В составе битумных (природных и нефтяных) материалов различают несколько групп веществ, смесь которых образую, сложную коллоидную систему.
- Масла (жидкие) — эти вещества самые легкие из составлюющих битума. Их удельный вес меньше единицы. Масла служат растворителями для твердых частей битумов, и от их содержания зависит мягкость битумов.
- Смолы (твердые аморфные вещества) удельный вес и близок к единице, температура размягчения ниже 100°. Содержание смол в битуме обусловливает степень его пластичности.
- Асфальтены— твердые и хрупкие кристаллические веществ.
При нагревании они вспучиваются и разлагаются; удельный вес их больше единицы. Асфальтены можно получить из маслянистых и смолистых продуктов длительным нагреванием с продувкой воздухом. Под действием солнечного света в битумах образуется все больше хрупких веществ: материал стареет.
Карбены и карбоиды твердые углеродистые вещества, образующиеся при высоких температурах.
Асфальтены, карбены и карбоиды находятся в битумах тонкодисперсном состоянии; от их содержания зависит твердое битумов. Кроме того, в составе нефтяного битума могут содержаться сера и парафин.
Примесь кристаллического парафина понижает качества нефтяного битума; он становится хрупким. Поэтому в битумах для ответственных строительных работ содержание парафина ограничивается (обычно не больше 1%).
Природный битум представляет собой органическое вещее во черного цвета, без запаха, в нагретом состоянии пластично. При нагревании битум постепенно размягчается и становится жидким, при охлаждении же затвердевает. Битум легко загорается и горит коптящим пламенем; он нерастворим в воде, но может содержать водорастворимые примеси.
Свойства битумных материалов
Битум обладает способностью прилипать к поверхности камня, металла, дерева и других материалов; это свойство используется при применении его в строительстве в качестве вяжущего вещества. Он относительно стоек отношению к действию кислот,но при длительном действии серной и азотной кислот свойства его ухудшаются.
Природный битум в чистом виде встречается редко. Больше имеется асфальтовых горных пород, пропитанных битумом, или природной тесной смеси битума с тонкими минеральными веществами, например с каменной пылью. Такая смесь называется природным асфальтом. Содержание битума в этих породах колеблется от 4 до 18%.
Из асфальтовых песчаников извлекают битум, а асфальтовые известняки и доломиты используются для изготовления асфальтовых порошка и мастики.
Извлекают битум двумя способами:
- вываркой, т. е. нагреванием измельченной породы в горячей воде, при этом битум всплывает на поверхность, исчерпывается, а затем высушивается;
- экстрагированием, т. е. растворением битума в трихлорэтилене или другом дешевом растворителе, не действующем на неорганическую часть породы, с последующим сливанием и выпариванием растворителя.
Экстрагирование дает значительно более полное извлечение битума, при вываривании же выход битума составляет всего 50%.
