Битумы

(от лат. Bitumen — смола) Первоначально к Б. Относили только природные образования, в основном нефть и её естественные производные (чаще всего Асфальт). Затем Б. Стали называть также искусственные асфальтоподобные продукты, получаемые переработкой природных Б., остатков от перегонки нефти, каменноугольной и сланцевой смол (технические Б.). Кроме того, название Б. Распространили на экстракты, извлекаемые органическими растворителями из торфа, бурого угля и др. (Б. Твёрдых топлив). Экстракты, извлекаемые из осадков и осадочных пород, называются битумоидами. Б. Пользовался человек ещё в глубокой древности. Известны сооружения в междуречье Тигра и Евфрата и в Египте, которые возводились с применением Б. За 3000 лет до н. Э. Б.

Покрывали водохранилища и хранилища для зерна, скрепляли плиты стен и полов во дворцах и храмах. Б. Использовали для гидроизоляции тоннеля, построенного в начале 1-го тыс. До н. Э. Под р. Евфратом. Природные Б. Подразделяются на нафтиды и нафтоиды. Нафтиды весьма широко распространены в природе — это нефть и её естественные производные. Мальты, асфальты, Асфальтиты, кериты, Озокериты и т.д. Мальты представляют собой вязкие сгустившиеся нефти, подвергшиеся выветриванию. Они состоят из масел (40—65%) и асфальтово-смолистых компонентов (не менее 35%). Дальнейшее изменение мальт под влиянием того же фактора приводит к образованию. Твёрдых, но легкоплавких асфальтов, содержащих 60—75% асфальтово-смолистых веществ. Асфальтитов — твёрдых высокоплавких и полностью растворяющихся в хлороформе и сероуглероде продуктов, содержащих более 75% асфальтово-смолистых веществ.

Керитов, к которым относят также вещества, характеризующиеся лишь частичной, иногда очень слабой растворимостью в органических растворителях. К Б. Иногда относят также все углеводородные в своей основе природные газы (газообразные нафтиды). Нафтоиды — нафтидоподобные продукты естественной возгонки органического вещества под влиянием магматического тепла. Они встречаются значительно реже нафтидов, ещё очень слабо изучены и не имеют промышленного значения. Технические Б. — продукты, обладающие обычно твёрдой или вязкой консистенцией и получаемые главным образом из тяжёлых нефтяных остатков, богатых асфальтово-смолистыми веществами, следующими методами. Глубокой вакуумной перегонкой тяжёлых нефтяных остатков — мазутов, гудронов и др.

— при 300—350°С (остаточные Б.). Окислением кислородом воздуха тяжёлых остатков от перегонки нефти (гудронов и др.) при 260—280°С (окисленные Б.). Смешением окисленных Б. С неокисленными нефтепродуктами (компаундированные Б.). Основные компоненты нефтяных Б. — асфальтены, смолы и нефтяные масла. Первые обусловливают твёрдость Б., вторые — цементацию и эластичность, третьи служат разжижающей средой для смол и асфальтенов. Наиболее важные технические показатели Б. Дуктильность, т. Е. Способность при растягивании давать нить определённой длины (определяется по толщине нити, которая образуется в результате растяжения стандартного образца Б. До разрыва), пенетрация, характеризующая вязкость Б. [определяется по глубине проникновения в слой Б.

За 5 сек стальной иглы под нагрузкой 1 н (0,1 кгс)]. Кроме того, для характеристики Б. Обычно определяют температуру размягчения, температуру вспышки и плотность. Промышленность изготовляет твёрдые, полутвёрдые (см таблицу) и жидкие Б. Некоторые свойства твёрдых и полутвёрдых битумов ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | Битумы  | Дуктильность, | Пенетрация,  | Температура | Температура | | | мм (при 25°С) | мм (при 25°С)  | размягчения (°С)  | вспышки (°С) | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Твёрдые | 1,0-3,0 | 0,5-4,0 | 60-90 | 230 | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Полутвёрдые | 40-60 | 4,1-20,0  | 25—50 | 180—200 | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Жидкие Б.

Характеризуются (в зависимости от сорта) следующими данными. Пенетрация остатка (после отбора фракций до 360°С) 10—30 мм (25°С). Вязкость при истечении через отверстие диаметром 5 мм 5—200 сек (60°С). Температура вспышки 65—120°С. До 225°C должно перегоняться не более 10%, до 360°С — не более 50%. Твёрдые нефтяные Б. Применяют для получения рулонных кровельных материалов (руберойдов) и битумных мастик. Полутвёрдые — в производстве гидроизоляционных материалов (гидроизол, борулин, битуминированные ткани и др.) и обмазок, строительных асфальтовых растворов, асфальтов, битумных пластиков и др. Жидкие — для дорожного строительства. Заменителями нефтяных Б. Могут быть продукты термической переработки твёрдых топлив. Высококипящие фракции смол, получаемых при коксовании и полукоксовании каменных углей, каменноугольные пеки, продукты сухой перегонки каменных углей, горючих сланцев и др.

Из общего количества Б., потребляемых в различных отраслях промышленности, свыше 90% падает на долю искусственных Б., получаемых из нефти. Их мировое производство составляет десятки млн. Т. Б. Твёрдых топлив — продукты, извлекаемые из торфа и бурых углей органическими растворителями. Главные составные части Б. Твёрдых топлив — воски и смолы. Наиболее ценны из экстрагируемых продуктов воски. Их характерные свойства — высокие температуры плавления, низкая электропроводность, высокая влагостойкость и способность при небольших добавках к другим веществам повышать температуру плавления. Содержание Б. В битуминозных торфах составляет. При извлечении бензолом 10—15%, бензином 6—9%. В битуминозных бурых углях (александрийские угли УССР) содержание продуктов, извлекаемых бензолом, достигает 14—16%.

Выход Б. Твёрдых топлив в производственных условиях обычно составляет 80—85% от их аналитического содержания в топливе. Минимальное содержанке Б. В твёрдом топливе, необходимое для рентабельности процесса, 8—10%. Получение Б. Твёрдых топлив состоит из следующих этапов. Подготовка топлива к экстрагированию. Экстракция органическими растворителями. Отгонка от экстракта основной массы растворителя. Освобождение Б. От остатков растворителя и воды. Сплавлене и разливка Б. В форму. Б. Из твёрдого топлива извлекают преимущественно в периодически действующих экстракторах, объединённых в батареи. Б. Твёрдого топлива применяют в различных отраслях народного хозяйства. В литейном деле — как один из компонентов модельных составов при прецизионном литье (литьё по выплавленным моделям), в электротехнической промышленности как электроизоляционный материал, а также для отделки различных изделий из кожи, дерева, бумаги и др.

Лит. Крейцер Г. Д., Асфальты, битумы и пеки, 3 изд., М., 1952. Наметкин С. С., Собрание трудов, т. 3, М., 1955. Технология нефти, ч. 3 — Черножуков Н. И., Очистка нефтепродуктов и производство специальных продуктов, М.— Л., 1948. Успенский В. А. [и др.], Основы генетической классификации битумов, Л., 1964. Včelak V., Chemie und Technologie des Montanwachses, Praha, 1959. Н. Б. Вассоевич, А. М. Кунин..