Таблица плотности, теплопроводности и паропроницаемости различных строительных материалов

Оглавление

Маркировка

Большое разнообразие битумов привело к необходимости к разделению материала на группы. Так появилась маркировка строительного вещества. Она включает в себя происхождение и назначение материала, температуру его нагрева и пенетрации. Рассмотрим пример БНК 90/30:

  • БНК – битум нефтяной кровельный;
  • 90 – оптимальная температура нагрева твердого вещества для плавления;
  • 30 – величина пенетрации, то есть размер проникновения иглы пенетрометра в битум при 25°С в мм.

Битум нефтяной общего назначения

Марки битума строительного, который используют для гидроизоляции конструкций обмазочным методом – БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10. Стоит отметить: чем выше числитель дроби-обозначения, то есть температура размягчения, тем ниже пенетрация.

Подвид строительного битума – изоляционный: БНИ-IV-3, БНИ-IV. Таким обрабатывают подземные трубопроводы для защиты их от коррозии.

Удельный вес битума – 0,95…1,50 г/см3.

Битум кровельный

Рулонные материалы (рубероид, рубемаст, еврорубероид и другие), мягкая черепица шинглас изготавливают из кровельного битума марок:

  • БНК 90/30 используют для покрытия кровли, организации финишного слоя;
  • БНК 40/180 подходит для пропитывания поверхностей с целью гидроизоляции;
  • БНК 45/190 служит материалом для изготовления кровельных материалов.

Температура плавления битума у кровельной разновидности материала небольшая, она не обязательно пропорциональна твердости покрова. Для данного типа важна пластичность листа, которую обеспечит полотно именно с мягкой текстурой.

Дорожный битум

В группу дорожных битумов входят несколько разновидностей материала по марке. Основное их отличие – климатическая зона, ведь дороги – это ответственные коммуникации. Рассматривая регионы, определяют максимальные и минимальные температуры:

  • Для регионов с низкими температурами, зимой редко поднимающимися выше -20°С выбирают битумы марок БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300.
  • Для умеренной зимы -20…-10°С подходят марки БНД 60/90 и ранее перечисленные 90/130, 130/200, 200/300.
  • На местности с температурами зимой в пределах -10…-5°С дорожное полотно укладывают с применением битума БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300.
  • Для теплых регионов со средней температурой зимой +5°С применяют углеводороды марок БНД 40/60, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300 и ранее перечисленные.

Из чего делают?

Искусственный битум производится на основе гудрона – остаточного материала после крекинга (расщепления) нефти. Гудрон, который представляет собой нефтяной остаток после выделения газов, жидкостей разной степени густоты, являющихся таковыми при комнатной температуре, подвергают одной из трёх процедур.

  1. Осаждение тяжёлых фракций нефтяных остатков с использованием пониженного давления (вакуума). Полученный состав обладает достаточной легкоплавкостью и мягкостью. Сырьём для производства «вакуумного» битума является нефть с повышенным содержанием серы и смолы.
  2. Гудрон окисляют, разогрев его до температуры порядка 200 градусов и продувая воздухом. При продувании разогретого гудрона чистым кислородом выходит относительно термостабильный стройматериал.
  3. Применение дистиллятов при смешанном составе гудрона. Последний может содержать в разных пропорциях окисленный и остаточный гудрон.

Полученный битум классифицируется по определённым признакам. Он поставляется в виде брикетов, которые допустимо укладывать в штабели – при невысоких температурах хранения.

Таблица теплопроводности материалов на Б[adsp-pro-18]

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Базальт 2600…3000 3.5 850
Бакелит 1250 0.23
Бальза 110…140 0.043…0.052
Береза 510…770 0.15 1250
Бетон легкий с природной пемзой 500…1200 0.15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня 2400 1.51 840
Бетон на вулканическом шлаке 800…1600 0.2…0.52 840
Бетон на доменных гранулированных шлаках 1200…1800 0.35…0.58 840
Бетон на зольном гравии 1000…1400 0.24…0.47 840
Бетон на каменном щебне 2200…2500 0.9…1.5
Бетон на котельном шлаке 1400 0.56 880
Бетон на песке 1800…2500 0.7 710
Бетон на топливных шлаках 1000…1800 0.3…0.7 840
Бетон силикатный плотный 1800 0.81 880
Бетон сплошной 1.75
Бетон термоизоляционный 500 0.18
Битумоперлит 300…400 0.09…0.12 1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74) 1000…1400 0.17…0.27 1680
Блок газобетонный 400…800 0.15…0.3
Блок керамический поризованный 0.2
Бронза 7500…9300 22…105 400
Бумага 700…1150 0.14 1090…1500
Бут 1800…2000 0.73…0.98

Таблица теплопроводности материалов на Па-Пен

Материал Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Пакля 150 0.05 2300
Панели стеновые из гипса DIN 1863 600…900 0.29…0.41
Парафин 870…920 0.27
Паркет дубовый 1800 0.42 1100
Паркет штучный 1150 0.23 880
Паркет щитовой 700 0.17 880
Пемза 400…700 0.11…0.16
Пемзобетон 800…1600 0.19…0.52 840
Пенобетон 300…1250 0.12…0.35 840
Пеногипс 300…600 0.1…0.15
Пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29
Пенопласт ПС-1 100 0.037
Пенопласт ПС-4 70 0.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) 65…125 0.031…0.052 1260
Пенопласт резопен ФРП-1 65…110 0.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70) 40 0.038 1340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78) 100…150 0.041…0.05 1340
Пенополистирол «Пеноплекс» 35…43 0.028…0.03 1600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75) 40…80 0.029…0.041 1470
Пенополиуретановые листы 150 0.035…0.04
Пенополиэтилен 0.035…0.05
Пенополиуретановые панели 0.025
Пеносиликальцит 400…1200 0.122…0.32
Пеностекло легкое 100..200 0.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73) 200…400 0.07…0.11 840
Пенофол 44…74 0.037…0.039

Сферы использования

Конечно, битумы (как строительные материалы) получили крайне широкое распространение в гидротехническом, дорожном или промышленно-коммерческом строительстве. Сегодня они используются в виде кровельных материалов, способствуют коммерческому строительству и используются при дорожно-ремонтных работах.

Вяжущее органическое вещество отлично сочетается и взаимодействует с резиной или полимером, что позволяет только улучшить общее качество битумных изделий в соответствии с требованиями и нормами современного строительства.

На видео подготовка и использование дорожного битума марок БНД 90/130 и БНД 60/90:

Добыча природных битумов:

Чистый природный битум встречается довольно редко. В основном он встречается в составе битуминозных песков. Разработка месторождений природных битумов зависит от физических свойств исходного сырья, глубины и условий залегания.

Добычу природного битума из битуминозных песков производят в основном шахтным или карьерным способом. Этот способ заключается в том, что порода целиком извлекается на поверхность и битум экстрагируется с помощью растворителя или горячей воды. Коэффициент извлечения битума при этом составляет 85-90 %.

Скважинными внутрипластовыми способами разрабатывают месторождения жидких природных битумов, залегающих на глубине более 100 метров. Этим способом добывают битумы сквозь скважины, пробуренные на поверхности, путем термического воздействия на насыщенные битумом породы. При этом коэффициент извлечения битума составляет в среднем 30 %.

Есть еще способ добычи битумов в шахтах с помощью системы дренажных скважин, прорубленных из горных выработок. Это шахтный дренажный способ добычи. Битум вытекает самотеком через эту систему скважин.

Инструкция по применению

Нормированный расход состава БН-70/30 на покрытие любых поверхностей – до 2 кг/м2. Расход стройматериала на битумной основе определяется видом и характером производимой работы, толщиной покрытия и структурой изолируемой от воды поверхности. Состав наносится, к примеру, на поверхность бетонного фундамента, с возможным подмешиванием керосина, бензина, уайт-спирита или нефраса.

Растекание расплавленного под действием источника открытого огня возможно лишь на объектах, где отсутствуют легковоспламеняемые и сгораемые строительные материалы и конструкции. Если использование, к примеру, газовой горелки запрещено, на помощь мастерам придут растворяющие присадки.

Гидроизоляционный материал, наносимый без применения пламени, выше по денежным затратам – однако работа выполнится заметно быстрее, что благоприятно скажется на своевременной сдаче объекта в эксплуатацию. Стройматериалы с битумным составом выпускаются в основном в виде рулонов (рубероид), кусков или брикетов (цельная, отвердевшая консистенция) или в качестве распыляемых сред. Конкретный выбор зависит от клиента.

Перед началом малярных работ, связанных с нанесением битумного состава, стену, фундамент или перекрытие очищают и промывают от пыли, грязи и мусора, затем тщательно высушивают. Посторонние предметы и материалы нужно убрать из зоны проведения работ. Все ненужные, посторонние среды ухудшат качество наносимой гидроизоляции.

Состав перед расплавлением достают из упаковки, разбивают на куски, помещают в металлический бак – и прогревают, оставив крышку приоткрытой. Объёмное заполнение выбранной тары – на три четверти. Когда состав расплавится, его помешивают – это позволит полностью расплавить весь засыпанный в тару объём, избавившись от воздушных пустот.

При полном отсутствии недоплавленных кусков и пены данный стройматериал готов к нанесению на подготовленную поверхность.

Свойства

БН 90/10 относится к группе искусственных строительных битумов. Искусственные битумы – аморфные вещества, не имеющие температуры плавления. Они устойчивы к кислотам и щелочам. Отличительное свойство – гидрофобность. Именно это свойство играет решающую роль при использовании данного материала в качестве гидроизоляции. Помимо этого, битумы обладают рядом других уникальных эксплуатационных свойств:

  • легко смешиваются с измельчёнными каменными фракциями и песком за счёт способности размягчаться и переходить в жидкое состояние при нагревании;
  • без труда разжижаются с помощью растворителей (дизельное топливо, бензин и прочее);
  • обладают способностью образовывать искусственный камень при смешивании с минеральными материалами.

Есть и некоторые недостатки:

  • склонность к размягчению при повышенных температурах;
  • хрупкость при пониженных значениях температуры окружающего воздуха;
  • низкие механические свойства (в первую очередь, прочность и упругость);
  • повышенная склонность к пересыханию (старение);
  • нестойкость к бензину, скипидару, спирту и другим органическим растворителям.

Для чего используют БНД 90 130

БНД используют для прокладки дорог. Поскольку обычно дороги укладывают в теплое время года, вязкий битум нефтяной дорожный отлично подходит для этого. Его главная задача — связать минеральное ядро смеси в единое целое. Это обеспечивает техническую и эксплуатационную надежность дорожных покрытий в разных климатических и погодных условиях. Битум марки БНД 90 130 применяют для того, чтобы: • уложить шоссе • проложить городскую автомобильную проезжую часть • построить пешеходные тротуары • создать напольные покрытия в промышленных зданиях: цехах, ангарах, заводах, складах. • построить взлетно-посадочные полосы аэродрома.

Паспорт качества битума

Реализуемый предприятиями битум должен соответствовать нормативам ГОСТ 2245-90. Однако сегодня многие компании выпускают продукцию этого вида с улучшенными характеристиками. Поэтому к битумам той или иной новой марки прилагаются специальные, заверенные начальниками лабораторий сертификаты, называемые также паспортами. В них указываются такие параметры, как пенетрация, дуктильность, температура размягчения продукта и т. д.

Выдается такой документ не только на вязкий, но и на битум нефтяной дорожный жидкий МГ. Паспорт качества является гарантией соответствия характеристик материала заявленным производителем. На документе в обязательном порядке проставляется печать предприятия.

Конечно же, должен иметься паспорт на битум жидкий нефтяной дорожный СГ, а также на кровельный и изоляционный. К новым маркам этого материала можно отнести, к примеру, БНД-У и Евро БВ. В отношении них нормативы качества определяются не ГОСТом, а ТУ и СТО. При производстве Евро БВ учитывается также требования евростандарта EN 12591.

Технические характеристики и маркировка

Вещество аморфно: являясь материалом твердым, при воздействии температуры (160-200 градусов), битум переходит в жидкое состояние. Им можно пропитывать поверхности, придавая им влагостойкость. При охлаждении, происходит процесс полимеризации, благодаря чему объекты, смоченные битумом, надежно склеиваются, а последний застывает, образуя беспористый непроницаемый слой. Вязкость напрямую зависит от температуры: на холоде он густей очень быстро.

Благодаря хорошим диэлектрическим свойствам, применяется материал также для изоляции.

Битум устойчив к действию агрессивных веществ: щелочей, кислот, солевых растворов, но, как упоминалось, растворяется в ацетоне, бензоле и других растворителях.

Упругий и гидрофобный материал изменяет свойства под воздействием ультрафиолетовых лучей и воздуха. Эти показатели снижаются, как и содержание масел и смол.

Состав

Существует несколько разновидностей битума, но все они включают в свой состав:

  • смолы (20-40% от общего объема). Улучшают сцепление с поверхностями;
  • масла нефтяные (30-60%). Отвечает за пластичность и вязкость;
  • кислоты асфальтогеновые (до 3%). Необходимы для обеспечения липкости покрытия;
  • асфальтены (10-40%). Обеспечивают веществу твердость и тугоплавкость.

Классификация битума по происхождению

Битумы, по методу их получения, делятся на 2 группы – природные, извлекаемые как ископаемое из горных битумных пород, и искусственные. Битумы природные отличаются от нефтяных низким содержанием парафина и высоким – минералов.

Технический (искусственный) битум

Искусственный битум (технический) – это вторичный продукт нефтеперегонки. Гудрон, образующийся после отбора из исходного сырья топлива и смазки, подвергают нагреву или продуву, получая эластичный нефтяной битум с высоким показателем теплоустойчивости.

Состав и качества битумных эмульсий

Битумная эмульсия – это однородная смесь двух не растворяющихся друг в друге веществ: битума и воды. Поверхностно-активные вещества, добавляемые в состав эмульсии в процессе приготовления, не позволяют частицам битума объединяться. Процентное соотношение латекса как вяжущего вещества в эмульсии позволяет изменять в ту или иную стороны свойства битума.

По способу приготовления различают эмульсии:

Относительно процентного соотношения битума в составе:

Наиболее востребованы 2 и 3 категории.

Эмульсия используется в обычных условиях и не несет угрозы здоровью человека, вреда окружающей среде. После нанесения битумная эмульсия качественно проникает во все поры и неровности покрытия, быстро сохнет за счет испарения воды, битум покрывает поверхность прочным слоем.

Если состав эмульсии выполнен правильно, с соблюдением всех технологических норм, то он не растекается, а быстро впитывается наполнителем. Применение битумных эмульсий позволяет снизить расход битума при дорожном строительстве практически до 30%. При этом в среднем удельный вес эмульсии битумной составляет 1,05 кг/дм3.Плотности битумной эмульсии представлены в таблице

Вещество Плотность
Битумная эмульсия т/м3 кг/м3 кг/л г/см3
1,05 1050 1,05 1,05

Такие качества инновационного материала в сравнении с привычными битумными мастиками и чистым битумом открывают гораздо более широкий горизонт употребления. Кроме дорожного строительства, ремонта кровли, эмульсии можно использовать в закрытых помещениях при устройстве санузлов, ванных, бассейнов, гидроизоляции различных узлов конструкций.

Складочная плотность некоторых крупнокусковых отходов и материалов

Материал или продукт Складочная плотность, т/м3
сырые (50-50%) сухие (8-12%)
Древесные отходы:
рейка обзольная, обрезки длинномерные
хвойных пород(сосна,ель) 0,30-0,35 0,20-0,25
березовые 0,40-0,45 0,28-0,35
осиновые 0,32-0,38 0,20-0,22
лиственничные 0,42-0,48 0,30-0,38
дубовые 0,44-0,52 0,35-0,40
короткомер крупный
хвойных пород 0,42-0,50 0,32-0,40
березовые 0,52-0,60 0,40-0,45
осиновые 0,42-0,48 0,30-0,39
лиственничные 0,55-0,63 0,43—0,48
дубовые 0,57-0,65 0,45-0,53
короткомер и обрезки мелкие
хвойных пород 0,32-0,40 0,22-0,30
березовые 0,42-0,48 0,30-0,40
осиновые 0,35-0,40 0,22-0,30
лиственничные 0,45-0,55 0,32-0,40
дубовые 0,48-0,58 0,36-0,42
кора полусухая (30-40% и сырая (80%)
еловая 0,60-0,65 0,20-0,23
сосновая 0,53-0,55 0,18-0,23
лиственничная 0,60-0,65 0,20-0,25
березовая 1,25-1,30 0,41-0,47
Брикеты угольные 0,40-0,50
Лом и отходы вторичных черных металлов:
лом и отходы доменного производства 2,00-3,00
лом и отходы сталеплавильного производства 2,00-4,00
обрезь и брак швеллеров, балок и угловой стали 1,50-1,80
обрезь жести 0,20-0,35
обрезь труб 0,10—0,35
лом и отходы чугунолитейных и ремонтных цехов 1,80-2,80
стальные конструкции 1,50
лом агрегатный тяжеловесный 1,00-3,00
лом агрегатный легковесный 0,10-1,00
стальной лом для пакетирования 0,10-0,30
смешанный стальной лом 0,20-0,80
лом чугунный машинный 2,00-3,00
лом чугунный сантехнической арматуры 0,30-0,90
изложницы чугунные 3,00-3,50
тросы в бунтах 0,40-0,60
стружка стальная вьюнообразная 0,20-0,35
стружка стальная смешанная 0,35-0,85
брикеты из стальной и чугунной стружки 2,50-3,00
Твердые бытовые отходы, в целом 0,20-0,40
в том числе:
макулатура смешанная 0,06-0,08
пищевые остатки 0,40-0,55
древесные отходы 0,20-0,40
лом и отходы металлические мелкокусковые 0,20-0,60
текстильные изделия 0,15-0,25
стеклобой 0,34-0,48
кожанные и резиновые отходы 0,20-0,25
полимерные материалы 0,03-0,10
кости, камни 0,50-1,50

Где добывают природные битумы

Процедура получения и комплексного превращения природных битумов осуществляется в следующем порядке:

Исходя из условий расположения и физических характеристик сырья процесс разработки месторождений природных битумов ведется такими методами:

Рудничные (карьерный и шахтный) методы подходят для разработки месторождений с битумонасыщенностью вмещающих пород более 10 % и глубиной залегания 60 — 90 метров. Доля добычи битума при этом составляет около 85 — 90 %. Именно так добывается битум на Ярегском нефтяном месторождении в Республике Коми. Скважинные методы подходят для разработки месторождений жидких природных битумов, к примеру, битуминозной нефти. Глубина залегания таких месторождений превышает 100 метров. Такой метод позволяет добиться коэффициента нефтеотдачи лишь 30 %. Различные природные битумы – это еще не товарный продукт, как нефть или газ. Чтобы получить товарный продукт нужно осуществлять дополнительные технологические процессы. Нефтяные битумы можно получить на нефтеперерабатывающем заводе из различных видов нефти, которые имеют различный химический состав. На перерабатывающем предприятии нефть перегоняют с выделением фракций:

Остаточные продукты по окончанию отбора более легких по массе фракций — гудрон, крекинг — далее применяют как сырье для производства нефтяных битумов определенных параметров. Сегодня существуют такие методы получения нефтяных битумов:

Физические свойства битума:

Наименование параметра: Значение:
Плотность, г/см3 (зависит от температуры, давления и химического состава) от 0,965 до 1,5
Плотность, кг/м3 (зависит от температуры, давления и химического состава) от 965 до 1500
Агрегатное состояние твердое или смолоподобное вещество
Цвет черный
Теплопроводность, Вт/(м∙°С) 0,17-0,27
Температура размягчения*, оС* от 35 (мальты) до неплавких (кериты, антраксолиты, гуминокериты)
Удельная теплоёмкость, кДж/(кг∙К) 1,591-1,968
Диэлектрическая проницаемость 2,5-3,3
Удельная электрическая проводимость, Ом-1∙см-1 1∙10-14

Примечание:

* Битум является аморфным веществом, не имеющим температуры плавления. Его переход из твердого состояния в жидкое характеризуют температурой размягчения. Температуру размягчения обычно определяют прибором «кольцо и шар», который помещают в сосуд с водой. Температура размягчения определяется температурой нагреваемой воды, при которой металлический шарик, под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное исследуемым битумом.

Разновидности

Битумы классифицируются по нескольким признакам. Первый критерий – происхождение и состав.

  1. Природные битумы получают при добыче нефтяных полезных ископаемых. Их основной состав – углеводороды и производные, которые получаются при активном окислении нефтяных веществ в недрах земли. Природный углеводород может быть твердым или вязким. В привычном виде вещество получают на производстве, отделяя нужные фракции.
  2. Битумы для укладки асфальта получают при добыче пористых полезных ископаемых, залегаемых глубоко в недрах земной коры. Породу измельчают вместе с углеводородным веществом, получается материал для дорожных работ.
  3. Строительный битум – это синтетический продукт, получаемый из нефти промышленным путём. Материал используют для гидроизоляции конструкций и производства кровельных рулонных материалов и мягкой черепицы. Синтетический углеводород твердой структуры, для применения его растапливают до жидкого состояния, после чего он снова фиксирует свою форму уже на рабочей поверхности.

Способы (область) применения

Битум – древнейший строительный материал, который был известен человеку еще в эпоху неолита. Тогда его использовали для изготовления посуды, изоляции редких видов дерева в строительстве, в качестве связующего в мозаиках из полудрагоценных камней и раковин.

Природный битум – не товарный продукт. Чтобы сделать его таким, необходимы дополнительные технологические процессы. После этого материал становится подходящим для использования в разных сферах:

  • В строительстве. Ввиду нерастворимости в воде материал используется в гидроизоляционных работах. В отношении зданий и сооружений, трубопроводов, фундаментов.
  • В дорожных работах. Битум активно используется при изготовлении асфальтобетона.
  • В кровельных работах. Из битума производят мягкие кровельные материалы: рулонные и в виде черепицы. Примеры: рубемаст, гидростеклоизол, рубероид, мастика, пергамин, битумная бумага, стеклоэласт.

При использовании в строительстве битум проявляет несколько недостатков: низкую упругость, склонность к высыханию и высокую термочувствительность, которая проявляется в виде хрупкости при низкой и размягчении при высокой температуре. Чтобы устранить эти минусы, используют модифицированный битум, в который добавляют модификаторы, улучшающие свойства продукта.

Дополнительно битум используют как электроизоляцию в электротехнической промышленности, в отделке деревянных, кожаных и бумажных изделий, в изготовлении аккумуляторных мастик, изготовлении кабельной и лакокрасочной продукции, в прецизионном литье.

Жидкие составы в строительстве

Битум для асфальта обычно имеет очень большую степень вязкости. Однако иногда при заливке покрытий используют и жидкие разновидности этого материала. Применяют их в основном для удлинения сезона дорожных работ. Жидкий битум в определенных пропорциях добавляют в вязкий. В результате покрытие при пониженных температурах не застывает слишком быстро. Изготавливают жидкие битумы из вязких путем добавления дистиллятных фракций.

При выполнении ремонтных работ используется также материал средней вязкости. Его применяют для обработки уже очищенной карты. Норма расхода битума при укладке асфальта в этом случае не слишком большая и составляет всего 0.5 л/м2.