть воздушник, и при заполнении резервуара битумом через него удаляется вы­тесняемый воздух, а при расходовании битума — соответственно входит. Но воздух нам не нужен, поэтому его следу­ет заменить на газ, практически не содержащий кислорода.
Предложение использовать азот или углекислоту, по­ставляемые в баллонах, вряд ли приемлемо. В стандарт­ном баллоне вместимостью 40 л при начальном давлении 150 атм. содержится только около 6 м 3 азота. При расходо­вании из резервуара всего битума нам потребуется более семидесяти, а то и ста баллонов (плюс компенсация про­течек через неплотности, в том числе крышки люка-лаза)!
Технические решения по обеспечению инертной сре­ды в битумных емкостях выходят за рамки данной статьи и после опробования в производстве будут опубликованы позднее.
Для проверки допустимости перемешивания битума барботажем воздуха также был проведен эксперимент. Случайная проба битума, имеющаяся в лаборатории, была разлита в три банки примерно по 650 г в каждую. Одна — для определения показателей исходного битума (табл. 3).

ПРИ ПРИГОТОВЛЕНИИ БИТУМА

3.42. Битумную мастику на рабочие горизонты (этажи) доставлять в специальных металлических бачках, имеющих форму усеченного конуса (широкой частью вниз), с плотно закрывающимися крышками и запорными устройствами.

одежду и обувь с обожженного места не срывать, а разрезать ножницами и осторожно снять. Если куски одежды прилипли к обожженному участку тела, поверх них следует наложить стерильную повязку и направить пострадавшего в лечебное учреждение;

Определение температуры вспышки битума

Температурой вспышки называют температуру, при которой газообразные продукты, выделяющиеся из би­тума, при нагревании образуют с воздухом смесь, вспы­хивающую на короткое время при поднесении к ней пла­мени. Температуру вспышки битумов определяют для установления безопасного технологического режима их расплавления, а также смешивания с наполнителями.

Большой тигель (вместе с малым тиглем) устанав­ливают в кольцо, закрепленное на штативе 1; под него подводят газовую горелку, а сверху в испытываемый би­тум погружают термометр 2 так, чтобы ртутный шарик его находился примерно в геометрическом центре мень­шего тигля. К поверхности битума подводят зажигатель­ное приспособление 5, состоящее из трубки, присоединен­ной к газопроводу. Наружный тигель нагревают пламенем газовой горелки с таким расчетом, чтобы повыше­ние температуры в начале испытания было в пределах 10°С/мин; за 40°С до ожидаемой температуры вспышки скорость нагрева уменьшают до 4°С/мин. За 10°С до ожидаемой температуры вспышки поджигают зажига­тельное приспособление и медленно проводят им по краю тигля на расстоянии 10 – 14 мм от поверхности битума. Длина пламени у зажигательного приспособления дол­жна быть около 4 мм. Появление синего пламени над поверхностью битума принимают за момент его вспышки, а температуру, отмеченную в этот момент, – за темпе­ратуру вспышки.

Искусственные (нефтяные) битумы их свойства и применение

2) окисленные — полученные путем окисления кислородом воздуха (продувкой через расплав при температуре 180. 300°С) различных нефтяных остатков (мазутов, гудронов, экстрактов се­лективной очистки масел, крекинг-остатков или их смесей);

Озокерит (горный воск) — масса темного цвета. Температура плавления озокерита — 65. 100 °С. Его отделяют от горной поро­ды горячей водой. Из озокерита получают церезин. Сплав озоке­рита, парафина и церезина употребляют для пропитки ткани, бумаги, электроизоляционных материалов при производстве ре­зинотехнических изделий.

Состав и строение битумов

Твердая часть битума — это высокомолекулярные углеводоро­ды и их производные с молекулярной массой 1000-5000, плот­ностью более 1, объединенные общим названием «асфальтены». В асфальтенах содержатся карбены, растворимые только в СС4 и карбоиды, не растворимые в маслах и летучих растворителях. В состав битумов могут входить также твердые углеводороды-пара-

Свойства битума, как дисперсной системы, определяются соот­ношением входящих в него составных частей: масел, смол и ас-фальтенов. Повышение содержания асфальтенов и смол влечет за собой возрастание твердости, температуры размягчения и хруп­кости битума. Наоборот, масла, частично растворяющие смолы, делают битум мягким и легкоплавким. Снижение молекулярной массы масел и смол также повышает пластичность битума.

Экология СПРАВОЧНИК

Имеющиеся в литературе сведения свидетельствуют о том,что пары, выделяющиеся из нагретых битумов состоят главным образом из ПАУ и их гетероцроизводных. В основном определены 3-7-кольчатые ПАС С2,3 И,но имеются и 8-10-кольчатые [ 4 И .[ . ]

Перспективными представляются использование гудронов с высоким содержанием кислоты в качестве сульфирующего агента для производства сульфонатных присадок и их переработка с целью получения диоксида серы, высокосернистых коксов, битумов и некоторых других продуктов. Так, при переработке кислых гудронов в диоксид серы с целью получения серной кислоты к ним обычно добавляют жидкие производственные отходы — растворы отработанной серной кислоты, выход которых в стране составляет более 350 тыс. т/год. Термическое расщепление смеси кислых гудронов и отработанной серной кислоты проводят в печах сжигания при 800-1200°С. В этих условиях происходит образование диоксида серы и полное сжигание органических веществ.[ . ]

Битум Что Выделяется В Воздух

Строительный битум использующийся в строительных работах при гидроизоляции: – это битум БН 50/50, битум БН 70/30 и битум БН 90/10. Кровельный битум применяется в производстве кровельных и гидроизоляционных материалах (гидростеклоизол, гидроизол, люберит, стеклоизол, линокром, изопласт, филизол, рубероид, рубемаст, пергамин, битуминированная бумага). В производстве используют, как правило, битумы с разными по свойству полимерными добавками для того чтобы у материала повысить прочность, тепло- и морозоустойчивость, долговечность и гибкость. Строительные битумы – горючие вещества с температурой самовоспламенении 368 С и температурой вспышки битума 220-240 С.

Остаточную, окисленную и крекинговую обработку нефти, используют как для строительных, так и для кровельных битумов. Крекинговую обработку нефти, используют так же для дорожных битумов. А компаундированную обработку нефти, используют только для производства дорожных битумов.

Свойства битумов

• Введение
• 1. Состав битумов
• 2. Свойства битумов
• 3. Применение битумов
  • 3.1 Дорожные покрытия
  • 3.2 Битумы как водозащитные средства
  • 3.3 Кровельные материалы
  • 3.4 Другие области применения
• 4. Классификация битумов
• 5. Методы производства битумов
  • 5.1 Вакуумная перегонка
  • 5.2 Деасфальтизация парафинами
  • 5.3 Окисление воздухом
• 6. Состояние и перспективы производства битумов в России
• 7. Сравнение качества российского и зарубежного битума
• 8. Проблемы, связанные с производством битумов
• 9. Модернизация производства битума

Пропан и гудрон контактируют в колонне деасфальтизации, в нижней части которой поддерживается температура в пределах 50—65 °С, а в верхней — 75—88 °С. В нижней части колонны формируется раствор асфальта, содержащий около 35% (масс.) пропана. С понижением температуры здесь увеличивается выход деасфальтизата за счет улучшения растворимости его в пропане. В верхней части колонны формируется раствор деасфальтизата, содержащий примерно 85% (масс.) пропана. С повышением температуры в этой части колонны улучшается качество деасфальтизата за счет уменьшения растворимости в пропане в первую очередь высокомолекулярных смолообразных компонентов. Температуры верха и низа колонны нельзя регулировать независимо друг от друга: бесконтрольное и одновременное понижение температуры низа и повышение температуры верха приводит к чрезмерно большой циркуляции внутренних потоков и нестабильной работе колонны.

Искусственные (нефтяные) битумы их свойства и применение

2) окисленные — полученные путем окисления кислородом воздуха (продувкой через расплав при температуре 180. 300°С) различных нефтяных остатков (мазутов, гудронов, экстрактов се­лективной очистки масел, крекинг-остатков или их смесей);

Определяют температуру размягчения с помощью прибора «Кольцо и шар» (см. подразд. 13.5). Способность битума размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении лежит в основе его ис­пользования в качестве связующего вещества в композиционных материалах. Другой особенностью, также предопределившей ис­пользование битума как связующего и пленкообразующего веще­ства, является его растворимость в органических растворителях.

Способы промышленного производства нефтяных битумов

Остаточные битумы вырабатывают из мазутов с высокой концентрацией асфальтосмолистых веществ вакуумной перегонкой как остаток этой перегонки. Напомним, что мазут является остатком от атмосферной перегонки нефти.
Более подробно остановимся на окислении гудронов или остаточных битумов кислородом воздуха. Основными параметрами процесса являются температура, расход воздуха и давление.
Чем выше температура, тем быстрее протекает процесс окисления, но при слишком высокой температуре ускоряется образование карбенов и карбоидов, которые предают битумам нежелательную повышенную хрупкость. Обычно температуру поддерживают на уровне 250 – 280 0 С.
Чем больше расход воздуха, тем меньше требуется времени на окисление. При чрезмерно большом расходе воздуха температура в окислительной колонне может возрасти выше допустимой. Поэтому расход воздуха является основным регулирующим параметром для поддержания нужной температуры. Общий расход воздуха зависит от химического состава сырья и качества получаемого битума и составляет от 50 до 400 м 3 / т битума.
Давление в зоне реакции при его повышении интенсифицирует процесс, и качество окисленного битума улучшается. В частности, повышается пенетрация битума при неизменной температуре размягчения. Обычно давление колеблется от 0,3 до 0,8 МПа.
Принципиальная схема получения окисленного битума показана на рисунке ниже.

2. Окислением кислородом воздуха различных нефтяных остатков и их композиций при температуре 180 – 300 0 С (окисленные битумы). Окисление воздухом позволяет существенно увеличить содержание асфальтосмолистых веществ, наиболее желательного компонента в составе битумов. Для производства окисленных битумов БашНИИНП предложено классифицировать нефти по содержанию (%, мас.) в них асфальтенов (А), смол (С) и твёрдых парафинов (П). Нефть считается пригодной для производства окисленных битумов, если выполняется условие:

Основным процессом производства битумов является окисление – продувка гудронов воздухом. Окисленные битумы получают в аппаратах периодического и непрерывного действия. Последние более экономичные и простые в обслуживании. Принцип получения окисленных битумов основан на реакциях уплотнения при повышенных температурах в присутствии воздуха, приводящих к увеличению концентрации асфальтенов, способствующих повышению температуры размягчения битумов, и смол, улучшающих адгезионные и эластичные свойства товарного продукта.
Аппараты, используемые в производстве битумов – трубчатые реактора или окислительные колонны. При получении строительных битумов предпочтительны первые, дорожных – вторые.
3. Смешением различных окисленных и остаточных битумов, а также нефтяных остатков и дистиллятов между собой получают компаундированные битумы.

Вреден ли асфальт

Такое же явление можно наблюдать над открытой горловиной канистры, наполненной бензином. Подобный эффект получается в результате выделения углеводородов. Надо уяснить, что природный асфальт производится из нефти в результате испарения легких частиц и окисления. А искусственный асфальт – это смесь битумов с измельченными минеральными накопителями.

Человечество не стоит на месте и постоянно движется вперед. Это отражается и на дорожном покрытии. В последнее время поступает огромное количество предложений по улучшению и модификации асфальтобетона всевозможными добавками, одна из них, заслуживает особого внимания – это резиновая крошка. С одной стороны при введении резины в состав асфальта, его качество повышается в разы.