Трудно представить себе современное строительство, как дорог, так и зданий без использования битума. Широчайшее его применение в этих областях определяется уникальными свойствами материала:
- нагревание приводит к тому, что он становится более тягуч, практически любые строительные материалы смачиваются им;
- при охлаждении загустевает, постепенно превращаясь в монолитную твёрдую структуру вместе с включёнными в него наполнителями;
- гидрофобен, что передаётся наполнителям и контактирующим средам после пропитки, это предопределяет использование битума для гидроизоляции.
К сырью для производства битума относятся материалы, содержащие вещества с высокой вязкостью, асфальтеновые компоненты. Они получаются из отходов, образующихся при переработке нефти. Ископаемый природный компонент смол извлекают методом физического воздействия на битумосодержащую породу. Чаще всего это обработка породы водяным паром высокой температуры. Вязкость компонентов при этом снижается, и таким путём их вымывают из породы.
Описанная технология является классической, в настоящее же время вместо природной добычи наиболее распространена технология производства нефтяных битумов промышленными предприятиями из отходов, образующихся при переработке нефти в сыром виде.
Нафтеновые и нафтеново-ароматические нефти во время вакуумной перегонке дают продукт гудрон, который и является основой для изготовление битума. Если в его состав ввести специальные добавки, то получается вещество с высокими эксплуатационными характеристиками, применяемое в качестве битума. Переработка нефти парафинового состава даёт много полезных отходов, а получаемый при этом гудрон перемешивается со специальными составляющими и отправляется в реактор для окисления.
Во время вакуумной перегонки мазута и последующей деасфальтизации масляных компонентов нефти получаются побочные продукты гудронного состава. Наша страна обладает огромными запасами нефти с высоким содержанием битума, но ведущее место в производстве битума занимает способ окисления.
С учётом того, что Россия по-прежнему отстаёт от ведущих мировых держав в протяжённости качественных дорог, открыть завод по производству битума в России – очень выгодное и востребованное в настоящее время предприятие.
Состав битума
Составом определяется дальнейшее применение битума. Он состоит на 14% из водорода и на 70% из углерода, остальная часть – это примеси кислорода, серы и других химических элементов. Если сказать проще, то это углерод с различными добавками. На его свойства влияет не столько его элементный состав, сколько виды соединений водорода с углеродом, определяемые технологией производства битума.
Назовём виды этих соединений:
- масляный компонент, который обеспечивает материалу текучесть;
- смолистые включения, которые придают продукту эластичность;
- асфальтеновые соединения, благодаря которым у битума имеется вязкость.
Содержание масел в битуме по отношению к его общей массе достигает 60%, что является преобладающей долей. Чем выше это долевое соотношение, тем больше у материала проникающая способность по отношению к другим средам. Значительно меньше в нём содержится смол, обычно их количество не превышает 30%. Смолы обладают тягучестью, а плотность у них значительно выше, чем у масел. Смолы бывают твёрдые, вязкие и полужидкие, их вязкость определяется температурой. Чем она выше, тем вязкость смол и самого битума ниже. При достаточном нагреве в установке по производству битума можно получить удобный в использовании жидкий битум.
Производственное оборудование
С учётом того, что используется в качестве исходного сырья, применяется различное промышленное оборудование для производства битума. Это различные котлы и печи, иные устройства. Чтобы материал было удобно перевозить от производителя к месту использования, изначально он хранится в основном в твёрдом виде. Хранение битума не представляет никаких особых проблем при средней температуре окружающего воздуха. Лишь в жаркую погоду он сильно размягчается и это существенно усложняет операции погрузки и транспортировки. Чаще всего хранится битум в брикетах. А вот чтобы использовать его в дорожном и промышленном строительстве, необходимо твёрдые куски нагреть до той температуры, при которой они примут необходимую вязкость. Обычно их разогревают до жидкого состояния и уже затем используют в различных технологических операциях.
Установки для плавления на предприятиях дорожной и строительной специфики не только приводят сырьё в жидкое состояние, но и поддерживают в такой готовности к использованию сколь угодно долго. Эти установки изготавливаются в мобильном и стационарном вариантах. Мобильная установка перемещается автомашиной, стационарная же всегда остаётся на одном месте. Но производительность выше именно у стационарной установки, так как она имеет большие по объёму ёмкости для битума и более мощные нагревательные печи.
По способу нагрева все печи для производства битума различают на устройства прямого нагрева, косвенные нагреватели с циркуляцией теплоносителя и их комбинированные варианты. Также следует отличать установки для нагревания дорожного и строительного битума по определяющим признакам его производства. Есть такие установки, в которых трубы с теплоносителем расположены по всему объёму ёмкости, в других же установках трубы нагрева располагаются лишь в приёмной камере. Те установки, в которых нагреватели расположены по всему периметру, лучше. Ведь в них сырьё плавится равномерно по всему объёму и одновременно приходит в эксплуатационную готовность всё содержимое ёмкости.
Также битумонагревательные установки подразделяют по способу загрузки в них твёрдого сырья — это устройства с загрузкой сверху и сбоку. Боковая загрузка лучше тем, что в установку можно подавать исходное сырьё как вручную, так и помощью специального транспортёра или погрузчика.
Интересные материалы:
Как открыть завод по производству полиэтиленовых пакетов в России?
Изготовление бассейнов из полипропилена своими руками как бизнес.
Бизнес идея: прозрачный пол с 3Д эффектом.
Виды битума для строительства
В строительной сфере этот материал используется для приготовление различных мастик, для гидроизоляционных фундаментных работ и для устройства кровель. В основном это вещества, получаемые при переработке нефти. Также широчайшее применение строительный битум нашёл в сооружении дорог.
По указанным областям применения можно произвести простую классификацию этого строительного материала:
- для использования в строительстве зданий и сооружений;
- для производства кровельных работ;
- для дорожного строительства.
Отечественная промышленность производит жидкий, полутвёрдый и твёрдый битум для строительного сегмента промышленности. Жидкий также делится на несколько классов по скорости загустевания.
Для производства гидроизоляционных работ применяется строительный битум марок от БН 50/50 до БН 90/10. Это сырьё ещё широко применяется в изготовлении кровельных материалов, таких как гидроизол, люберит, изопласт и др. В каждом из перечисленных материалов для повышения прочности, морозостойкости и других важнейших эксплуатационных параметров в сырьё вводят специальные добавки полимерного состава. Все полимерные битумы, используемые в строительстве, горючи, температура их самопроизвольного воспламенения равна 368 °С. При имеющемся источнике открытого огня они загораются уже при 230 °С.
В целях гидроизоляции фундаментов зданий и сооружений применяется специальный изоляционный битум. Он способен медленно отвердевать и при этом длительное время сохранять свои свойства, плотно связываясь с поверхностью железобетонных изделий.
Для пропитки покрывающего дорожного слоя и для предварительной обработки грунта перед укладкой асфальта используется дорожный битум. В этой специфике применяется как жидкий, так и вязкий составы. Они также горючи, температура вспышки материала при внешнем открытом источнике находится в пределах от 60 до 120 °С.
Битум для дорожного строительства
В строительстве дорог применяется полимерный битумный продукт, сейчас в России производство дорожного битума наращивается, но всё равно по объёмам изготавливаемого материала оно далеко отстаёт от мировых показателей.
Такие установки характеризуются большим потреблением энергии, их электрическая мощность достигает 200 кВт и более. В силу больших расходов на электроэнергию многие заводы по изготовлению асфальтобетона не могут организовать у себя модификацию битума вяжущими полимерными составами.
Битум можно смело отнести к продукции с сезонным спросом, это прежде всего определяется сезонностью дорожных работ в нашей стране. Цена битума за тонну в летний период резко возрастает, а в зимний падает. Вследствие того, что этот материал производится из нефти, немалое влияние на стоимость битума оказывает и нестабильность нефтяных котировок на мировом рынке.
Также цена на битум сильно зависит от удалённости потребителя от производящих комплексов, это связано с немалыми затратами на транспортировку материала как в жидком состоянии в ёмкостях, так и в твёрдом виде, когда транспортируется твёрдый битум в мешках.
Торговля битумом
В настоящее время торговля битумом в России неуклонно наращивает темпы. Продающие компании организуют в основном продажу битума оптом, но не отказываются и от розничной торговли этим материалом широкого и устойчивого спроса.
Рассмотрим цены на битумное сырьё, установившиеся на отечественном рынке в настоящее время:
| Наименование товара | Ед. измерения | Вес в кг. | Стоимость в руб. |
| Битум БНД 60/90 | брикет | 15 | 370 |
| Мастика битумно-полимерная | Брикет | 15 | 710 |
| Асфальт холодный | Барабан из жести | 29 | 472 |
| Жидкий битум МПГ | Барабан из жести | 8 | 1120 |
Анализируя приведенную таблицу, можно сделать вывод о том, что стоимость битума в настоящее время довольно высока. В ход идут и все имеющиеся старые запасы, и образующиеся при производстве и транспортировке отходы битума. Это даёт возможность производящим нефтяным компаниям получать расчётную прибыль, но сдерживает развитие дорожного строительства в стране.