Co je to bitumen? Druhy, jakosti, použití

Bitumen je pevná černá nebo tmavě hnědá látka podobná pryskyřici, která působí jako pojivo při různých stavebních a opravárenských pracích. Bitumen má vysokou přilnavost k různým typům nátěrů a je hydrofobní.

Specifikace a označení

Bitumen se nerozpouští ve vodě. Pokud je nutné materiál rozpustit, používají se speciální organické kapaliny. Viskozita bitumenu je přímo ovlivněna okolní teplotou – materiál v chladu houstne. Ve struktuře bitumenu nejsou žádné póry, a proto materiál nepropouští vodu. V závislosti na fyzikálních vlastnostech materiálu je odpovídajícím způsobem označen. Označení se používá ve formě dvojice čísel, která jsou zapsána zlomkem. První udává teplotu měknutí bitumenu a druhé teplotu, při které se materiál v důsledku mechanického působení rozpadne.

Struktura

Všechny existující typy bitumenu jsou směsí několika hlavních složek, včetně:

• pryskyřice;
• asfaltogenní kyseliny;
• ropné oleje;
• asfalteny.

Asi 30–60 % celkového objemu bitumenu tvoří ropné oleje. Tato složka zajišťuje určitou viskozitu a termoplasticitu materiálu. Obsah pryskyřic je asi 20–40 %, ty jsou nezbytné pro to, aby bitumen měl potřebnou přilnavost k různým povrchům. Složení také obsahuje asfalteny (10–40 % objemu), které zajišťují žáruvzdornost a tvrdost bitumenu, díky čemuž se materiál aktivně používá ve stavebnictví. Podíl asfaltogenních kyselin je pouze do 3 %, ty zajišťují lepivost povlaku.

Klasifikace bitumenu podle původu

Dnes existují dvě skupiny bitumenů, které se liší způsobem výroby:

• umělé (technické);
• přírodní.

Je důležité si uvědomit, že surovina je v každém případě stejná. Výroba umělého materiálu probíhá na specializovaném zařízení, které extrahuje bitumen z ropy. Přírodní bitumen se však těží jako fosilie, kterou lze okamžitě použít k zamýšlenému účelu.

Technický (umělý) asfalt

Jedná se o druhotný produkt získaný během procesu rafinace ropy. Během výběru maziv a paliva z původních surovin vzniká dehet. Ten se zahřívá nebo vháněje vzduchem, čímž vzniká ropný bitumen. Tento materiál se nazývá oxidovaný, je velmi elastický a má vysokou tepelnou stabilitu.

Pokud se k destilaci ropy za účelem výroby paliva používá vakuová technologie, nakonec se vytvoří sediment, což je zbytkový bitumen. Charakteristickými vlastnostmi materiálu jsou zvýšená tvrdost a nízká viskozita.

Při použití metody rozkladu ropy za účelem výroby benzínu za vysokých teplot vzniká poměrně křehký zbytek zvaný krakovaný bitumen.

Přírodní bitumen

Jedná se o přírodní minerál, který se nachází v hornině. Takový bitumen se získává rozpouštěním horniny vhodnými rozpouštědly nebo jejím zahříváním. Bitumen může být nejen uložený, ale i povrchový (vystupuje na povrch jako rezervoár). Přírodní bitumen je považován za velmi kvalitní a ve většině případů se používá při výrobě barev a laků a tmelů.

Značení bitumenů používaných ve stavebnictví

Výroba stavebních materiálů a provádění souvisejících úkolů se provádí za použití tekutého, pevného a polotuhého bitumenu. Volba optimální možnosti závisí na teplotním rozsahu, který přímo ovlivňuje okamžik změknutí a výskyt křehkosti materiálu.

Bitumeny se často používají k provádění následujících úkolů:

• výroba hydroizolačních materiálů a tmelů;
• výstavba a opravy povrchů vozovek;
• výroba měkkých střešních materiálů.

Pro hlavní stavební práce se používají ropné bitumeny BN 50/50, BN 70/30 a BN 90/10. Pro pokrývačské práce jsou vhodné ropné střešní materiály označené BNK 45/90, BNK 45/180, BNK 90/40 a BNK 90/30. Teplota vzplanutí těchto bitumenů je nejméně +240 °C, díky čemuž se dobře hodí k impregnaci střešních nátěrů chránících před vlhkostí. Ropné silniční bitumeny se používají při výrobě asfaltových směsí. Do této kategorie patří především BND 40/50, BND 90/130, BND 60/90 a BND 130/200.

Běžné stavební materiály na bitumenové bázi

Výrobci dnes nabízejí působivou škálu stavebních materiálů, které obsahují bitumen. Patří mezi ně:

• barvy;
• těsnicí hmoty;
• zastavěná střecha;
• tmely.

Barvy na bázi bitumenu

Asfaltové barvy jsou obvykle černé nebo hnědé, což výrazně omezuje jejich použití. Ve většině případů poskytují ochranu povrchům, které jsou pravidelně vystaveny vodě. Charakteristickým rysem barev v tomto segmentu je zachování jejich původní elasticity po dlouhou dobu. Viskozitu lze snížit použitím rozpouštědla, které umožňuje nanášení barvy nejen válečkem nebo štětcem, ale i stříkací pistolí.

Těsnicí hmoty na bázi bitumenu

Asfaltové tmely se dnes aktivně používají v různých pracích souvisejících s hydroizolací. V první řadě tyto produkty pomáhají zbavit se netěsností. Používají se také při instalaci vikýřových oken, utěsňování prvků odvodňovacího systému, utěsňování spár mezi komínovou trubkou a střešní krytinou, stejně jako utěsňování trhlin v betonových nátěrech a jiných minerálních površích. Asfaltové tmely není nutné před aplikací zahřívat. K nanášení materiálu se používá montážní pistole. Poté, co se všechna rozpouštědla, která jsou součástí tmelu, odpaří, se jeho konzistence stává gumovou.

Přistavěná střecha

Na prodej je mnoho různých střešních materiálů, které obsahují bitumen. Jejich struktura je však téměř identická. Mluvíme o deskových materiálech na bázi papíru, sklolaminátu atd. Na podklad se nanese bitumenová impregnace. Poté se materiál pokryje kamennou drtí, která zajišťuje odolnost vůči mechanickému namáhání a dlouhou životnost. Drtě jsou také potřebné k tomu, aby se zabránilo slepování rolí během rolování.

Použití střešních materiálů obsahujících bitumen umožňuje instalaci ploché střechy. Její hydroizolační vlastnosti výrazně převyšují mnoho jiných typů střešních krytin. Během procesu ohřevu se bitumen taví, což zajišťuje vytvoření jediné hydroizolační membrány.

Asfaltové tmely

Asfaltové tmely jsou velmi oblíbené při provádění hydroizolačních prací. Aktivně se používají při pracích s tavenými střešními krytinami ke spojení různých povrchů a zajištění ochrany před pronikáním vody. Tmely se také nanášejí na dřevěné sloupy před výkopem, díky čemuž se přírodní materiál stává odolnějším vůči vlhkosti a hnilobě.

Použití bitumenu při stavbě silnic

Asfalt se nejaktivněji používá v silničním stavitelství. Používá se jako pojivo při výrobě asfaltu, který se od betonu liší zvýšenou odolností proti deformaci. Životnost a pevnost asfaltu přímo souvisí s množstvím bitumenu přítomného v jeho složení. Charakteristickým rysem asfaltu je možnost jeho aktivního použití ihned po položení. V případě stavby silnic z betonu je nutné čekat 28 dní.

Asfalt se používá nejen při výrobě asfaltové směsi. Používá se také jako adhezní podklad při opravách výmolů na vozovkách. Obvykle se k tomuto účelu používají pevné druhy asfaltu. Před nanesením na opravenou plochu se zahřeje. Válcování asfaltovou směsí probíhá dříve, než asfalt stihne vytvrdnout. Tento materiál zajišťuje vysoce kvalitní přilnavost starého a nového asfaltu.

Nevýhody bitumenu

Bitumen je poměrně specifický materiál, jehož hlavní nevýhody jsou:

• kontaminace nástrojů a nádob;
• postupné vysychání;
• tavení se zvyšující se teplotou a křehkost se snižující se teplotou;

charakteristický zápach, který se stává znatelnějším s tím, jak se materiál zahřívá.
Nástroje a nádoby používané při práci s bitumenem jsou téměř vždy neopravitelné. Tento materiál vážně kontaminuje všechny povrchy, se kterými přijde do styku. K řešení problému se používají speciální kapaliny, ale z finančního hlediska je to velmi nerentabilní. Je vhodné používat takové prostředky pouze k odstranění minimální kontaminace, například k čištění karoserie automobilu.

Konstrukce z bitumenu se používají v relativně malém teplotním rozsahu. Pokud teplota stoupne, změknou, což často vede k deformaci v důsledku mechanického namáhání. Nízké teploty tyto konstrukce činí příliš křehkými a tvrdými.