Asfalt - Asphalt

Bitum natural din Marea Moartă
Asfalt rafinat
Experimentul de cădere a pitch- ului de la Universitatea din Queensland , demonstrând vâscozitatea asfaltului

Asfalt , de asemenea , cunoscut sub numele de bitum ( UK : / b ɪ tj ʊ m ɪ n / , US : / b ɪ tj Ü m ə n , b - / ), este lipicios, negru, foarte vâscos lichid sau semi- formă solidă de petrol . Poate fi găsit în depozite naturale sau poate fi un produs rafinat și este clasificat ca pitch . Înainte de secolul al XX-lea, s-a folosit și termenul de asfalt . Cuvântul este derivat din greaca veche ἄσφαλτος ásphaltos . Cel mai mare zăcământ natural de asfalt din lume, estimat să conțină 10 milioane de tone, este Lacul Pitch situat în La Brea în sud-vestul Trinității ( insula Antilelor situată pe coasta de nord-est a Venezuelei ), în cadrul Corporației Regionale Siparia .

Utilizarea principală (70%) a asfaltului este în construcția drumurilor , unde este utilizată ca adeziv sau liant amestecat cu particule agregate pentru a crea beton asfaltic . Celelalte utilizări principale ale acestuia sunt pentru produsele de hidroizolație bituminoase , inclusiv producția de pâslă pentru acoperiș și pentru etanșarea acoperișurilor plate.

În științe materiale și inginerie, termenii „asfalt” și „bitum” sunt adesea folosiți interschimbabil pentru a însemna atât formele naturale, cât și cele fabricate ale substanței, deși există variații regionale cu privire la termenul cel mai frecvent. La nivel mondial, geologii tind să favorizeze termenul „bitum” pentru materialul natural. Pentru materialul fabricat, care este un reziduu rafinat din procesul de distilare a uleiurilor brute selectate, „bitum” este termenul predominant în mare parte a lumii; cu toate acestea, în engleza americană , „asfalt” este mai des utilizat. Pentru a evita confuzia, sintagmele „asfalt lichid”, „liant pentru asfalt” sau „ciment asfaltic” sunt folosite în SUA În mod colocvial, diferite forme de asfalt sunt uneori denumite „gudron”, ca în numele La Brea Tar Pits , deși gudronul este un material diferit.

Asfaltul natural este uneori specificat prin termenul „bitum brut”. Vâscozitatea sa este similară cu cea a melasei reci, în timp ce materialul obținut din distilarea fracționată a țițeiului care fierbe la 525 ° C (977 ° F) este uneori denumit „bitum rafinat”. Provincia canadiană Alberta are cele mai multe rezerve mondiale de asfalt natural în nisipurile petroliere Athabasca , care acoperă 142.000 de kilometri pătrați (55.000 de mile pătrate), o zonă mai mare decât Anglia .

Proprietățile asfaltului se schimbă odată cu temperatura, ceea ce înseamnă că există un domeniu specific în care vâscozitatea permite compactarea adecvată, asigurând lubrifierea între particule în timpul procesului de compactare. Temperatura scăzută împiedică mișcarea particulelor agregate, iar densitatea necesară nu este posibilă. Simulările pe computer ale sistemelor model simplificate sunt capabile să reproducă unele dintre proprietățile caracteristice ale asfaltului.

Terminologie

Etimologie

Cuvântul „asfalt“ este derivat din târziu Mijlociu engleză , la rândul său , din franceză asphalte , bazată pe Late latină asphalton , asphaltum , care este latinizare a grec ἄσφαλτος ( ásphaltos , ásphalton ), un cuvânt care înseamnă „asfalt / bitum / smoala ", care derivă poate din ἀ- ," nu, fără ", adică privativul alfa și σφάλλειν ( sfalleină )," a provoca căderea, desconsiderare, (în pasiv) greșeală, (în pasiv) a fi respins de ". Prima utilizare a asfaltului de către antici a fost în natura unui ciment pentru securizarea sau îmbinarea diferitelor obiecte și, prin urmare, pare probabil că numele în sine a fost expresiv pentru această aplicație. Mai exact, Herodot a menționat că bitumul a fost adus la Babilon pentru a-și construi giganticul zid de fortificație. Din greacă, cuvântul a trecut în latina târzie, și de acolo în franceză ( asphalte ) și engleză ( „asphaltum“ și „asfalt“). În franceză, termenul Asphalte este utilizat în mod natural pentru depuneri de calcar inmuiate-asfalt, iar pentru produsele fabricate de specialitate , cu mai puține goluri sau mai mare decât conținutul de bitum „beton asfaltic“ , folosit pentru drumuri Pave.

Sursa latină a cuvântului „bitum” este susținută de unii ca fiind inițial gwitu-men (referitoare la pitch), iar de alții, pixtumens ( pitch exudant sau bubbling), care a fost ulterior scurtat la bitum , trecând de aici prin franceză în engleză. . Din aceeași rădăcină derivă cuvântul anglo-saxon cwidu (mastix), cuvântul german Kitt (ciment sau mastic) și vechiul cuvânt nordic kvada .

Terminologie modernă

În engleza britanică , „bitum” este folosit în loc de „asfalt”. Cuvântul "asfalt" este folosit în schimb pentru a se referi la betonul asfaltic , un amestec de agregat de construcție și asfalt în sine (numit și "asfalt" în limbajul comun). Bitumul amestecat cu argilă a fost numit de obicei „asfalt”, dar termenul este mai puțin folosit astăzi.

În limba engleză australiană , cuvântul „asfalt” este folosit pentru a descrie un amestec de agregate pentru construcții . "Bitum" se referă la lichidul derivat din reziduurile grele din distilarea țițeiului.

În engleza americană , „asfalt” este echivalent cu „bitumul” britanic. Cu toate acestea, „asfalt” este, de asemenea, utilizat în mod obișnuit ca formă scurtată de „ beton asfaltic ” (deci echivalent cu „asfalt” britanic sau „asfalt”).

În limba engleză canadiană , cuvântul „bitum” este folosit pentru a se referi la vastele depozite canadiene de țiței extrem de greu , în timp ce „asfalt” este utilizat pentru produsul de rafinărie de petrol. Bitumul diluat (diluat cu nafta pentru a face să curgă în conducte) este cunoscut sub denumirea de „ dilbit ” în industria petrolieră canadiană, în timp ce bitumul „ actualizat ” la țiței sintetic este cunoscut sub numele de „sincrud”, iar sincrudul amestecat cu bitum se numește „sinbit ".

„Bitum” este încă termenul geologic preferat pentru depozitele naturale ale formei solide sau semisolide a petrolului. „Roca bituminoasă” este o formă de gresie impregnată cu bitum. Cele nisipurile de petrol din Alberta, Canada , sunt un material similar.

Niciunul dintre termenii „asfalt” sau „bitum” nu trebuie confundat cu gudronul sau gudronele de cărbune . Gudronul este produsul lichid gros al distilării uscate și al pirolizei hidrocarburilor organice provenite în principal din mase de vegetație, fie fosilizate ca cu cărbune, fie proaspăt recoltate. Majoritatea bitumului, pe de altă parte, s-a format în mod natural atunci când cantități mari de materiale organice animale au fost depozitate de apă și îngropate la sute de metri adâncime în punctul diagenetic , unde moleculele de hidrocarburi grase dezorganizate s-au unit în lanțuri lungi în absența oxigen. Bitumul apare ca un lichid solid sau foarte vâscos. Poate fi chiar amestecat cu zăcăminte de cărbune. Bitumul și cărbunele care utilizează procesul Bergius pot fi rafinate în benzine precum benzina, iar bitumul poate fi distilat în gudron, nu invers.

Compoziţie

Compoziție normală

Componentele asfaltului includ patru clase principale de compuși:

Aromaticele naftenice și aromele polare sunt de obicei componentele majoritare. Majoritatea bitumurilor naturale conțin, de asemenea, compuși organosulfurici , rezultând un conținut global de sulf de până la 4%. Nichelul și vanadiul se găsesc la <10 părți pe milion, așa cum este tipic pentru unele petrol.

Substanța este solubilă în disulfură de carbon . Este modelat în mod obișnuit ca un coloid , cu asfalteni ca fază dispersată și malteni ca fază continuă. "Este aproape imposibil să separi și să identifici toate diferitele molecule de asfalt, deoarece numărul de molecule cu structură chimică diferită este extrem de mare".

Asfaltul poate fi confundat cu gudronul de cărbune , care este un material termoplastic negru similar vizual produs de distilarea distructivă a cărbunelui . La începutul și mijlocul secolului al XX-lea, când a fost produs gazul orașului , gudronul de cărbune era un produs secundar ușor disponibil și utilizat pe scară largă ca liant pentru agregatele rutiere. Adăugarea gudronului de cărbune la drumurile de macadam a condus la cuvântul „ asfalt ”, care este acum folosit în limbajul comun pentru a se referi la materialele pentru construcția drumurilor. Cu toate acestea, încă din anii 1970, când gazele naturale au reușit pe gazele din oraș, asfaltul a depășit complet utilizarea gudronului de cărbune în aceste aplicații. Alte exemple ale acestei confuzii includ gropile de gudron La Brea și nisipurile petroliere canadiene , ambele conțin de fapt bitum natural, mai degrabă decât gudron. „Pitch” este un alt termen folosit uneori informal uneori pentru a se referi la asfalt, ca în Lacul Pitch .

Aditivi, amestecuri și contaminanți

Din motive economice și din alte motive, asfaltul este vândut uneori combinat cu alte materiale, adesea fără a fi etichetat ca altceva decât pur și simplu „asfalt”.

O remarcă deosebită este utilizarea fundului de ulei de motor refinat - „REOB” sau „REOB”  - reziduul de ulei de motor auto reciclat colectat din fundul turnurilor de distilare sub vid de refinare, la fabricarea asfaltului. REOB conține diverse elemente și compuși găsiți în uleiul de motor reciclat: aditivi la uleiul original și materiale care se acumulează din circulația acestuia în motor (de obicei fier și cupru). Unele cercetări au indicat o corelație între această adulterare a asfaltului și pavajul cu performanțe mai slabe.

Apariție

Afloriment bituminos al Puy de la Poix, Clermont-Ferrand , Franța

Majoritatea asfaltului utilizat comercial este obținut din petrol. Cu toate acestea, cantități mari de asfalt apar în formă concentrată în natură. Zăcămintele de bitum naturale se formează din rămășițele algelor microscopice antice ( diatomee ) și ale altor viețuitoare. Aceste rămășițe au fost depuse în noroiul de pe fundul oceanului sau al lacului în care trăiau organismele. Sub căldura (peste 50 ° C) și presiunea înmormântării adânc în pământ, rămășițele au fost transformate în materiale precum bitum, kerogen sau petrol.

Zăcămintele naturale de bitum includ lacuri precum Lacul Pitch din Trinidad și Tobago și Lacul Bermudez din Venezuela . Filtrările naturale apar în gropile de gudron La Brea și în Marea Moartă .

Bitumul apare și în gresii neconsolidate cunoscute sub numele de „nisipuri petroliere” din Alberta , Canada și „nisipuri gudronice” similare din Utah , SUA. Provincia canadiană Alberta deține majoritatea rezervelor mondiale, în trei zăcăminte uriașe care acoperă 142.000 de kilometri pătrați (55.000 de metri pătrați), o zonă mai mare decât Anglia sau statul New York . Aceste nisipuri bituminoase conțin 166 miliarde de barili (26,4 × 10 9  m 3 ) din rezerve de petrol stabilite comercial, oferind Canadei a treia cea mai mare rezervă de petrol din lume. Deși, din punct de vedere istoric, a fost folosit fără rafinare pentru asfaltarea drumurilor, aproape toată producția este acum utilizată ca materie primă pentru rafinăriile de petrol din Canada și Statele Unite. ^

Cel mai mare zăcământ de bitum natural din lume, cunoscut sub numele de nisipurile petroliere Athabasca , este situat în formațiunea McMurray din nordul Albertei. Această formațiune provine din Cretacicul timpuriu și este compusă din numeroase lentile de nisip cu ulei cu până la 20% ulei. Studiile izotopice arată că depozitele de petrol au o vechime de aproximativ 110 milioane de ani. Două formațiuni mai mici, dar încă foarte mari, apar în nisipurile petroliere ale râului Peace și în nisipurile petroliere ale lacului rece , la vest și, respectiv, la sud-est de nisipurile petroliere Athabasca. Dintre zăcămintele din Alberta, doar părți din nisipurile petroliere Athabasca sunt suficient de puțin adânci pentru a fi potrivite pentru exploatarea la suprafață. Celelalte 80% trebuie să fie produse de puțuri de petrol folosind tehnici îmbunătățite de recuperare a uleiului , cum ar fi drenajul gravitațional asistat de abur .

În bazinul Uinta din Utah, SUA , apar și depozite mult mai mici de petrol sau bitum greu . Tar nisip Triangle depozit, de exemplu, este de aproximativ 6% bitum.

Bitumul poate apărea în venele hidrotermale . Un exemplu în acest sens se află în bazinul Uinta din Utah , în SUA, unde există un roi de vene extinse lateral și vertical, compuse dintr-o hidrocarbură solidă numită Gilsonite . Aceste vene formate prin polimerizarea și solidificarea hidrocarburilor care au fost mobilizate din șisturile petroliere mai adânci ale formațiunii Green River în timpul înmormântării și diagenezei .

Bitumul este similar cu materia organică din meteoriții carbonici . Cu toate acestea, studii detaliate au arătat că aceste materiale sunt distincte. Se consideră că vastele resurse bituminoase din Alberta au început ca material viu din plante și animale marine, în principal alge , care au murit în urmă cu milioane de ani când un ocean antic acoperea Alberta. Au fost acoperite de noroi, îngropate adânc în timp și fierte ușor în ulei de căldură geotermală la o temperatură de 50 până la 150 ° C (120 până la 300 ° F). Datorită presiunii provocate de creșterea Munților Stâncoși din sud-vestul Albertei, cu 80 până la 55 de milioane de ani în urmă, petrolul a fost condus la nord-est de sute de kilometri și prins în zăcăminte subterane de nisip lăsate în urmă de străvechile albii ale râurilor și de plajele oceanelor, formând astfel nisipurile petroliere .

Istorie

Cele mai vechi timpuri

Utilizarea bitumului natural pentru impermeabilizare și ca adeziv datează cel puțin în mileniul V î.Hr., cu un coș de depozitare a culturilor descoperit în Mehrgarh , al civilizației Indus Valley , căptușit cu el. Până în mileniul al III-lea î.Hr., asfaltul de rocă rafinat era în uz în regiune și a fost folosit pentru a impermeabiliza Marea Baie din Mohenjo-daro.

În vechiul Orient Mijlociu, sumerienii foloseau depuneri de bitum natural pentru mortar între cărămizi și pietre, pentru a cimenta părți ale sculpturilor, cum ar fi ochii, la locul lor, pentru calafatarea navei și pentru impermeabilizare. Istoricul grec Herodot a spus că bitumul fierbinte a fost folosit ca mortar în zidurile Babilonului .

Tunelul Eufratului de 1 kilometru (0,62 mi) lung sub râul Eufrat la Babilon în timpul Reginei Semiramis (c. 800 î.Hr.) ar fi fost construit din cărămizi arse acoperite cu bitum ca agent de impermeabilizare.

Bitumul era folosit de vechii egipteni pentru îmbălsămarea mumiilor. Persan cuvânt pentru asfalt este moom , care este legat de cuvântul englezesc mumia . Sursa primară de bitum a egiptenilor a fost Marea Moartă , pe care romanii o cunoșteau ca Palus Asphaltites (Lacul Asphalt).

În aproximativ 40 d.Hr., Dioscoride a descris materialul Mării Moarte drept bitum Judaicum și a notat alte locuri din regiune unde ar putea fi găsit. Se crede că bitumul Sidon se referă la materialul găsit la Hasbeya în Liban. Pliniu se referă și la bitumul găsit în Epir . Bitumul a fost o resursă strategică valoroasă. A fost obiectul primei bătălii cunoscute pentru un depozit de hidrocarburi - între seleucizi și nabateeni în 312 î.Hr.

În vechiul Orient Îndepărtat, bitumul natural se fierbea încet pentru a scăpa de fracțiunile superioare , lăsând un material termoplastic cu greutate moleculară mai mare care atunci când era stratificat pe obiecte devenea destul de dur la răcire. Acesta a fost folosit pentru a acoperi obiecte care aveau nevoie de impermeabilizare, cum ar fi teacă și alte obiecte. Statuetele zeităților casnice au fost, de asemenea, turnate cu acest tip de material în Japonia și, probabil, și în China.

În America de Nord , recuperarea arheologică a indicat faptul că bitumul a fost uneori folosit pentru a adera punctele de proiectil de piatră la puțurile de lemn. În Canada, aborigenii foloseau bitum care se scurgea de pe malurile râurilor Athabasca și ale altor râuri pentru a impermeabiliza canoe din scoarță de mesteacăn și, de asemenea, îl încălzeau în ghivece pentru a îndepărta țânțarii vara.

Europa continentala

În 1553, Pierre Belon a descris în lucrarea sa Observațiipissasphalto , un amestec de pas și bitum, a fost folosit în Republica Ragusa (acum Dubrovnik , Croația ) pentru gudronarea navelor.

O ediție din 1838 a Revistei Mecanică citează o utilizare timpurie a asfaltului în Franța. O broșură datată din 1621, de „un anume domn d'Eyrinys, afirmă că a descoperit existența (asfaltului) în cantități mari în vecinătatea Neufchatel” și că a propus să-l folosească într-o varietate de moduri - „în principal în construcția grânarelor rezistente la aer și în protejarea, prin intermediul arcurilor, a cursurilor de apă din orașul Paris de la pătrunderea murdăriei și a murdăriei ", care în acel moment făcea apa inutilizabilă. „El expatează, de asemenea, excelența acestui material pentru formarea unor terase nivelate și durabile” în palate, „noțiunea de a forma astfel de terase pe străzi, care nu ar putea traversa creierul unui parizian din acea generație”.

Dar substanța a fost în general neglijată în Franța până la revoluția din 1830 . În anii 1830 a existat o creștere a interesului, iar asfaltul a devenit utilizat pe scară largă „pentru trotuare, acoperișuri plate și căptușeala cisternelor, iar în Anglia, s-a făcut o anumită utilizare a acestuia în scopuri similare”. Creșterea sa în Europa a fost „un fenomen brusc”, după ce s-au găsit depozite naturale „în Franța la Osbann ( Bas-Rhin ), Parc ( Ain ) și Puy-de-la-Poix ( Puy-de-Dôme )”, deși ar putea fi realizată și artificial. Una dintre cele mai vechi utilizări din Franța a fost așezarea a aproximativ 24.000 de metri pătrați de asfalt Seyssel la Place de la Concorde în 1835.

Regatul Unit

Printre utilizările anterioare ale bitumului în Regatul Unit a fost pentru gravare. William Salmon's Polygraphice (1673) oferă o rețetă pentru lac utilizat la gravare, constând din trei uncii de ceară virgină, două uncii de mastic și o uncie de asfalt. Până la cea de-a cincea ediție din 1685, el a inclus mai multe rețete de asfalt din alte surse.

Primul brevet britanic pentru utilizarea asfaltului a fost „asfaltul sau bitumul patentat de Cassell” în 1834. Apoi, la 25 noiembrie 1837, Richard Tappin Claridge a brevetat utilizarea asfaltului Seyssel (brevetul nr. 7849), pentru utilizare în pavajul asfaltului, după ce l-a văzut angajat în Franța și Belgia la vizita cu Frederick Walter Simms , care a lucrat cu el la introducerea asfaltului în Marea Britanie. Dr. T. Lamb Phipson scrie că tatăl său, Samuel Ryland Phipson, un prieten al lui Claridge, a fost, de asemenea, „instrumental în introducerea pavajului asfaltic (în 1836)”.

Claridge a obținut un brevet în Scoția la 27 martie 1838 și a obținut un brevet în Irlanda la 23 aprilie 1838. În 1851, extensiile pentru brevetul din 1837 și pentru ambele brevete din 1838 au fost solicitate de către administratorii unei companii formate anterior de Claridge. Claridge's Patent Asphalte Company  - înființată în 1838 cu scopul de a introduce în Marea Britanie „Asphalte în starea sa naturală de la mina de la Pyrimont Seysell din Franța”, - „a pus unul dintre primele pavaje asfaltice din Whitehall”. S-au făcut încercări ale trotuarului în 1838 pe trotuarul din Whitehall, grajdul din Knightsbridge Barracks, „și ulterior pe spațiul din partea de jos a treptelor care duc de la Waterloo Place la St. James Park”. „Formarea în 1838 a companiei Claridge’s Patent Asphalte Company (cu o listă distinsă de patroni aristocrați, iar Marc și Isambard Brunel , respectiv, administrator și inginer consultant), au dat un impuls enorm dezvoltării unei industrii britanice de asfalt”. „Până la sfârșitul anului 1838, cel puțin alte două companii, Robinson și compania Bastenne, erau în producție”, asfaltul fiind așezat ca pavaj la Brighton, Herne Bay, Canterbury, Kensington, Strand și o suprafață mare în Bunhill -rând, în timp ce pavajul Whitehall al lui Claridge „continuă (d) în ordine bună”. Fabrica Chimică Bonnington a fabricat asfalt cu gudron de cărbune și, până în 1839, l-a instalat în Bonnington .

În 1838, a existat o explozie de activitate antreprenorială care implică asfalt, care avea utilizări dincolo de pavaj. De exemplu, asfaltul ar putea fi, de asemenea, utilizat pentru pardoseli, protecție la umezeală în clădiri și pentru hidroizolarea diferitelor tipuri de piscine și băi, ambele proliferând și în secolul al XIX-lea. Pe bursa de la Londra, au existat diferite pretenții cu privire la exclusivitatea calității asfaltului din Franța, Germania și Anglia. Și numeroase brevete au fost acordate în Franța, un număr similar de cereri de brevet fiind respinse în Anglia datorită similitudinii lor între ele. În Anglia, „Claridge's a fost tipul cel mai utilizat în anii 1840 și 50”.

În 1914, Compania Claridge a intrat într-o asociere în comun pentru a produce macadam legat de gudron , cu materiale fabricate printr-o companie filială numită Clarmac Roads Ltd. Au rezultat două produse, și anume Clarmac și Clarphalte , primul fiind fabricat de Clarmac Roads și cel din urmă de Claridge's Patent Asphalte Co., deși Clarmac a fost utilizat pe scară mai largă. Cu toate acestea, Primul Război Mondial a distrus Compania Clarmac, care a intrat în lichidare în 1915. Eșecul Clarmac Roads Ltd a avut un efect direct asupra Companiei Claridge, care a fost ea însăși lichidată în mod obligatoriu, încetând operațiunile în 1917, după ce a investit o cantitate substanțială. suma de fonduri în noua întreprindere, atât la început, cât și într-o încercare ulterioară de salvare a companiei Clarmac.

În Marea Britanie din secolul al XIX-lea, bitumul era considerat a conține substanțe chimice cu proprietăți medicinale. Extractele din bitum au fost folosite pentru tratarea catarului și a unor forme de astm și ca remediu împotriva viermilor, în special teniei .

Statele Unite

Prima utilizare a bitumului în Lumea Nouă a fost făcută de către popoarele indigene. Pe coasta de vest, încă din secolul al XIII-lea, popoarele Tongva , Luiseño și Chumash au colectat bitumul natural care se scurgea la suprafață deasupra zăcămintelor de petrol subiacente. Toate cele trei grupuri au folosit substanța ca adeziv. Se găsește pe multe artefacte diferite de instrumente și obiecte ceremoniale. De exemplu, a fost folosit pe zornaitori pentru a adera curcubețe sau coji de broască țestoasă pentru mânere zuruitoare. A fost folosit și în decorațiuni. Mărgelele mici de coajă rotundă erau adesea așezate în asfalt pentru a oferi decorațiuni. A fost folosit ca material de etanșare pe coșuri pentru a le face etanșe la transportul apei, eventual otrăvind pe cei care au băut apa. Asfaltul a fost folosit și pentru a sigila scândurile pe canoe oceanice.

Asfaltul a fost folosit pentru prima dată pentru asfaltarea străzilor în anii 1870. La început a fost utilizată „roca bituminoasă” naturală, cum ar fi la minele Ritchie din Macfarlan din județul Ritchie, Virginia de Vest, între 1852 și 1873. În 1876, pavajul pe asfalt a fost folosit pentru pavarea Pennsylvania Avenue din Washington DC, la timp pentru celebrarea centenarului național.

În era trasă de cai, străzile din SUA erau în mare parte neasfaltate și acoperite cu murdărie sau pietriș. Mai ales în cazul în care noroiul sau șanțurile făceau deseori trecerea străzilor dificile, trotuarele erau uneori realizate din diverse materiale, inclusiv scânduri de lemn, pietre pietruite sau alte blocuri de piatră sau cărămizi. Drumurile neasfaltate au produs uzura și pericole neuniforme pentru pietoni. La sfârșitul secolului al XIX-lea, odată cu apariția bicicletei populare , cluburile de biciclete au fost importante pentru a împinge pavajul mai general al străzilor. Pledoaria pentru pavaj a crescut la începutul secolului al XX-lea odată cu creșterea automobilului . Asfaltul a devenit treptat o metodă de pavaj tot mai frecventă. Bulevardul St. Charles din New Orleans a fost asfaltat pe toată lungimea sa cu asfalt până în 1889.

Numai în 1900 Manhattan avea 130.000 de cai, trăgând tramvaie, vagoane și vagoane și lăsând în urmă deșeurile. Nu erau rapizi, iar pietonii puteau să se eschiveze și să se plimbe peste străzile aglomerate. Orașele mici au continuat să se bazeze pe murdărie și pietriș, dar orașele mai mari doreau străzi mult mai bune. Au privit blocuri de lemn sau granit până în anii 1850. În 1890, o treime din cele 2000 de mile de stradă din Chicago au fost pavate, în principal cu blocuri de lemn, care au oferit o tracțiune mai bună decât noroiul. Acoperirea cu cărămidă a fost un compromis bun, dar și mai bine a fost pavarea cu asfalt, care a fost ușor de instalat și de tăiat pentru a ajunge la canalizare. Cu Londra și Paris servind drept modele, Washingtonul a pus 400.000 de metri pătrați de asfalt până în 1882; a devenit modelul pentru Buffalo, Philadelphia și în alte părți. Până la sfârșitul secolului, orașele americane se lăudau cu 30 de milioane de metri pătrați de asfalt, cu mult în fața cărămizii. Străzile au devenit mai rapide și mai periculoase, astfel încât s-au instalat semafoare electrice. Cărucioarele electrice (la 12 mile pe oră) au devenit principalul serviciu de transport pentru cumpărătorii din clasa mijlocie și lucrătorii de birou până când au cumpărat automobile după 1945 și au făcut naveta din suburbii mai îndepărtate în intimitate și confort pe autostrăzile asfaltate.

Canada

Canada are cel mai mare zăcământ de bitum natural din lume în nisipurile petroliere Athabasca , iar primele națiuni canadiene de -a lungul râului Athabasca îl folosiseră de mult timp pentru a-și impermeabiliza canoele. În 1719, un cree numit Wa-Pa-Su a adus un eșantion pentru comerț lui Henry Kelsey de la Hudson's Bay Company , care a fost primul european înregistrat care a văzut-o. Cu toate acestea, abia în 1787 comerciantul și exploratorul de blănuri Alexander MacKenzie a văzut nisipurile petroliere Athabasca și a spus: „La aproximativ 24 de mile de furculiță (râurile Athabasca și Clearwater) sunt câteva fântâni bituminoase în care un stâlp de 20 de picioare lung poate fi inserat fără cea mai mică rezistență. "

Valoarea depozitului a fost evidentă de la început, dar mijloacele de extragere a bitumului nu au fost. Cel mai apropiat oraș, Fort McMurray, Alberta , era un mic punct de comercializare a blănurilor, alte piețe erau departe, iar costurile de transport erau prea mari pentru a transporta nisipul bituminos brut pentru pavaj. În 1915, Sidney Ells de la Federal Mines Branch a experimentat tehnici de separare și a folosit produsul pentru a asfalta 600 de picioare de drum în Edmonton , Alberta. Alte drumuri din Alberta au fost pavate cu materiale extrase din nisipurile petroliere, dar în general nu erau economice. În anii 1920, Dr. Karl A. Clark de la Alberta Research Council a brevetat un proces de separare a uleiului de apă caldă, iar antreprenorul Robert C. Fitzsimmons a construit fabrica de separare a petrolului Bitumount , care între 1925 și 1958 a produs până la 300 de barili (50 m 3 ) pe zi de bitum folosind metoda Dr. Clark. Majoritatea bitumului a fost utilizat pentru hidroizolarea acoperișurilor, dar alte utilizări au inclus combustibili, uleiuri de lubrifiere, cerneală pentru imprimante, medicamente, vopsele rezistente la rugină și acizi, acoperișuri ignifuge, pavaje stradale, piele lacată și conservanți pentru stâlpi de gard. În cele din urmă, Fitzsimmons a rămas fără bani, iar fabrica a fost preluată de guvernul din Alberta. Astăzi, planta Bitumount este un sit istoric provincial .

Fotografie și artă

Bitumul a fost folosit în tehnologia fotografică timpurie. În 1826 sau 1827, a fost folosit de omul de știință francez Joseph Nicéphore Niépce pentru a realiza cea mai veche fotografie supraviețuitoare din natură . Bitumul a fost acoperit în strat subțire pe o cositorite placă care a fost apoi expus într - un aparat de fotografiat. Expunerea la lumină a întărit bitumul și l-a făcut insolubil, astfel încât, atunci când a fost clătit ulterior cu un solvent, au rămas doar zonele suficient de luminate. Au fost necesare multe ore de expunere în cameră, ceea ce făcea bitumul impracticabil pentru fotografia obișnuită, dar din anii 1850 până în anii 1920 a fost utilizat în mod obișnuit ca fotorezistent la producerea plăcilor de imprimare pentru diferite procese de imprimare fotomecanică.

Bitumul a fost inamicul multor artiști în secolul al XIX-lea. Deși utilizat pe scară largă pentru o vreme, în cele din urmă s-a dovedit instabil pentru utilizarea în pictura în ulei, mai ales atunci când este amestecat cu diluanții cei mai obișnuiți, cum ar fi uleiul de in, lacul și terebentina. Dacă nu este diluat complet, bitumul nu se solidifică niciodată complet și va corupe în timp ceilalți pigmenți cu care intră în contact. Folosirea bitumului ca glazură pentru a fi pusă în umbră sau amestecată cu alte culori pentru a reda un ton mai închis a dus la eventuala deteriorare a multor picturi, de exemplu cele ale lui Delacroix . Poate cel mai cunoscut exemplu de bitum este destructivă a Théodore Géricault lui Pluta Meduzei (1818-1819), în cazul în care utilizarea lui de bitum cauzat culori strălucitoare pentru a degenerat in verde inchis si negru si vopsea si panza la catarama.

Utilizare modernă

Utilizare globală

Marea majoritate a asfaltului rafinat este utilizat în construcții: în principal ca element constitutiv al produselor utilizate în aplicații de pavaj și acoperiș. Conform cerințelor utilizării finale, asfaltul este produs conform specificațiilor. Acest lucru se realizează fie prin rafinare, fie prin amestecare. Se estimează că utilizarea mondială actuală a asfaltului este de aproximativ 102 milioane de tone pe an. Aproximativ 85% din tot asfaltul produs este utilizat ca liant în beton asfaltic pentru drumuri. Este, de asemenea, utilizat în alte zone pavate, cum ar fi pistele aeroportului, parcările și pasajele. De obicei, producția de beton asfaltic implică amestecarea agregatelor fine și grosiere , cum ar fi nisipul , pietrișul și roca zdrobită cu asfaltul, care acționează ca agent de legare. Alte materiale, cum ar fi polimeri reciclați (de exemplu, anvelope de cauciuc ), pot fi adăugate asfaltului pentru a-și modifica proprietățile în funcție de aplicația pentru care este destinat în cele din urmă asfaltul.

Încă 10% din producția globală de asfalt este utilizată în aplicații pentru acoperișuri, unde calitățile sale de impermeabilizare sunt neprețuite. Restul de 5% din asfalt este utilizat în principal pentru etanșare și izolarea scopurilor într-o varietate de materiale de construcție, cum ar fi acoperiri de țevi, suport de țiglă de covor și vopsea. Asfaltul este aplicat în construcția și întreținerea multor structuri, sisteme și componente, cum ar fi următoarele:

  • Autostrăzi
  • Piste de aeroport
  • Traseele și căile pietonale
  • Parcări auto
  • Piste de curse
  • Terenuri de tenis
  • Acoperișuri
  • Rezistență la umezeală
  • Baraje
  • Căptușeli pentru rezervoare și piscine
  • Izolare fonică
  • Acoperiri de țevi
  • Acoperiri cu cablu
  • Vopsele
  • Hidroizolarea clădirilor
  • Placile care stau la baza impermeabilizării
  • Producția de cerneală de ziar
  • și multe alte aplicații

Beton asfaltic laminat

Cea mai mare utilizare a asfaltului este pentru fabricarea betonului asfaltic pentru suprafețele drumurilor; aceasta reprezintă aproximativ 85% din asfaltul consumat în Statele Unite. Există aproximativ 4.000 de instalații de amestecare a betonului asfaltat în SUA și un număr similar în Europa.

Betonul asfaltic este de obicei plasat deasupra într-un drum.

Amestecurile de pavaj din beton asfaltic sunt compuse de obicei din ciment asfaltic 5% și agregate 95% (piatră, nisip și pietriș). Datorită naturii sale foarte vâscoase, cimentul asfaltic trebuie încălzit astfel încât să poată fi amestecat cu agregatele la instalația de amestecare a asfaltului. Temperatura necesară variază în funcție de caracteristicile asfaltului și agregatelor, dar tehnologiile de asfalt cu amestec cald permit producătorilor să reducă temperatura necesară.

Greutatea unui pavaj de asfalt depinde de tipul de agregat , de asfalt și de conținutul golului de aer. Un exemplu mediu în Statele Unite este de aproximativ 112 kilograme pe curte pătrate, pe inch de grosime a trotuarului.

Când se efectuează lucrări de întreținere pe trotuarele asfaltice, cum ar fi frezarea pentru a îndepărta o suprafață uzată sau deteriorată, materialul îndepărtat poate fi returnat la o instalație pentru prelucrare în amestecuri noi de trotuar. Asfaltul din materialul îndepărtat poate fi reactivat și pus la loc pentru a fi utilizat în amestecuri noi de pavaj. Cu aproximativ 95% din drumurile pavate fiind construite sau asfaltate cu asfalt, o cantitate substanțială de material de pavaj asfaltic este recuperată în fiecare an. Conform sondajelor realizate anual de către Administrația Federală a Autostrăzilor și Asociația Națională de Pavaj, mai mult de 99% din asfaltul îndepărtat în fiecare an de pe suprafețele drumurilor în timpul proiectelor de lărgire și refacere a terenurilor este reutilizat ca parte a noilor trotuare, paturi, umeri și terasamente sau stocate pentru utilizare viitoare.

Pavajul din beton asfaltat este utilizat pe scară largă în aeroporturile din întreaga lume. Datorită rezistenței și capacității de a fi reparat rapid, este utilizat pe scară largă pentru piste .

Asfalt mastic

Asfaltul mastic este un tip de asfalt care diferă de asfaltul dens ( beton asfaltic ) prin faptul că are un conținut mai mare de asfalt ( liant ), de obicei în jur de 7-10% din întregul amestec agregat, spre deosebire de betonul asfaltic laminat, care are doar în jur de 5% asfalt. Această substanță termoplastică este utilizată pe scară largă în industria construcțiilor pentru hidroizolarea acoperișurilor plate și a rezervoarelor subterane. Asfaltul mastic este încălzit la o temperatură de 210 ° C (410 ° F) și este împrăștiat în straturi pentru a forma o barieră impermeabilă de aproximativ 20 milimetri (0,8 inci) grosime.

Emulsie asfaltică

O serie de tehnologii permit aplicarea asfaltului la temperaturi ușoare. Vâscozitatea poate fi redusă prin emulsia asfaltului prin adăugarea de amine grase . 2-25% este conținutul acestor agenți emulgatori. Aminele cationice sporesc legarea asfaltului de suprafața rocii zdrobite.

Emulsiile de asfalt sunt utilizate într-o mare varietate de aplicații. Chipsealul implică pulverizarea suprafeței drumului cu emulsie asfaltată urmată de un strat de piatră zdrobită, pietriș sau zgură zdrobită. Sigiliul pentru nămol este un amestec de emulsie asfaltică și agregat fin zdrobit care este răspândit pe suprafața unui drum. Asfaltul mixt la rece poate fi, de asemenea, fabricat din emulsie asfaltică pentru a crea trotuare similare asfaltului mixt la cald, cu o adâncime de câțiva centimetri, iar emulsiile de asfalt sunt, de asemenea, amestecate în asfalt reciclat, mixat la cald, pentru a crea pavaje cu costuri reduse. Se știe că tehnicile pe bază de emulsie bituminoasă sunt utile pentru toate clasele de drumuri, utilizarea lor poate fi posibilă și în următoarele aplicații: 1. Asfalturi pentru drumuri cu trafic intens (pe baza utilizării emulsiilor modificate cu polimeri) 2. Amestecuri calde pe bază de emulsie, pentru a îmbunătăți atât timpul lor de maturare, cât și proprietățile mecanice 3. Tehnologie pe jumătate caldă, în care agregatele sunt încălzite până la 100 de grade, producând amestecuri cu proprietăți similare cu cele ale asfaltilor fierbinți 4. Pansament de suprafață de înaltă performanță.

Ulei sintetic

Petrolul sintetic, cunoscut și sub numele de sincrud, este rezultatul unei instalații de îmbunătățire a bitumului, utilizată în legătură cu producția de nisip petrolier din Canada. Nisipurile bituminoase sunt exploatate folosind lopeți electrice enorme (cu capacitate de 100 de tone) și încărcate în camioane basculante chiar mai mari (cu capacitate de 400 de tone) pentru a fi deplasate la o instalație de modernizare. Procesul utilizat pentru extragerea bitumului din nisip este un proces cu apă fierbinte dezvoltat inițial de Dr. Karl Clark de la Universitatea din Alberta în anii 1920. După extragerea din nisip, bitumul este alimentat într-un ameliorator de bitum care îl transformă într-un echivalent ușor de țiței . Această substanță sintetică este suficient de fluidă pentru a fi transferată prin conducte de petrol convenționale și poate fi alimentată în rafinăriile de petrol convenționale fără niciun alt tratament. Până în 2015, modernizatorii de bitum canadieni produceau peste 1 milion de barili (160 × 10 3  m 3 ) pe zi de țiței sintetic, din care 75% erau exportați către rafinării de petrol din Statele Unite. ^

În Alberta, cinci amelioratori de bitum produc țiței sintetic și o varietate de alte produse: Îmbunătățitorul Suncor Energy de lângă Fort McMurray, Alberta produce țiței sintetic plus combustibil diesel; syncrude Canada , Canada Resurse naturale și Nexen upgraders lângă Fort McMurray produc țiței sintetic; iar Shell Scotford Upgrader de lângă Edmonton produce țiței sintetic plus o materie primă intermediară pentru rafinaria Shell Oil din apropiere. Un al șaselea modernizator, aflat în construcție în 2015 în apropiere de Redwater, Alberta , va actualiza jumătate din bitumul brut direct în motorină, restul producției fiind vândut ca materie primă rafinăriilor de petrol din apropiere și uzinelor petrochimice.

Bitum brut neactualizat

Bitumul canadian nu diferă în mod substanțial de uleiurile, cum ar fi uleiul extra-greu venezuelean și uleiul greu mexican în compoziția chimică, iar dificultatea reală este mutarea bitumului extrem de vâscos prin conducte de petrol la rafinărie. Multe rafinării moderne de petrol sunt extrem de sofisticate și pot prelucra bitum neactualizat direct în produse precum benzină, motorină și asfalt rafinat fără nicio prelucrare prealabilă. Acest lucru este deosebit de obișnuit în zone precum coasta Golfului SUA , unde rafinăriile au fost proiectate pentru a prelucra petrolul venezuelean și mexican și în zone precum Midwestul SUA, unde rafinăriile au fost reconstruite pentru a procesa petrol greu, pe măsură ce producția internă de petrol ușor a scăzut. Având în vedere alegerea, astfel de rafinării de petrol greu preferă de obicei să cumpere bitum în loc de ulei sintetic, deoarece costul este mai mic și, în unele cazuri, pentru că preferă să producă mai mult combustibil diesel și mai puțină benzină. Până în 2015, producția canadiană și exporturile de bitum neamenajat au depășit cele de țiței sintetic la peste 1,3 milioane de barili (210 × 10 3  m 3 ) pe zi, din care aproximativ 65% au fost exportați în Statele Unite. ^

Datorită dificultății deplasării bitumului brut prin conducte, bitumul neamenajat este de obicei diluat cu condensat de gaz natural într-o formă numită dilbit sau cu ulei brut sintetic, numit synbit . Cu toate acestea, pentru a face față concurenței internaționale, mult bitum neîmbunătățit este acum vândut ca un amestec de mai multe clase de bitum, țiței convențional, țiței sintetic și condensat într-un produs de referință standardizat, cum ar fi Western Canadian Select . Acest amestec acru de țiței greu este conceput pentru a avea caracteristici uniforme de rafinare pentru a concura cu uleiurile grele comercializate la nivel internațional, cum ar fi maia mexicană sau țițeiul arab din Dubai .

Matrice de încapsulare a deșeurilor radioactive

Asfaltul a fost utilizat începând din anii 1960 ca o matrice hidrofobă care vizează încapsularea deșeurilor radioactive, cum ar fi sărurile cu activitate medie (în principal azotat de sodiu solubil și sulfat de sodiu ) produse prin reprocesarea combustibililor nucleari uzați sau a nămolurilor radioactive din iazurile de sedimentare. Deșeuri radioactive bituminate care conțin elemente transuranice cu emisii alfa extrem de radiotoxice din instalațiile de reprocesare nucleară au fost produse la scară industrială în Franța, Belgia și Japonia, dar acest tip de condiționare a deșeurilor a fost abandonat din cauza problemelor de siguranță operațională (riscuri de incendiu, așa cum au apărut într-un plantă de bituminare la Tokai Works din Japonia) și probleme de stabilitate pe termen lung legate de eliminarea lor geologică în formațiuni de roci adânci. Una dintre principalele probleme este umflarea asfaltului expus la radiații și la apă. Umflarea asfaltului este indusă mai întâi de radiații din cauza prezenței bulelor de hidrogen gazos generate de radioliza alfa și gamma . Un al doilea mecanism este umflarea matricei atunci când sărurile higroscopice încapsulate expuse la apă sau umezeală încep să se rehidrateze și să se dizolve. Concentrația ridicată de sare în soluția porilor din interiorul matricei bituminate este apoi responsabilă pentru efectele osmotice din interiorul matricei bituminate. Apa se deplasează în direcția sărurilor concentrate, asfaltul acționând ca o membrană semipermeabilă . Acest lucru face ca matricea să se umfle. Presiunea de umflare datorată efectului osmotic sub volum constant poate fi de până la 200 bari. Dacă nu este gestionată corespunzător, această presiune ridicată poate provoca fracturi în câmpul apropiat al unei galerii de eliminare a deșeurilor bituminate de nivel mediu. Atunci când matricea bituminată a fost modificată prin umflare, radionuclizii încapsulați sunt ușor lissabili prin contactul apei subterane și eliberați în geosferă. Puterea ionică ridicată a soluției saline concentrate favorizează, de asemenea, migrarea radionuclizilor în rocile gazdă de lut. Prezența azotatului chimic reactiv poate afecta, de asemenea, condițiile redox predominante în roca gazdă prin stabilirea condițiilor de oxidare, prevenind reducerea radionuclizilor sensibili la redox. Sub valențele lor mai ridicate, radionuclizii de elemente precum seleniu , tehnetiu , uraniu , neptuniu și plutoniu au o solubilitate mai mare și sunt adesea prezenți în apă ca anioni neretardați . Acest lucru face ca eliminarea deșeurilor bituminate de nivel mediu să fie foarte dificilă.

Au fost utilizate diferite tipuri de asfalt: bitum suflat (parțial oxidat cu oxigen din aer la temperatură ridicată după distilare și mai dur) și bitum de distilare directă (mai moale). Bitumele suflate precum Mexphalte, cu un conținut ridicat de hidrocarburi saturate, sunt mai ușor biodegradate de microorganisme decât bitumul de distilare directă, cu un conținut scăzut de hidrocarburi saturate și un conținut ridicat de hidrocarburi aromatice.

Incapsularea betonului a deșeurilor radiale este considerată în prezent o alternativă mai sigură de către industria nucleară și organizațiile de gestionare a deșeurilor.

Alte utilizări

Șindrile de acoperiș și acoperișul cu role reprezintă cea mai mare parte a consumului rămas de asfalt. Alte utilizări includ spray-uri pentru bovine, tratamente cu stâlpi de gard și impermeabilizarea țesăturilor. Asfaltul este folosit pentru a face Japonia neagră , un lac cunoscut mai ales pentru utilizarea sa pe fier și oțel și este, de asemenea, utilizat în vopsele și cerneluri de marcare de către unele companii de furnizare de vopsea exterioară pentru a crește rezistența la intemperii și permanența vopselei sau a cernelii și pentru a face culoarea mai închisă. Asfaltul este, de asemenea, utilizat pentru a sigila unele baterii alcaline în timpul procesului de fabricație.

Producție

Uzină tipică de asfalt pentru fabricarea asfaltului

Aproximativ 40.000.000 de tone au fost produse în 1984. Se obține ca fracțiune „grea” (adică dificil de distilat). Materialul cu un punct de fierbere mai mare de aproximativ 500 ° C este considerat asfalt. Distilarea sub vid o separă de celelalte componente din țiței (cum ar fi nafta , benzina și motorina ). Materialul rezultat este de obicei tratat în continuare pentru a extrage cantități mici, dar valoroase de lubrifianți și pentru a regla proprietățile materialului pentru a se potrivi aplicațiilor. Într - o unitate de asfaltare , asfaltul brut este tratat fie cu propan sau butan într - o supercritic fază pentru a extrage moleculele mai ușoare, care sunt apoi separate. O prelucrare suplimentară este posibilă prin „suflarea” produsului, și anume reacționarea acestuia cu oxigen . Acest pas face produsul mai dur și mai vâscos.

Asfaltul este de obicei depozitat și transportat la temperaturi de aproximativ 150 ° C (302 ° F). Uneori motorină sau kerosen sunt amestecate înainte de expediere pentru a păstra lichiditatea; la livrare, aceste materiale mai ușoare sunt separate din amestec. Acest amestec este adesea numit „materie primă de bitum” sau BFS. Unele autobasculante direcționează evacuarea motorului fierbinte prin conductele din corpul benei pentru a menține materialul cald. Spatele basculantelor care transportă asfalt, precum și unele echipamente de manipulare, sunt, de asemenea, frecvent pulverizate cu un agent de eliberare înainte de umplere pentru a ajuta la eliberare. Motorina nu mai este folosită ca agent de eliberare din cauza problemelor de mediu.

Nisipuri petroliere

Bitumul brut natural impregnat în roci sedimentare este stocul principal de furaje pentru producția de petrol din „ nisipurile petroliere ”, în curs de dezvoltare în Alberta, Canada. Canada are cea mai mare parte a aprovizionării cu bitum natural din lume, acoperind 140.000 de kilometri pătrați (o zonă mai mare decât Anglia), oferindu-i a doua cea mai mare rezervă de petrol dovedită din lume. Cele nisipurile de petrol Athabasca sunt cel mai mare depozit de bitum în Canada și singurul accesibil miniere de suprafață , deși descoperiri tehnologice recente au dus la depozite profunde devenind produse prin in situ metode. Din cauza creșterii prețului petrolului după 2003 , producția de bitum a devenit extrem de profitabilă, dar ca urmare a scăderii de după 2014 a devenit neeconomic să se construiască din nou plante noi. Până în 2014, producția canadiană de bitum brut în medie a fost de aproximativ 2,3 milioane de barili (370.000 m 3 ) pe zi și se estimează că va crește la 4,4 milioane de barili (700.000 m 3 ) pe zi până în 2020. Cantitatea totală de bitum brut din Alberta care ar putea fi extrasă se estimează a fi de aproximativ 310 miliarde de barili (50 × 10 9  m 3 ), care la o rată de 4.400.000 de barili pe zi (700.000 m 3 / zi) ar dura aproximativ 200 de ani. ^

Alternative și bioasfalt

Deși necompetitiv din punct de vedere economic, asfaltul poate fi fabricat din resurse regenerabile care nu sunt pe bază de petrol, precum zahăr, melasă și orez, porumb și amidon de cartofi . Asfaltul poate fi fabricat și din materiale reziduale prin distilarea fracționată a uleiului de motor uzat , care uneori este eliminat prin arderea sau aruncarea în depozitele de deșeuri. Utilizarea uleiului de motor poate provoca crăpături premature în climă mai rece, rezultând drumuri care trebuie repavate mai frecvent.

Liantele asfaltice pe bază de petrol pot fi fabricate în culori deschise. Drumurile mai deschise absorb mai puțină căldură din radiația solară, reducându-și contribuția la efectul de insulă de căldură urbană . Parcările care utilizează alternative de asfalt se numesc parcări verzi .

Depozite albaneze

Selenizza este un bitum solid de hidrocarburi naturale care se găsește în depozitele native din Selenice , în Albania , singura mină europeană de asfalt încă în uz. Bitumul se găsește sub formă de vene, umplând fisurile într-o direcție mai mult sau mai puțin orizontală. Conținutul de bitum variază de la 83% la 92% (solubil în disulfură de carbon), cu o valoare de penetrare aproape de zero și un punct de înmuiere (inel și bilă) în jur de 120 ° C. Materia insolubilă, constând în principal din minereu de silice, variază de la 8% la 17%.

Extracția bitumului albanez are o istorie îndelungată și a fost practicată în mod organizat de romani. După secole de tăcere, primele mențiuni de bitum albanez au apărut abia în 1868, când francezul Coquand a publicat prima descriere geologică a zăcămintelor de bitum albanez. În 1875, drepturile de exploatare au fost acordate guvernului otoman și în 1912, au fost transferate companiei italiene Simsa. Din 1945, mina a fost exploatată de guvernul albanez și din 2001 până în prezent, conducerea a trecut la o companie franceză, care a organizat procesul minier pentru fabricarea bitumului natural la scară industrială.

Astăzi, mina este exploatată în mod predominant într-o carieră în aer liber, dar mai multe dintre numeroasele mine subterane (adânci și care se întind pe mai mulți km) rămân viabile. Selenizza este produsă în principal sub formă granulară, după topirea bucăților de bitum selectate în mină.

Selenizza este utilizat în principal ca aditiv în sectorul construcțiilor de drumuri. Este amestecat cu asfaltul tradițional pentru a îmbunătăți atât proprietățile viscoelastice, cât și rezistența la îmbătrânire. Poate fi amestecat cu asfaltul fierbinte din rezervoare, dar forma sa granulară îi permite să fie alimentat în mixer sau în inelul de reciclare al instalațiilor normale de asfalt. Alte aplicații tipice includ producția de asfalturi de mastic pentru trotuare, poduri, parcări și drumuri urbane, precum și aditivi de foraj pentru industria petrolului și gazului. Selenizza este disponibil sub formă de pulbere sau în materiale granulare de diferite dimensiuni ale particulelor și este ambalat în saci sau în pungi termoizolabile din polietilenă.

Un studiu de evaluare a ciclului de viață al selenizza naturale în comparație cu asfaltul petrolier a arătat că impactul asupra mediului al selenizza este de aproximativ jumătate din impactul asfaltului rutier produs în rafinăriile de petrol în ceea ce privește emisia de dioxid de carbon .

Reciclarea

Asfaltul este un material reciclat în mod obișnuit în industria construcțiilor. Cele mai comune două materiale reciclate care conțin asfalt sunt pavajul de asfalt recuperat (RAP) și șindrilele de asfalt recuperat (RAS). RAP este reciclat la o rată mai mare decât orice alt material din Statele Unite și conține de obicei aproximativ 5 - 6% liant asfaltic. Șindrile de asfalt conțin de obicei 20 - 40% liant de asfalt.

Asfaltul devine în mod natural mai rigid în timp datorită oxidării, evaporării, exsudării și întăririi fizice. Din acest motiv, asfaltul reciclat este de obicei combinat cu asfalt virgin, agenți de înmuiere și / sau aditivi de întinerire pentru a-i restabili proprietățile fizice și chimice.

Pentru informații despre procesarea și performanța RAP și RAS, consultați Beton asfaltic .

Pentru informații despre diferitele tipuri de RAS și problemele de sănătate și siguranță asociate, consultați Zoster de asfalt .

Pentru informații despre metodele de reciclare la fața locului utilizate pentru refacerea trotuarelor și drumurilor, consultați Suprafața drumului .

Economie

Deși asfaltul reprezintă în mod obișnuit doar 4 până la 5% (în greutate) din amestecul de trotuar, ca liant al trotuarului, acesta este, de asemenea, cea mai scumpă parte din costul materialului de pavaj rutier.

În timpul utilizării timpurii a asfaltului în pavajele moderne, rafinarii de petrol au dat-o. Cu toate acestea, asfaltul este, astăzi, o marfă foarte comercializată. Prețurile sale au crescut substanțial la începutul secolului XXI. Un raport al guvernului SUA prevede:

"În 2002, asfaltul s-a vândut cu aproximativ 160 USD pe tonă. Până la sfârșitul anului 2006, costul se dublase la aproximativ 320 USD pe tonă, iar apoi aproape că s-a dublat din nou în 2012, la aproximativ 610 USD pe tonă."

Raportul indică faptul că o autostradă „medie” de 1,6 kilometri lungă, cu patru benzi, ar include „300 de tone de asfalt”, care „în 2002 ar fi costat aproximativ 48.000 de dolari. Până în 2006, aceasta ar fi crescut până la 96.000 USD și până în 2012 la 183.000 USD ... o creștere de aproximativ 135.000 USD pentru fiecare milă de autostradă în doar 10 ani. "

Sanatate si siguranta

O instalație de amestecare a asfaltului pentru agregate fierbinți

Oamenii pot fi expuși la asfalt la locul de muncă prin respirarea fumului sau prin absorbția pielii. Institutul National pentru Securitate si Sanatate (NIOSH) a stabilit o limită de expunere recomandată de 5 mg / m 3 , pe o perioadă de 15 minute.

Asfaltul este practic un material inert care trebuie încălzit sau diluat până la un punct în care devine funcțional pentru producerea de materiale pentru pavaj, acoperiș și alte aplicații. În examinarea potențialelor pericole pentru sănătate asociate asfaltului, Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului (IARC) a stabilit că parametrii aplicației, predominant temperatura, afectează expunerea profesională și potențialul risc / risc cancerigen biodisponibil al emisiilor de asfalt. În special, temperaturile mai mari de 199 ° C (390 ° F), s-au dovedit a produce un risc de expunere mai mare decât atunci când asfaltul a fost încălzit la temperaturi mai scăzute, cum ar fi cele utilizate în mod obișnuit în producția și amplasarea amestecului de pavaj asfaltic. IARC a clasificat fumurile asfaltice de pavaj drept posibil cancerigen de clasa 2B , indicând dovezi inadecvate de carcinogenitate la om.

În 2020, oamenii de știință au raportat că asfaltul este în prezent o sursă semnificativă și neglijată în mare măsură de poluare a aerului în zonele urbane, în special în perioadele calde și însorite.

O substanță asemănătoare asfaltului găsită în Himalaya și cunoscută sub numele de shilajit este uneori folosită ca medicament Ayurveda , dar nu este de fapt un gudron, rășină sau asfalt.

Vezi si

Note

Referințe

Surse

linkuri externe