Асфальт - Asphalt


Из Википедии, свободной энциклопедии

Природные битумы из Мертвого моря
Рафинированный асфальт
Университет Квинсленда падение тона эксперимент , демонстрирующий вязкость асфальта

Асфальт , также известный как битум ( UK : / б ɪ TJ ʊ м ɪ н / , США : / б ɪ TJ ¯u м ə н , б - / ), является липкой, черной, и очень вязкой жидкости или полу -Solid форма нефти . Он может быть найден в природных месторождениях или может быть Очищенный продукт, и классифицируется как поле . До 20 - го века, термин гудрон также был использован. Слово происходит от древнегреческих ἄσφαλτος ásphaltos .

Первичное использование (70%) из асфальта в дорожном строительстве , где он используется в качестве клея или связующего вещества , смешанного с агрегатными частицами , чтобы создать асфальтобетон . Его другие основные виды использования для битумных гидроизоляционных продуктов, в том числе производства рубероида и для герметизации плоских крыш.

Термины «асфальт» и «битум» часто используются взаимозаменяемо для обозначения как природные , так и изготовленные формы вещества. В американском английском , «асфальт» (или «битум») обычно используются для утонченного остатка от дистилляции процесса выбранной сырой нефти. За пределами Соединенных Штатов, продукт часто называют «битум», и геологи во всем мире часто предпочитают термин для природного разнообразия. Общее разговорное использование часто относится к различным формам асфальта , как « смола », как и в названии La Brea Tar Pits .

Встречающиеся в природе асфальт иногда определяется термином «сырые» битума. Его вязкость аналогична холодных мелассы в то время как материал , полученный от фракционной перегонки из сырой нефти , кипящий при 525 ° C (977 ° F) иногда называют как «рафинированным битум». Канадская провинция Альберта имеет большую часть мировых запасов природного асфальта в нефтеносных песках Атабаски , которые покрывают 142000 квадратных километров (55000 квадратных миль), площадь больше , чем Англия .

терминология

Этимология

Слово «асфальт» происходит от конца среднего английского языка, в свою очередь , от французского asphalte , на основе позднего латинского asphalton , гудрон , который является latinisation от греческого ἄσφαλτος ( ásphaltos , ásphalton ), слово , означающее «асфальт / битум / шаг », который , возможно , происходит от альфа-,„без“и σφάλλω ( sfallō ),„сделать падение“. Первое использование асфальта с древних было в природе цемента для крепления или соединения вместе различных объектов, и , таким образом, кажется вероятным , что само название было выразительным этого приложения. В частности, Геродот упоминал , что битум был доставлен в Вавилон , чтобы построить свою гигантскую стену укреплений. От греческого, слово перешло в конце латыни, а оттуда на французский язык ( asphalte ) и английском ( «гудрон» и «асфальт»). Во французском языке термин asphalte используется для естественных асфальтового пропитанного месторождения известняка, а также для специализированных промышленных товаров с меньшим количеством пустот или больше битума содержания , чем «асфальтобетон» используется , чтобы проложить дороги.

Выражение «битум» возник в санскритских словах джата , что означает «шаг», и джат-KRIT , что означает «шаг создание» или «шаг производство» ( со ссылкой на хвойные или смолистые дерева). Латинский эквивалент утверждают некоторые, первоначально gwitu-мужчин (относящихся шаг), и другими, pixtumens (источая или барботирования шага), который впоследствии был сокращен до битумов , оттуда проходит через французский язык на английский. От того же корня происходит в англо-саксонской слово cwidu (мастики), немецкое слово Kitt (цемент или мастику) и древнескандинавского слова kvada .

Современная терминология

В британском английском , «битум» используется вместо «асфальт». Слово «асфальт», вместо этого используется для обозначения асфальта бетона , смесь строительного заполнителя и самого асфальта (также называемый «асфальт» в просторечии). Битум , смешанный с глиной, как правило , называют «гудроном», но этот термин менее часто используется сегодня.

В австралийском английском , слово «асфальт» используется для описания сочетания армирующих наполнителей . «Битум» относится к жидкости , полученной из тяжелых остатков из-перегонки сырой нефти.

В американском английском , «асфальт» эквивалентен британский «битум». Тем не менее, «асфальт» также широко используется как сокращенная форма « асфальтобетон » (следовательно , эквивалентного британским «асфальт» или «асфальт»).

В канадском английском , слово «битум» используется для обозначения обширных канадских месторождений крайне тяжелой сырой нефти , в то время как «асфальт» используется для продукта нефтеперерабатывающего завода. Разведенный битум (разбавленный нафты , чтобы сделать его поток в трубопроводах) известен как « dilbit » в канадской нефтяной промышленности, в то время как битум « модернизированный » к синтетической сырой нефти известен как «Syncrude», и Syncrude смешивается с битумом называется «synbit ».

«Битум» по- прежнему является предпочтительной геологической термин природных отложений твердой или полутвердой формы нефти. «Битумный рок» является одной из форм песчаника , пропитанных битум. В нефтеносных песках из Альберты, Канады являются подобным материалом.

Ни один из терминов «асфальт» или «битум» следует путать с битуминозных или каменноугольный деготь . Деготь представляет собой густой жидкий продукт сухой перегонки и пиролиза органических углеводородов , прежде всего , получены из растительных масс, независимо от того , как окаменелые с углем, или свежеубранных. Большинство битума, с другой стороны, было сформировано естественным образом, когда огромные количества органических материалов животного было депонированы водой и захоронены сотни метров в глубине в диагенетической точке, где дезорганизованные молекулы жирных углеводородов соединены вместе в длинных цепочках в отсутствии кислород. Битум происходит в виде твердого вещества или очень вязкой жидкости. Это может даже быть смешанно с угольными месторождениями. Битум и угль с использованием процесса Бергиуса , могут быть уточнены в бензины , такие как бензин, и битум может быть переработан в смолу, а не наоборот.

Состав

Нормальный состав

Компоненты асфальта включают в себя четыре основных класса соединений:

В нафтеновые ароматические соединения и полярные ароматические соединения , как правило , большинство компонентов. Большинство природных битумы также содержат органические соединения серы , в результате чего общего содержания серы до 4%. Никель и ванадий находятся на <10 частей на миллион, как это характерно для некоторой нефти.

Вещество растворяется в сероуглероде . Это обычно моделируется как коллоид , с асфальтенов в качестве дисперсной фазы и мальтенов в качестве непрерывной фазы. «Это почти невозможно отделить и идентифицировать все различные молекулы асфальта, так как число молекул с различной химической структурой является чрезвычайно большим».

Асфальт может путать с каменноугольной смолой , которая визуально похож черным, термопластичный материал , полученный с помощью деструктивной перегонки из угля . В начале и середине 20-го века, когда город газ был получен, каменноугольный деготь был легко доступен побочным продуктом и широко используется в качестве связующего для дорожных агрегатов. Добавление каменноугольной смолы в конгломераты дорог привели к слову « асфальт », который в настоящее время используется в обиходе для обозначения дорожных материалов для изготовления. Однако с 1970 - х годов, когда природный газ удалось город газ, асфальт полностью обогнала использование каменноугольной смолы в этих приложениях. Другие примеры этой путаницы включают La Brea Tar Pits и канадские нефтеносные пески , оба из которых фактически содержат природные битумы , а не смол. «Шаг» это еще один термин иногда используется время от времени , чтобы обратиться к асфальту, как в Pitch Lake .

Добавки, смеси и примеси

По экономическим и другим причинам, асфальт иногда продается в сочетании с другими материалами, часто не помечен как что-либо другое, чем просто «асфальт».

Особо следует отметить, в 21 - м века, является использование повторно очищенным нефтяных днищ двигателей - «REOB» или «REOBs» -The остатка переработанного autmotive моторного масла , собранный из днищ повторной очистки вакуумной перегонки башни. Она содержит различные нерафинированное элементов и соединений в переработанной моторного масла, пережиток повторной очистки технологических добавок-как в исходной нефти, а также материалы , накапливающиеся от его циркуляции в двигателе ( как правило , железа и меди ). Некоторые исследования показали связь между этим загрязнением асфальта и менее эффективной мостовой.

Вхождение

Битумный обнажение в Пюи - де - ла - Poix, Клермон-Ферран , Франция

Большинство асфальта использовали коммерчески получают из нефти. Тем не менее, большие количества асфальта происходят в концентрированной форме в природе. Природные залежи битума образуется из остатков древних, микроскопических водорослей ( диатомовых ) и других некогда живых существ. Эти останки были депонированы в грязи на дне океана или озера , где жили организмы. Под теплом (выше 50 ° C) и давление захоронения глубоко в земле, остатки были преобразованы в материалы , такие как битум, кероген , или нефть.

Природные залежи битумов включают в себя озеро , такие как озеро Pitch в Тринидаде и Тобаго и озеро Бермудесы в Венесуэле . Природные просачивается происходят в La Brea Tar Pits и в Мертвом море .

Битум также происходит в рыхлых песчаников , известных как «нефтяных песков» в провинции Альберта , Канада, и подобные «нефтеносных песков» в штате Юта , США. Канадская провинция Альберта имеет большую часть мировых запасов, в трех огромных месторождениях , охватывающих 142000 квадратных километров (55000 квадратных миль), площадь больше , чем Англия или штат Нью - Йорке . Эти битуминозные пески содержат 166 млрд баррелей (26,4 × 10 9  м 3 ) коммерчески установленных запасов нефти, давая Канаду третьим по величине запасами нефти в мире. Хотя исторически использовали без очистки , чтобы проложить дороги, почти все выходные данные теперь используются в качестве сырья для нефтеперерабатывающих заводов в Канаде и Соединенных Штатах. ^

Самое большое в мире месторождение природного битума, известное как нефтеносные пески Атабаски , находится в формировании МакМюррей Северной Альберты. Это образование от раннего мела , и состоит из множества линз из нефтеносного песка с до 20% масла. Изотопные исследования показывают месторождение нефти составят около 110 миллионов лет. Два меньших , но все еще очень большие образования встречаются в нефтеносных песков реки мира и нефтеносных песков Колд - Лейк , на западе и юго -востоке нефтеносных песков Атабаска, соответственно. Из месторождений Альберты, только части нефтеносных песков Атабаски достаточно мелок , чтобы быть пригодными для добычи полезных ископаемых на поверхность. Остальные 80% должен быть получен путем нефтяных скважин с использованием повышения нефтеотдачи методов , как с помощью водяного пара гравитационного дренажа .

Значительно меньшие месторождения тяжелой нефти или битума также происходят в Винта бассейне в штате Юта, США. Битуминозного песка Треугольник депозит, например, составляет примерно 6% битума.

Битум может происходить в гидротермальных жилах . Пример этого находится в пределах Уинта бассейна в штате Юта , в США, где есть рой в боковом направлении и вертикально обширных вен , состоящих из твердого углеводорода называется Гильсонит . Эти вены образуются путем полимеризации и кристаллизации углеводородов , которые были мобилизованы из более глубоких нефтяных сланцах формации Green River при захоронении и диагенеза .

Битум похож на органическое вещество в углистых метеоритах . Однако детальные исследования показали , что эти материалы будут различны. Огромные Alberta битумных ресурсы считаются начинали как живой материал из морских растений и животных, в основном водоросли , которые умерли миллионы лет назад , когда древний океан покрыт Альберт. Они были покрыты грязью, погребенные глубоко в течение долгого времени, и аккуратно приготовленные в масле с помощью геотермального тепла при температуре от 50 до 150 ° С ( от 120 до 300 ° F). Из - за давления со стороны восхода в Скалистых горах на юго - западе провинции Альберта, от 80 до 55 миллионов лет назад, масло было вызвано северо - сотни километров и попали в подземные песчаные отложения , оставленные древними руслами рек и морских берегов, образуя таким образом нефтяные пески ,

история

Древние времена

Использование природного битума для гидроизоляции , а также в качестве адгезивных дат , по крайней мере до пятого тысячелетия до н.э., с корзиной для хранения культур , обнаруженной в Mehrgarh , в Инде цивилизации долины , выровненной с ним. К 3 - м тысячелетия до н.э. рафинированного рок асфальт используется в регионе, и был использован для водонепроницаемости Великой ванны в Мохенджо-Даро.

В древнем Ближнем Востоке, шумеры использовали природные месторождения битумов для раствора между кирпичами и камнями, чтобы скрепить части резьбы, такие как глаза, на место, для корабля чеканки , а также для гидроизоляции. Греческий историк Геродот говорит , горячий битум был использован в качестве раствора в стенах Вавилона .

1 км (0,62 мили) долго Евфратский Туннель под рекой Евфрат в Вавилоне во времена королевы Семирамиды (около 800 г. до н.э.) сообщается , был построен из обожженного кирпича , покрытый битум в качестве гидроизолирующего агента.

Битум использовался древними египтянами для бальзамирования мумий. Персидское слово асфальта Moom , что связанно с английским словом мумии . Основной источник египтян битума был Мертвое море , которое римляне знали в Palus асфальтиты (Асфальт озеро).

Примерно 40 г. н.э., Диоскорид описал материал Мертвого моря как Judaicum битум , а также отметил другие места в регионе , где он может быть найден. Сидон битум Считается , что для обозначения материала , обнаруженного в Hasbeya в Ливане. Плиний также относится к битуму быть найдено в Эпир . Битум является ценным стратегическим ресурсом. Это был объект первого известной битвы за залежи углеводородов - между Селевкидами и Nabateans в 312 г. до н.э..

В древнем Дальнем Востоке, природный битум медленно вареные , чтобы избавиться от высших фракций , оставляя термопластичный материал с более высокой молекулярной массой , что , когда слоистый на объектах стало довольно трудно при охлаждении. Это было использовано , чтобы покрыть объекты, необходимых гидроизоляцию, такие как ножны и другие предметы. Статуэтки бытовых божеств были также отливать с этим типом материала в Японии , и , вероятно , также в Китае .

В Северной Америке , археологические восстановления показали , что битум иногда используются , чтобы придерживаться камня точек метательных для деревянных валов. В Канаде, аборигены использовали битум просачивается из берегов Атабаска и других рек в водонепроницаемых берестяных каноэ , а также нагревать его в размазать горшки , чтобы отогнать комаров в летнее время .

Континентальная Европа

В 1553 году Пьер Белон описал в своей работе по наблюдениям , что pissasphalto , смесь смолы и битума, был использован в Республике Рагуза (ныне Дубровник , Хорватия ) для судов называя.

1838 издание Mechanics Magazine цитирует раннее использование асфальта во Франции. Брошюра от 1621, на «определенный месье d'Eyrinys, утверждает , что он обнаружил существование (в гудрон) в больших количествах в окрестностях Нефшатель», и что он предложил использовать его в различных формах - «главным в строительстве воздушного доказательства зернохранилища, а также в защите, с помощью арок, заливных полей в городе Париж от попадания грязи и грязи», которая в то время сделала воду непригодна. «Он разглагольствует и на превосходстве этого материала для формирования уровня и прочные террас» во дворцах, «понятие формирования таких террас на улицах не один вероятно , чтобы пересечь мозг парижанина этого поколения».

Но вещество не было вообще пренебрегали во Франции до революции 1830 года . В 1830 - х годах был всплеск интереса, и асфальт стал широко используемым «для дорожных покрытий, плоских крыш и облицовки цистерн, и в Англии, некоторые используют его были сделаны из него для подобных целей». Его рост в Европе «внезапное явление», после того, как «во Франции в Osbann (природные залежи были найдены Bas-Rhin ), Парк ( Ain ) и Пюи-де-ла-Poix ( Пюи-де-Дом )», хотя она также может быть сделано искусственно. Одна из самых ранних применений во Франции стала прокладка около 24 000 квадратных ярдов Seyssel асфальта на площади Согласия в 1835 году.

Объединенное Королевство

Среди ранних использования битума в Соединенном Королевстве было для травления. William Сэлмон Polygraphice (1673) дает рецепт для лака , используемого в травлении, состоящим из трех унций целинного воска, два унций мастики и одну унции гудрона. В пятом издании в 1685 году, он включил больше гудрона рецептов из других источников.

Первый британский патент на использование асфальта был «Касселл в патенте asphalte или битум» в 1834. Тогда на 25 ноября 1837 года, Ричард Tappin Claridge запатентовал использование Seyssel асфальта (патент # 7849), для использования в asphalte тротуар, увидев его занятых во Франции и Бельгии во время посещения с Фредериком Walter Симмс , который работал с ним о введении асфальта в Великобританию. Д - р Т. Lamb Phipson пишет , что его отец, Самуэль Риланд Phipson, друг Claridge, также был «инструментом введения asphalte мостовой (в 1836 году)». Действительно, мастика мостовые были ранее использованы в Vauxhall от конкурента Claridge, но без успеха.

Claridge получил патент в Шотландии 27 марта 1838, и получил патент в Ирландии 23 апреля 1838. В 1851 году, расширения для 1837 патента и для обоего 1838 патентов были запрошены попечителями компанией ранее сформированной Claridge. Патент Asphalte компания Claridge в -formed в 1838 году с целью введения в Великобританию «Asphalte в своем естественном состоянии из шахты на Pyrimont Seysell во Франции», - «заложен один из первых асфальтовых тротуаров в Уайтхолле». Испытания проводились на асфальте в 1838 году на тротуаре в Уайтхолле, стабильной в Knightsbridge казармах « а затем на пространстве в нижней части лестницы , ведущей от Waterloo Place в Сент - Джеймс Парк». «Образование в 1838 году патентной Asphalte компании Клариджа (с отмеченным списком аристократических покровителей, и Марк и Исамбард Brunel , как, соответственно, попечитель и инженер - консультанта), дали огромный толчок к развитию британской асфальтовой промышленности». «К концу 1838 года , по крайней мере , две другие компании, Робинсон и компания Bastenne, были в производстве», с асфальтовой закладываются как открывающую в Брайтоне, Херн - Бей, Кентербери, Kensington, Стрэнд и область большой пол в Bunhill -строка, в то время как Уайтхолл ВРЕМЕНЕМ Claridge в мощении «продолжать (г) в порядке».

В 1838 году там был шквал предпринимательской деятельности, связанной с асфальтом, который имел использование за пределами мощения. Например, асфальт может быть также использован для напольных покрытий, гидроизоляции литого в зданиях, а также для гидроизоляции различных типов бассейнов и ванн, оба из которых были также пролиферирующими в 19 веке. На Лондонском фондовом рынке, были различные претензии по эксклюзивности качества асфальта из Франции, Германии и Англии. И многочисленные патенты были выданы во Франции, аналогичные числа патентных заявок отказывают в Англии из-за их сходства друг с другом. В Англии «Кларидж был тип наиболее часто используемых в 1840-х и 50-х годов».

В 1914 году компания Claridge вошла в совместное предприятие по производству смол переплете щебня , с материалами , изготавливаемых через дочернюю компанию под названием Clarmac Дороги Ltd. Два продукта в результате, а именно Clarmac и Clarphalte , причем первый изготовитель Clarmac дорог и последний по Claridge в патентном Asphalte Co., хотя Clarmac было более широкое применение. Однако Первая мировая война разрушила Clarmac компания, которая вступила в ликвидацию в 1915 г. Провала Clarmac дорогах Ltd была проточный по эффекту к компании Claridge, который был сам по себе в обязательном порядке ликвидируется, прекратив свою деятельность в 1917 году, вложив значительный сумма средств в новое предприятие, как в самом начале , так и в последующей попытке спасти Clarmac компанию.

Битум думали в девятнадцатом веке Великобритании, содержит химические вещества с лечебными свойствами. Экстракты из битума были использованы для лечения катара и некоторые форм астмы , и как средство против червей, особенно ленточные черви .

Соединенные Штаты

Первое использование битума в Новом Свете было коренными народами. На западном побережье, в начале 13 - го века, Tongva , Luiseño и Чумаш народы собирали природные битумы , которые просачивалась на поверхность выше основных нефтяных месторождений. Все три группы использовали вещество в качестве адгезива. Обнаружено множество различных артефактов , инструментов и церемониальных предметов. Например, он был использован на погремушках придерживаться тыкв или черепахи оболочек дребезжать ручки. Он также был использован в украшении. Маленькие круглые бусины оболочки часто установлены в гудрон , чтобы обеспечить украшения. Он был использован в качестве герметика на корзинах , чтобы сделать их водонепроницаемыми для переноски воды, возможно отравление тех , кто пил воду. Асфальт был использован также для герметизации досок на океанских каноэ.

Асфальт был впервые использован для мощения улиц в 1870 - х годах. В первой природе «битуминозных пород» был использован, например, в Ritchie Mines в Macfarlan в Ritchie County, штат Западная Вирджиния от 1852 до 1873. В 1876 году, асфальт на основе мощения был использован , чтобы проложить Пенсильвания - авеню в Вашингтоне , округ Колумбия, во времени для празднование национального столетию. В конной эпохе, улицы были грунтовыми и покрытой грязью или гравием. Тем не менее, что произведено неравномерный износ, открыл новые опасности для пешеходов и сделал для опасных выбоин для велосипедов и автомобилей. В одиночку Манхэттен был 130000 лошадей в 1900 году, потянув трамваи, вагоны и вагоны, и оставляя их отходы позади. Они не были быстры, и пешеходы могли увернуться и зашифровать свой путь через переполненные улицы. Малые города продолжали полагаться на грязи и гравия, но крупные города хотели намного лучше улицы. Они смотрели на дерево или гранитных блоков по 1850 - е годы. В 1890 году треть Чикаго 2000 миль улиц были вымощены, в основном с деревянными блоками, которые давали лучшее сцепление , чем грязь. Кирпич наплавка был хороший компромисс, но еще лучше было асфальтирование, что было легко установить и прорезать , чтобы в канализацию. С Лондон и Париж , выступающей в качестве моделей, Вашингтон положил 400000 квадратных ярдов асфальтового дорожного покрытия на 1882; она стала образцом для Буффало, Филадельфии и других местах. К концу века, американские города хвастались 30 миллионов квадратных ярдов асфальтового дорожного покрытия, а впереди кирпича. Улицы стали быстрее и более опасным , так были установлены электрические светофоры. Электрические тележки (на 12 миль в час) стал основным транспортных услуг для покупателей среднего класса и служащих , пока они не купили автомобили после 1945 года и коммутируемых из более отдаленных пригородов в уединении и комфорте на асфальтовых шоссе.

Канада

Канада имеет самое большое в мире месторождения природного битума в нефтеносных песках Атабаски и канадские первые нации вдоль реки Атабаски уже давно использовали его для водонепроницаемых каноэ. В 1719 году, Cree имени Wa-Па-Су принес образец для торговли с Генри Келси из Bay Company Хадсона , который был первым записал европейский , чтобы увидеть его. Тем не менее, он не был до 1787 , что торговец меха и исследователь Александр Маккензи увидела нефтеносные пески Атабаски и сказала: «Примерно в 24 милях от развилки (из рек Атабаски и Clearwater) являются некоторыми битумных фонтанов в которых полюс 20 футов долго может быть вставлена без наименьшего сопротивления «.

Стоимость депозита была очевидна с самого начала, а средство извлечения битума не было. Ближайший город, Форт Мак - Мюррей, Альберта , был небольшой меховой торговый пост, другие рынки были далеко, и транспортные расходы были слишком высоки , чтобы поставлять сырую битумный песок для мощения. В 1915 году Сидни Ells Федерального Mines отделения экспериментировали с методами разделения и использовали продукт , чтобы проложить 600 футов дороги в Эдмонтоне , Альберта. Другие дороги в Альберте были вымощены материалом , извлеченным из нефтеносных песков, но в целом не экономические. В течение 1920 - х годов д - р Карл А. Кларк из исследовательского совета Alberta запатентовал процесс разделения горячей воды масло и предприниматель Роберт С. Фицсиммонс построил Bitumount завод разделения нефти, которая в период между 1925 и 1958 производится до 300 баррелей (50 м 3 ) в день битума с использованием метода доктора Кларка. Большая часть битума используются для гидроизоляции крыш, но и другие виды использования включенного топлива, смазочные масла, принтеры чернил, медикаменты, Нержавеющие и кислотостойких краски, огнестойкие кровельные, дорожные покрытия, лакированная кожу и столбики ограды консервантов. В конце концов Фицсиммонс кончились деньги , и завод был передан правительством Альберты. Сегодня завод Bitumount является Провинциальный исторический сайт .

Фотография и искусство

Битум был использован в начале фотографических технологий. В 1826 или 1827 году, он был использован французскими ученым Джозеф Нисефором Ньепсом сделать Старейшие фотографии от природы . Битум тонким слоем наносили на оловянную пластину , которая затем подвергается в камере. Воздействие света закаленного битума и сделал его нерастворимым, так что , когда он был впоследствии промывает растворитель только достаточно засвечены участки остались. Много часов экспозиции в камере были необходимы, что делает битум непрактичный для обычной фотографии, но с 1850 - х до 1920 - й лет он был в общем пользовании в качестве фоторезиста в производстве печатных форм для различных фотомеханических процессов печати.

Битум был возмездием многих художников в течение 19 - го века. Хотя широко используются в течение времени, в конечном итоге это оказалось неустойчивым для использования в масляной живописи, особенно при смешивании с наиболее распространенными разбавителями, такими как льняное маслом, лак и скипидар. Если тщательно не разводили, битум никогда полностью не затвердеет и будет вовремя коррумпированной других пигментов , с которыми он вступает в контакт. Использование битума в качестве глазури , чтобы установить в тени или смешивать с другими цветами , чтобы сделать более темный тон привел к возможному ухудшению многих картин, например , те из Делакруа . Пожалуй, самым известным примером деструктивности битума Жерико «s Плот Медузы (1818-1819), где его использование битума вызвало яркие цвета выродиться в темно - зеленых и черных и краски и холст пряжкой.

Современное использование

Глобальное использование

Подавляющее большинство рафинированного асфальта используется в строительстве: прежде всего как составная часть продуктов , используемых в мощения и кровельные приложения. В соответствии с требованиями конечного использования, асфальт производится по спецификации. Это достигается либо путем переработки или смешивания. Подсчитано , что в настоящее время использование асфальта в мире составляет около 102 миллионов тонн в год. Приблизительно 85% всего производимого асфальта, используется в качестве связующего вещества в асфальтобетона для дорог. Он также используется в других мощеных областях , такие как взлетно - посадочные полосы, автостоянки и тротуары. Как правило, производство асфальтобетона включает смешивание мелких и крупных агрегатов , таких как песок , гравий и щебень с асфальта, который выступает в качестве связующего агента. Другие материалы, такие как полимеры , переработанных (например, резиновые шины ), могут быть добавлены к асфальту , чтобы изменить его свойство в соответствии с приложением , для которого асфальт, в конечном счете предназначен.

Еще 10% мирового производства асфальта используется в кровельных приложениях, где ее гидроизолирующие свойства являются бесценными. Остальные 5% асфальта используется в основном для уплотнения и изоляционных целей в различных строительных материалов, таких как трубы покрытий, ковровой плитки подложки и краски. Асфальт применяется в строительстве и ремонте многих структур, систем и компонентов, таких как следующие:

  • Автомобильные дороги
  • взлетно-посадочная полоса
  • Пешеходные дорожки и пешеходные дороги
  • Парковки
  • Беговые
  • Теннисные корты
  • Кровельные работы
  • Гидроизоляция
  • Плотины
  • Водохранилище и бассейн вагонка
  • звукоизоляция
  • покрытия для труб
  • Кабельные покрытия
  • Краски
  • Строительство гидроизоляции
  • Плитка основной гидроизоляции
  • Производство газеты чернил
  • и многие другие приложения

Прокат асфальтобетон

По величине использование асфальта для изготовления асфальтобетона для дорожных покрытий; это составляет примерно 85% от асфальта , потребляемого в Соединенных Штатах. Есть около 4000 асфальтобетон смесительных установок в США, и такое же количество в Европе.

Асфальтобетонное покрытие смесь , как правило , состоит из 5% асфальтового цемента и 95% агрегатов (камня, песка, гравия и). Из - за свою высокую вязкостью природы, асфальт цемент должен быть нагрет , поэтому он может быть смешан с агрегатами на асфальтовом объекте. Температура , необходимая изменяется в зависимости от характеристик асфальта и агрегатов, но теплая смесь асфальт технология позволяет производителям снизить температуру , требуемую.

Масса асфальтового мостового зависит от совокупного типа, асфальта, а содержания воздуха пустот. Средний пример в Соединенных Штатах составляет около 112 фунтов на квадратный ярд, на дюйм толщины дорожного покрытия.

Когда техническое обслуживание выполняется на асфальтовых покрытий, таких как фрезерование , чтобы удалить изношенную или поврежденную поверхность, при этом удаляют материал может быть возвращен на завод по переработке в новые смеси дорожного покрытия. Асфальт в снятом материале может быть возобновлен и положить обратно использовать в новых тротуарных смесях. С некоторыми 95% дорог с твердым покрытием конструкционными или покрытием с асфальтом, значительное количество асфальтового дорожного покрытия материала регенерируется каждый год. По данным отраслевых исследований , проводимых ежегодно Федеральной дорожной администрации и Национальной ассоциации асфальтового покрытия, более 99% асфальта удалены каждый год от дорожных покрытий в процессе расширения и шлифовка проектов повторно используется как часть новых тротуаров, дорожного полотна, плечи и набережных.

Асфальтобетон мощения широко используется в аэропортах по всему миру. Благодаря прочности и способности быть отремонтированы быстро, он широко используется для взлетно - посадочных полос .

Ачвальтированная

Мастика асфальт представляет собой тип асфальта , который отличается от плотного градуированного асфальта ( асфальтобетона ) в том , что он имеет более высокий асфальт ( связующее ) содержание, как правило , около 7-10% от всей совокупности смеси, в отличие от рулонного асфальтобетона, который имеет только около 5% асфальта. Это термопластичное вещество широко используется в строительной промышленности для гидроизоляции плоских крыш и танковать под землей. Мастика асфальт нагревают до температуры 210 ° C (410 ° F) и распространяется в слоях с образованием непроницаемого барьера около 20 миллиметров (0,8 дюйма).

битумная эмульсия

Ряд технологий позволяют асфальтовой быть смешаны при значительно более низких температурах. Они включают смешивание с нефтяными растворителями с образованием «сокращений» с пониженной температурой плавления или смешиванием с водой , чтобы превратить асфальт в эмульсию . Асфальтовые эмульсии содержат до 70% асфальта и обычно меньше , чем 1,5% химических добавок. Существуют два основных типа эмульсий с различным сродством к агрегатам, катионных и анионных . Асфальтовые эмульсии используются в самых различных областях применения. Гудронная включает распыление на поверхность дороги с битумной эмульсией с последующим слоем щебня, гравия или дробленого шлака. Шлам уплотнение предполагает создание смеси битумной эмульсии и мелкого щебня агрегата , который распространяется на поверхности дороги. Холодный смешанный асфальт может быть также изготовлен из битумной эмульсии для создания дорожных покрытий , аналогичных горячий смешанного асфальт, несколько дюймов в глубине, и асфальтовые эмульсии также смешаны в переработанной асфальт горячей смеси для создания недорогих дорожных покрытий.

Синтетическая сырая нефть

Синтетическая сырая нефть, также известная как Syncrude, является выходом из битума Upgrader объекта , используемый в связи с производством нефтеносного песка в Канаде. Битумные песков добывают , используя огромную (мощность 100 т) мощность лопату и загружены в еще большую мощность (400 тонн) самосвалы для движения к модернизации объекту. Процесс , используемый для извлечения битума из песка представляет собой процесс горячей воды , первоначально разработанный д - р Карл Кларк из Университета Альберты в течение 1920 - х годов. После извлечения из песка, битум подается в битумной Upgrader , который преобразует его в легкой сырой нефти эквивалент. Это синтетическое вещество достаточно жидкости , чтобы быть переданы с помощью обычных нефтепроводов и может быть подан в обычных нефтеперерабатывающих заводов без какой - либо дополнительной обработки. К 2015 году канадский битума для обогащения производило более 1 миллион баррелей (160 × 10 3  м 3 ) в сутки синтетической сырой нефти, из которых 75% был экспортирован на нефтеперерабатывающие заводы в Соединенных Штатах. ^

В Альберте пять битума для обогащения производство синтетической сырой нефти и различные других продуктов: Санкор энергия Upgrader вблизи Форта Макмюррей, Альберта производит синтетическую сырую нефть плюс дизельное топливо; в Синкруд Канады , канадских природных ресурсов и Nexen для обогащения в районе Форт Мак - Мюррей производства синтетического сырой нефти; и Shell Scotford Upgrader вблизи Эдмонтона производит синтетическую сырую нефть плюс промежуточное сырье для близлежащего Shell нефтеперерабатывающего завода. Шестой Upgrader, в стадии строительства в 2015 году около Redwater, провинции Альберта , модернизирует половину его сырой битумы непосредственно на дизельное топливо, а остальная часть продукции продаются в качестве сырья на близлежащие нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы.

Номера модернизированы сырой битум

Канадский битум по существу не отличается от масел , таких как венесуэльская сверхтяжелой и мексиканской тяжелой нефть в химическом составе, а реальная трудность перемещения чрезвычайно вязкие битумов через нефтепроводы на нефтеперерабатывающий завод. Многие современные нефтеперерабатывающие чрезвычайно сложны и может обрабатывать не-модернизирована непосредственно в битум продуктов , таких как бензин, дизельное топливо, и рафинированного асфальт без какой - либо предварительной обработки. Это особенно распространено в таких областях, как США побережье Мексиканского залива , где заводы были предназначены для переработки венесуэльской и мексиканской нефти, а также в таких областях, как США Средний Запад , где заводы были перестроены для переработки тяжелой нефти , как внутреннее производство легкой нефти снизилось. Учитывая выбор, такие тяжелые нефтеперерабатывающие заводы , как правило , предпочитают покупать битум , а не синтетическое масло , потому что стоимость ниже, а в некоторых случаях , потому что они предпочитают , чтобы производить больше дизельного топлива и меньше бензина. К 2015 году канадское производство и экспорт немодернизированного битума превысили количество синтетической сырой нефти на более чем 1,3 млн баррелей (210 × 10 3  м 3 ) в сутки, из которых около 65% был экспортирован в США. ^

Из-за трудностями перемещения сырого битума по трубопроводам, не-модернизирован битум обычно разбавляют газовый конденсат в виде называемой dilbit или синтетической сырой нефтью, называемой synbit . Тем не менее, для удовлетворения международной конкуренции, много не-модернизирована битум теперь продается как смесь нескольких сортов битума, обычный сырой нефти, синтетическую сырую нефть и конденсат в стандартизированном тесте продуктов , таких как Western Canadian Select . Эта кислая, тяжелая смесь сырой нефти рассчитана на единые характеристики переработки , чтобы конкурировать с международно на рынке тяжелых масел , такие как мексиканские майя или арабского Dubai Crude .

Матрица герметизации радиоактивных отходов

Асфальт был использован , начиная с 1960 - х годов в качестве гидрофобной матрицы с целью инкапсулировать радиоактивные отходы , такие как соли средней активности ( в основном растворимы нитрат натрия и сульфат натрия ) , полученных при переработке отработанного ядерного топлива или радиоактивных шламов из седиментации прудов. Bituminised радиоактивные отходы , содержащие высоко радиотоксических альфа-излучающие трансурановые элементы из заводов по переработке ядерного были произведены в промышленном масштабе во Франции, Бельгии и Японии, но этот тип кондиционирования отходов была отброшена , поскольку вопросы оперативно безопасности (риски пожара, как это имело место в битумизации завод в Токай заводе в Японии) и долгосрочные проблемы устойчивости , связанные с их геологического захоронения в глубоких горных породах. Одной из главных проблем является опухоль асфальта подвергается воздействию радиации и воды. Асфальт опухоль сначала индуцированное излучение из-за присутствия водорода пузырьков газа , генерируемых альфа и гамма радиолиза . Второй механизм является матрицей набухания , когда инкапсулированные гигроскопичные соли подвергаются воздействию воды или влаги начинают регидратации и для растворения. Высокая концентрация соли в поровом растворе внутри bituminised матрицы затем отвечает за осмотические эффекты внутри bituminised матрицы. Вода движется в направлении концентрированных солей, асфальт выступает в качестве полупроницаемой мембраны . Это также приводит к тому , матрица набухать. Давление набухания за счет осмотического эффекта при постоянном объеме может быть столь же высоким , как 200 бар. Если не удалось должным образом, это высокое давление может вызвать переломы в ближнем поле утилизации галереи bituminised отходов среднего уровня. Когда bituminised матрица была изменена набухания, инкапсулированные радионуклиды легко выщелачивают при контакте грунтовых вод и выпустили в геосферой. Высокая ионная сила концентрированного солевого раствора также способствует миграции радионуклидов в глине вмещающих пород. Наличие химически реактивного нитрат также может влиять на окислительно - восстановительные условиях , преобладающие в вмещающих породах путем создания условий окисляющих, предотвращая уменьшение окислительно - восстановительных чувствительных радионуклидов. Под их более высокой валентностью, радионуклиды элементов , такие как селен , технеций , уран , нептуний и плутоний имеют более высокую растворимость и также часто присутствует в воде , как не-запаздывающие анионы . Это делает удаление среднего уровня bituminised отходов очень сложной задачей.

Различные типы асфальта были использованы: продутый битум (частично окисляется кислородом воздуха при высокой температуре после перегонки, и тяжелее) и прямой перегонки битума (мягче). Окисленные битумы, как Mexphalte, с высоким содержанием насыщенных углеводородов, более легко биодеградации микроорганизмами, чем прямой перегонки битума, с низким содержанием насыщенных углеводородов и высоким содержанием ароматических углеводородов.

Бетон герметизация радиоактивных отходов в настоящее время считается более безопасной альтернативой в атомной промышленности и организации по обращению с отходами.

Другие области применения

Кровля составляет большую часть оставшегося потребления асфальта. Другие области применения включает скот спрей, забор-пост - процедуру и гидроизоляцию для тканей. Асфальт используется для Японии черный , а лак , известный особенно для его использования на железо и сталь, а также используется в лакокрасочной и маркерных чернил некоторыми внешними компаниями снабжения краской , чтобы увеличить устойчивость к погодным условиям и неизменность краски или чернил, и чтобы сделать цвет темнее. Асфальт также используется для герметизации некоторых щелочных батарей во время производственного процесса.

производство

Типичный завод асфальта для изготовления асфальта

Около 40 миллионов тонн были произведены в 1984 году, получаются как «тяжелая» (то есть, трудно отогнать) фракцию. Материал с температурой кипения выше , чем приблизительно 500 ° C, считается асфальт. Вакуумная перегонка отделяет его от других компонентов в сырой нефти (например, нафта , бензин и дизельное топливо ). Полученный материал , как правило , дополнительно обрабатывают , чтобы извлечь небольшие , но ценные количества смазочных материалов , а также регулировать свойства материала в соответствии с приложениями. В де-асфальтирование блока , сырой асфальт обрабатывают либо пропана или бутана в сверхкритической фазе , чтобы извлечь более легкие молекулы, которые затем разделены. Дальнейшая обработка возможна с помощью «выдувания» продукта , а именно: его реакции с кислородом . Этот шаг делает продукт тяжелее и более вязким.

Асфальт обычно хранится и транспортируется при температуре около 150 ° C (302 ° F). Иногда дизельное топливо или керосин смешивают в перед отправкой , чтобы сохранить ликвидность; после доставки, эти легкие материалы разделены из смеси. Эта смесь часто называют «битумами сырьем», или BFS. Некоторые самосвалы маршрута горячий выхлоп двигателя через трубу в теле свалки , чтобы сохранить тепло материала. Задние части самосвала , несущих асфальт, а также некоторые погрузочно - разгрузочное оборудование, также обычно опрыскивают смазывающего средства перед заполнением , чтобы помочь освобождения. Не Дизельное топливо больше не используются в качестве агента высвобождения из - за экологические проблемы.

Нефтеносные пески

Встречающиеся в природе сырой битум , пропитанные в осадочных породах является основным сырьем для добычи нефти из « нефтяных песков », в настоящее время в стадии разработки в провинции Альберта, Канада. Канада имеет большую часть мировых поставок природного битума, охватывающую 140000 квадратных километров (площадь больше , чем в Англии), придавая ей вторые по величине доказанных запасов нефти в мире. В нефтеносных песках Атабаски являются крупнейшей битумной месторождение в Канаде и только один доступный для горных работ , хотя последние технологические достижения привели к более глубоким месторождениям становятся производимым в точке методов. Из - за нефть роста цен после 2003 года , по производству битум стал весьма прибыльным, но в результате спада после 2014 года он стал нерентабельным снова строить новые заводы. К 2014 году канадская добыча сырого битума в среднем около 2,3 млн баррелей (370000 м 3 ) в день , и, согласно прогнозам, увеличится до 4,4 млн баррелей (700 000 м 3 ) в сутки к 2020 году общего количества сырого битума в провинции Альберт , которые могут быть извлечены оценивается в около 310 миллиардов баррелей (50 × 10 9  м 3 ), которые в размере 4,400,000 баррелей в день (700 000 м 3 / сут) будет длиться около 200 лет. ^

Альтернативы и bioasphalt

Хотя неконкурентоспособные экономически, асфальт может быть изготовлен из ненефтяных на основе возобновляемых ресурсов , такие как сахар, меласса и рис, кукуруза и картофель крахмалы . Асфальт также могут быть изготовлены из отходов путем фракционной перегонки использованного моторного масла , которое иногда удалялись иным путем сжигания или захоронения на свалки. Использование моторного масла может привести к преждевременному растрескиванию в условиях холодного климата, в результате чего дороги , которые должны быть repaved чаще.

Ненефтяном на основе асфальта связующие могут быть сделаны светлого цвета. Зажигалка цвета дороги поглощают меньше тепла от солнечной радиации, уменьшая их вклад в городской тепловой островной эффект. Стоянки , которые используют асфальтовые альтернативы называются зелеными паркингами .

албанские депозиты

Selenizza является естественным твердым углеводородом битума нашел в родных месторождениях в Selenice , в Албании , единственной европейской асфальтовой шахта до сих пор. Битум встречается в виде жил, заполнение трещин в более или менее горизонтальном направлении. Содержание битума варьируется от 83% до 92% (растворимый в сероуглероде), со значением проникновения вблизи нуля и температурой размягчения (кольцо и шар) около 120 ° C. Нерастворимые вещества, состоящие в основном из кремнезема руды, составляет от 8% до 17%.

Албанский добыча битумного имеет долгую историю и практиковался организованно римлянами. После столетий молчания первых упоминаний о албанском битум появился только в 1868 году, когда француз Coquand опубликовала первое геологическое описание месторождений албанского битума. В 1875 году, права эксплуатации были предоставлены османским правительством и в 1912 году они были переданы итальянской компании Симса. С 1945 года шахта была использована албанским правительством и с 2001 по сегодняшний день руководство перешло к французской компании, которая организовала процесс добычи для производства природных битумов в промышленном масштабе.

Сегодня шахта преимущественно эксплуатируется в шахтной карьере, но некоторые из многих подземных шахт (глубоких и проходящей через несколько км) до сих пор остаются жизнеспособными. Selenizza производится в основном в гранулированной форме, после плавления битума частей, выбранных в шахте.

Selenizza в основном используется в качестве добавки в дорожно-строительной отрасли. Он смешивается с традиционным асфальтом, чтобы улучшить и вязкоупругие свойства и стойкость к старению. Это может быть смешанно с горячим асфальтом в цистернах, но его гранулированный вид позволяет ему быть подан в смесителе или в кольце рециркуляции нормальных асфальтовых заводов. Другие типичные области применения включают в себя производство мастичных асфальтов для тротуаров, мостов, автостоянок и городских дорог, а также бурового раствора добавки для нефтяной и газовой промышленности. Selenizza доступна в виде порошка или в гранулированном материале различных размеров частиц и упаковывают в мешки или в термических плавких полиэтиленовых мешках.

Оценка жизненного цикла изучение естественного selenizza по сравнению с петролейным асфальта показало , что воздействие на окружающую среду selenizza составляет около половины воздействия дорожного асфальта , произведенного в нефтеперерабатывающих заводов с точки зрения выбросов двуокиси углерода.

экономика

Несмотря на то, асфальта, как правило, составляет всего от 4 до 5 процентов (по весу) дорожного покрытия смеси, в качестве связующего тротуара, она также является самой дорогой частью стоимости дорожно-тротуарной материала.

Во время раннего использования асфальта в современном мощении, нефтепереработка отдала его. Тем не менее, асфальт, сегодня очень торговал товар. Его цены существенно возросли в начале 21-го века. В докладе правительства США говорится:

«В 2002 году асфальт продается по цене около $ 160 за тонну. К концу 2006 года стоимость удвоилась до примерно $ 320 за тонну, а затем он почти удвоился снова в 2012 году до примерно $ 610 за тонну.»

В докладе указывается, что «средняя» 1 миля (1,6 км) -длинные, четыре полосы шоссе будет включать в себя «300 тонн асфальта», который, «в 2002 году будет стоить около $ 48000. К 2006 году это было бы увеличено до $ 96000 и к 2012 году до $ 183000 ... увеличение примерно на $ 135000 за каждую милю шоссе всего за 10 лет «.

Здоровье и безопасность

Люди могут подвергаться воздействию асфальта на рабочем месте, вдыхая паров или поглощения кожи. Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) установила рекомендуемый предел воздействия 5 мг / м 3 в течение 15-минутного периода.

Асфальт является в основном инертным материалом , который должен быть нагрет или разбавленным до точки , где она становится работоспособной для производства материалов для дорожного покрытия, кровли и других приложений. При изучении потенциальной опасности для здоровья , связанных с асфальтом, то Международное агентство по изучению рака (IARC) определено , что параметры приложения, в основном температуры, которые влияют на профессиональное облучение и потенциальные биодоступной канцерогенного опасности / риска выбросов асфальта. В частности, температура выше , чем 199 ° C (390 ° F), как было показано, дают больший риск , чем при экспозиции асфальт нагревают до более низких температурах, таких как те , которые обычно используют в производстве смеси асфальтового покрытия и размещения. МАИР классифицировал как асфальт класса 2В возможного канцерогена.

Асфальтосмесительная установка для горячего заполнителя

Смотрите также

Заметки

Рекомендации

источники

внешняя ссылка