MATERIALE BITUMINOASE

Sedimentele oragnice de pe fundul marii si carbonul asociat imbogatit constituie baza pentru formarea depozitelor de petrol,asfalt natural si bitum.Temperaturile ridicate si presiuni de peste milioane de ani au transformat aceste substante in petrol.In depozite naturale de bitum apar frecvent impreuna cu incluzii de minerale fine sub forma de asfalt natural.In jurul anilor 3000 .Hr. bitumul a fost folosit in Mesopotamia in locul lutuluica mortar pentru zidarie.In drumuri asfaltul a fost folosit in combinatie cu caramizi de lut din cele mai vezhi timpuri pentru a forma autostrazi.Gradinile Suspendate din Babylonau fost impermeabilizate cu straturi de placi natural de asfalt,caramizi de lut si mortar (fig. B 5.4). Acest stil de gradina acoperis a fost popular in intreaga Mediterana in perioada Renasterii, si acestor gradini le erau necesare bitumul pentru a le sigila.

Bitum produs comercial si produse bituminoase Raspandirea acoperisului plat in Europa centrala in perioada secoluli al-XIX- lea a fost incurajat de inventarea cladirilor inramate ce a permis deschideri largi si acoperisuri plane capabile sa suporte incarcaturi grele.Cu toate acestea,doar la cele mai bune acoperisuri cu panta mica care au insemnat acel gen de acoperisuri trebuiau sigilate impotriva patrunderii apei de ploaie.Acest lucru a fost realizat cu o combinatie de bitum si straturi de hartie presata pe panouri de pluta.La mijlocul secolului al-XIX-lea rafinarea industriala a petrolului a acoperit cresterea cererii de bitum.In scopul obtinerii parafinei pentru lampi,rafinanariile au fost stabilite,initial in America, in care petrolul a fost impartit in componentele sale cu punctele lor de fierbere.Un redizuu non-distilabil a fost bitumul,care si azi se obtine la fel.Dintre acestea se disting urmatoarele tipuri de bitum: bitumul de distilare primara ( bitum moale) reprezinta rezidul non-vaporizant. Variate grade de bitum (bitm greu de pavaj) , reziduul lasat in urma atunci cand mai multe substante sunt volatizate din bitum de distilare primara prin incalzirea intr-un vid cu adaugarea simultana de abur. Bitumul suflat este produs prin suflare de aer si uleiuri in bitum de distilare primara topit; acesta prezinta o mai mare elasticitate.

Bitumul pur este prelcrat la temperaturi intr 150 si 220C. Dupa racire,bitumul isi indeplineste functiile imediat, de exemplu aceea de sigilare sau de adeziv.Cand este rece,bitumul poate fi folosit doar intr-o solutie sau o dispersie.

O solutie bituminoasa este facuta din bitum si petrol distilat ( ex. Petrol ) care sufera un proces de intarire. O emulsie bituminoasa consta intr-un amestec de bitum,apa si un agent emulsificator; emulsia se usuca usor pe masura ce apa se evapora. Materialele de umplutura sunt adaugate solutiiolor si diepsersiilor pentru a forma compusi de umplere.

ProprietatiBitumul consta intr-un amestec de hidrocarburi si derivati ai hidrocarbonului depinzand de zona geografica a depozitului de petrol de unde este obtinut.Cu toate acestea, proprietatile folositoare sunt aproape identice. Ele depind de asa numitul sistem coloidal- compozitia cantitativa de maltene ( agent de dispersie si solubil, rasini de petrol topit) si asfaltenele (insolubile, constituenti netopiti). Aceste rezultate in proprietatile fizice atat de tipice bitumuli : o crestere de teperatura face bitumul gradual mai moale, dar proceul este reversibil si similar cu acela al materialuli termoplastic.Bitumul prezinta proprietati viscoelastice care variaza de la deformari elastice la fluiditate depinzand de temperatura.Polimerii amestecati in bitumul de distilare primara pot influenta aceste proprietati (polimer- bitum modificat ,PBm).

Bitumul arefunctia unui liant. Cand este cald si curgator uda fibrele,metalele si materialele minerale foarte bine si le leaga impreuna dupa racire.Oricum, actiunea oxigenului in aer si radiatiile ultraviolete pot face bitumul fagil pe suprafata si deterioreaza calitatile sale adezive.Produsii de bitum ar trebui prin urmare protejati de radiatiile ultraviolete prin acoperirea lor intr-un fel (ex. Cioburile de pe acoperisurile terasa).La camera temperatura bitumului prezinta o mai mare rezistenta la saruri, acizi slabi si de asemenea la alcaline puternice.Distilarea petrolului reprezinta o metoda fizica a productiei.Bitumul este nepericulos in termeni biologici si poate fi de asemenea folosit ca o etansare in aplicatiile apei de baut.Depinzand de gradul sau de puritate,poate fi de asemenea reprodus si reciclat.Bitumul nu trebuie confundat cu smoala sau gudronul,care au o aparenta similara.Gudronul este obtinut prin fisurarea termica a carbunelui- un proces chimic.Aceste produse de piroliza contin hidrocarburi aromatice policiclice (HAP), si cum acestea sunt cancerigene, produsii facuti din smoala si gudron sunt mai greu ca oricand de folosit in zilele noastre. BITUM PAVAJ DE CALITATEBitumul folosit in asfaltul pentru drumuri reprezinta cea mai mare piata pentru bitum.Variate grade de bitum de distilare primara sunt corespunzatoare ca liant pentru minerale.Mineralele folosite pot fi naturale ( ex. Pietris,cioburi,balast,nisip),artificiale (ex. Zgura),sau produse minerale obtinute din procese de reciclare; continutul lor este 95% din greutate.Asfaltul necesar pentru suprafete de drumuri, piste de aterizare, piste pentru bicilisti,etc sunt produse in instalatii de amestecare fixe.Trebuie sa satisfaca standardele de inalta calitate in ceea ce priveste afinitatea pentru liant,rezistenta la vreme, rezistenta la socuri si rezistenta la compresiune precum si rezistenta la caldura.Clasele de amestecare pentru asfalt sunt impartite in doua tipuri diferite in functie de continutul gol al stratului finisat,diferentiate in functie de proprietatile lor mecanice si de munca: asfalt laminat cu o porozitate neamendata (care trebuie sa fie compactat dupa stabilire), si asfalt turnat cu un continut de liant mai mare decat acela al golurilor.Drumurile de obicei cuprind trei straturi:baza,liantul si suprafata.Stratul cel mai de sus poate fi colorat prin adaugarea de pigmenti anorganici cum ar fi oxidul de fier (rosu) sau oxidul de crom (verde) pentru a indica benzile de trafic.

BITUMUL INDUSTRIALBitumul industrial este termenul folosit pentru bitumul suflat si bitumul solid folosit in constructii.

APLICATIIGama de plasticitate poate fi ajustata prin selectarea unei clase potrivite de bitum,si asta face bitumul ideal pentru protejarea constructiilor si structurilor multumita bunei fixari si proprietati adezive si impermeabilitate in raport cu difuzia vaporilor de apa.In functie de tipul constructiei ce trebuie etansata impotriva patrunderii apei, se disting intre acoperis si tunel impermeabilizant,de etansare a rosturilor rigide sau mobile,si sigilarea de rezervoare,subsoluri sau piscine.Urmatoarele materiale bituminoase sunt folosite in lucrari de constructii :

Materiale de sigilare Foi de bitum (cu lana) Foi de bitum cu polimer modificat flexibil

Invelitori de acoperisuri Foi de bitum (cu lana) Foi de bitum onfulat Sindrile bituminoase si tigle

Produse de protectie Substratul (aplicat rece) Stratul de acoperie (aplicat cald) Compusi adezici (aplicat cald) Compusi de umplere (aplicat cald sau rece)

Straturi Asfalt turnat Pardoseli de asfalt turnat Placi si blocuri de asfalt

Izolare Pasla bituminata Pluta de pasla bituminata

Sigilare Compusi de imbinare

Izolaie psl cu bitum plut cu bitumsimitGarnituri compui de mbinare

Foi impermeabile flexibile realizate dinbitumFoiimpermeabileflexibilerealizate din bitumsuntutilizatepentrustructuri de etanareiacoperi (fig. 5.6 B).Astfel de produsesuntdestinatepentru a vprotejastructurilesaucomponentempotrivainfiltrailor deapi a soluilorapoase. Apa dinacestecazuriaparendiferiteformei areefectediferite, care sunt explicate n DIN 18195 (a se vedea "de izolaieietanare", p. 1. 44).

Foi de bitumflexibilFoaia de bitumflexibilconstdintr-un stratsuport (de baz), care se nmoaienbitum de distilareiesteacoperitpeambelepri cu un strat frontal debitumsuflat. Celedoustraturisunt

impermeabileiasigurdurabilitateanveliuluiflexibil.Inseriileadecvatedeterminproprietilemecanicecum ar fi rezistena, extensibilitateairezistena la rupere. Ln de sticl(V) estepotrivitpentrusarcinimici, darestur de sticl (G) i

lna depoliester (PV) suntutilizatepentrusarcinimari,mairariuta (J) saupslneacoperit (R).Foliametalic (de exemplucupru, aluminiu) esteutilizatcaun lac, pentru acrea o bariera de vapori, pentru a prevenipenetrareardcinilori, de asemenea, a soluluiafnat.Nisipul de cuarsaugranulele de ardezieoferproteciepentrufoileflexibile, pudra de talc istraturile de separaresubiri de polietilensau film de polipropilenuureazrularea / derulareaiprelucrareafoilor de bitum. Foileflexibilerealizate din bitumsuflat au o rezistenmaimic la radiaiileultravioletei, prinurmare, necesit o proteciesuplimentar,deexemplu, sub forma unuistrat de pietrinvracpeacoperiuriteras.

Foi de bitumflexibile cu polimerinacest tip de foiflexibilestraturile cu care se confruntibitumuln care bazaiinseriilesuntnmuiateinbitum dedistilarencare un material termoplasticsau elastomer a fostadugat(fig. B5.7)Attmodificareatermoplasticiceaelastomer a bitumuluirezultnfoi de acoperire apodelelorflexibile custabilitatetermicridicat , proprietibunedeizolarei o maibunrezisten la mbtrnire .Construcia de locuinecu acoperi de tip terasnu necesit o proteciede suprafagreanform de pietri .Bitumulutilizatpentrufoide bitumflexibile cu polimeriestemodificat cu un elastomer termoplastic ( stiren - butadien - stiren ,SBS ) i are codulPye . Este nevoie de protective mpotrivaradiaiilorultraviolete ,aceasta se realizeaz sub form de achii .Bitumulpentrufoide bitumflexibile cu polimeripoate fi , de asemenea, modificate cu un material termoplastic( polipropilenatactic , APP ) cod PYP .Cioburi de proteciempotrivaradiaiilorultraviolete nu suntnecesarepentruacest tip de foi de flexibile.

ProprietiCadousaumaimultestraturisuntangajai, flexibilfoi de bitumesteconsideratcafiindmairezistentpentrusarcinimecanicedectfoileflexibilerealizate din materialesintetice. Cu toateacestea, foile de bitumflexibilnecesitmaimultgrij la interseciiila detaliipentrucnu exist component preformatepentrucoluri,penetrrisidetaliisimilare. Acumularea de appeacoperiuriiacumulrilede prafimurdrie care pot reduce durabilitateaacoperiului din foibituminoaseflexibile pot fi evitateprinasigurareauneipante de 2 a acoperiului.

Tipuri de foiflexibileIn Germania diferiteletipuri de foiflexibilse distingprincoduri, de exemplu, PYEPV 200 S 5, a crorsemnificaieestedup cum urmeaz: tip de bitumutilizate (bitummodificat cu polimerinumai), e. g. PYE Tip de baz cu greutaten g/m2, e. g. PV 200,incazulinseriilor de metal se stabiletegrosimeaacestoraiestespecificat tip de foliiigrosimen mm,e. g. S 5Foile de bitumflexibilesuntfolositepentrustructuri de impermeabilizaresiacoperisuri.definescurmtoareletipurinfuncie de cerine: DIN 52 1 29 frstrat de acoperire cu foi de bitum-saturate: R 500 N DIN 52 1 43 de bitumpentruacoperiuri cu baza de ln de sticl: R 500, V13 DIN 52 1 30 foi de bitumpentruhidroizolareaacoperiurilor: G 200 DD,PV2000 DDDIN 52131 Foi debitumrezistent la appentrupsl: V 60 S 4, G 200 S 4,P V 200 S 5 DIN 52132 foi de bitumpolimericmodificatpentruhidroizolareaacoperiurilor:PYE G-200 DD, PYE-PV 200 DD DIN 52133 folii de bitumpolimericimpermeabilepentrupslars:PYE-G 200 S4, PYE G-200 S5,PYE-PV 200 S5, PYP-G 200 S4,PYP-G 200 S5, PYP-PV 200 S5 DIN 18190 foi de bitumimpermeabilepentruimpermeabilizareacldirilor:Cu O, 1D, AI 0,2 D DIN 18195-2 foi auto-adeziveaplicate la rece: KSKFoile de bitumflexibile auto-adeziveaplicate la rece au unstrat de adezivpeparteainferioar, astfelnctspoat fi pus fr a fi nevoienevoie de cldur (de exemplu:pentrusprijinireaconstruciilorsensibile la cldursaupeterenuriabrupte).

AplicaiiFoileflexibile de bitumibitumulmodificat cu polimeriestentotdeaunautilizatndoustraturi. Primuldintreacestea pot fi lipitenzonacompletsaudoarparialsau fixate mecanic, dar pot fi chiarpusenvrac. Al doileastrattrebuies fie legat la primulpestezona cu articulaii / custuri.Excepie face impermeabilizareaorizontalncazulpresiuniinehidrostatice, de exemplu, igrasia, deoarecenacestcaz, doar un strat de foi de bitumneacoperite-saturate este de ajuns.Pentrustabilireametodeloria parametrilorncomparaie cu foileflexibilerealizate din materialesinteticei dincauciucvezi"The building envelope", p. 1 25-2 7 .

Alteaplicaii ale bitumuluiAsfaltul masticComparativ cu asfaltulpentruconstrucia de drumuri, asfaltulturnat are unconinutmairidicat de lian de bitumsolideiminerale, cu particule de dimensiunimaimici. Altemateriale pot fi adugatepentru a modificaproprietilepentru a se potrividiferiteloraplicaii.Asfaltul natural estefrecventadugatbitumuluiobinut din rafinrie, care creteomogenitatea, compactarea, rezistena ladeformareirezistena la mbtrnire a asfaltului mastic, ntr-adevr, bitumulpoate fi nlocuitcompletcu asfalt natural. Caasfaltice,este liber de goluri, etan, rezistent la multebazeiacizii pot fi stabilitefrmbinri, este ideal ca o form de impermeabilizare, de exemplu:pentrucamereumede, pentru hale de pia, caproteciempotrivasubstanelorvulnerabile la ap, saupe, structurimonoliticeneizolate....

Soluii, emulsiibituminoaseCasubstraturi, soluiile de bitumiemulsiile pot forma legturantresubstratistraturilebituminoaseflexibilesaumaterialeleizolante (fig. B 5.9).Eleformeaz o ancorarensubstratul mineral i se leag de oriceprafde peaceasta.Soluiileiemulsiilesuntaplicate la rece.Casolventi, au un punct de fierberesczuti, prinurmare, sunt volatile i pot fi evacuate natmosferntimpulaplicrii, estepreferabils se utilizeze o emulsie de bitumfr solvent sausoluie.

Compuii de mbinareCompuii de mbinarelaplicai la caldconstau din bitum la care au fostadugatematerialesintetice, emolieni i umpluturi minerale. Rosturilenbeton, asfaltulipavajelepot fi umplute cu compusul de mbinare cu o variabilitate de elastic sau plastic (fig. B 5.1 0).Astfel de compui de mbinarepot prevenicolectarematerialelorstrinenarticulaii care arputeaafectacirculaia a componentelor.