asfalt - Asphalt


z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Přírodní asfalt z Mrtvého moře
rafinovaný asfalt
University of Queensland hřiště experiment poklesu , což dokazuje viskozitu asfaltu

Asfaltu , také známý jako živice ( UK : / b ɪ tj ʊ m ɪ n / , US : / b ɪ TJ U m ə n , b - / ), je lepkavá, černá, a vysoce viskózní kapaliny nebo částečně jednolitý forma ropy . To mohou být nalezeny v přírodních ložisek, nebo může být rafinovaný produkt, a je klasifikován jako rozteč . Před 20. století, termín asphaltum byl také používán. Slovo je odvozeno z Ancient řeckých ἄσφαλτος ásphaltos .

Primární použití (70%) z asfaltu je v silničním stavitelství , kde se používá jako lepidlo nebo pojivo smíchané s kameniva částicemi pro vytvoření asfaltového betonu . Jeho další hlavní použití jsou pro asfaltových hydroizolačních produktů, včetně výroby střešní plsti a pro utěsnění plochých střech.

Termíny „asfalt“ a „bitumen“ jsou často používány zaměnitelně pro fyzické i vyráběné formy této látky. V americké angličtině , „asfalt“ (nebo „asfaltový cement“) se běžně používá pro rafinovaný zbytek z destilace procesu vybraných rop. Mimo území Spojených států, že výrobek je často nazýván „asfalt“, a geologové na celém světě často preferují termín pro přirozeně se vyskytující odrůdy. Obyčejný hovorový použití často se odkazuje na různé formy asfaltu jako „ dehtu “, jak ve jménu La Brea Tar Pits .

Přirozeně se vyskytující asfalt je někdy specifikováno výrazu „surový“ bitumen. Jeho viskozita je podobný tomu, který za studena melasy , zatímco je materiál získaný z frakční destilací z ropy vroucí při 525 ° C (977 ° F), se někdy označuje jako „rafinované živice“. Kanadská provincie Alberty má většinu světových zásob zemního asfaltu v ropných písků Athabasca , které pokrývají 142.000 kilometrů čtverečních (55.000 čtverečních MI), plocha větší než Anglie .

Terminologie

Etymologie

Slovo „asfalt“ je odvozen z pozdní Middle anglický, v otočení od francouzského asphalte , založený na pozdní latiny asphalton , asphaltum , což je latinisation z řeckého ἄσφαλτος ( ásphaltos , ásphalton ), což je slovo, které znamená „asfalt / bitumen / rozteč “, což snad pochází z a-,‚bez‘a σφάλλω ( sfallō ),‚aby pád‘. První použití asfaltu od starověku byla ve formě cementu pro zajištění nebo spojování dohromady různé předměty, a to tedy pravděpodobné, že samotný název byl expresivní této aplikace. Konkrétně Herodotus uvedeno, že živice byla podána k Babylon vybudovat si gigantické opevnění zdi. Z řeckého slova, přešel do pozdní latiny, a odtud do francouzštiny ( asphalte ) a angličtině ( „asphaltum“ a „asfalt“). Ve francouzštině, termín asphalte je používán pro přirozeně se vyskytující asfalt nasáklé usazování vodního kamene, a pro specializované vyráběných výrobků s menším počtem dutin nebo větší asfaltu obsahu než „asfaltobetonu“ použitý připravit silnice.

Výraz „bitumen“ pochází z Sanskrit slova jātu , což znamená „rozteč“ a jātu-Krit , což znamená „pitch vytváření“ nebo „výrobu pitch“ (odkazující na jehličnatých nebo pryskyřičných stromů). Latinský ekvivalent tvrdí někteří být původně gwitu-men (vztahující se na hřišti), a jiní, pixtumens (vyzařuje nebo bublající hřiště), který byl následně se zkrátil k bitumenu , odtud prochází přes francouzštiny do angličtiny. Ze stejného kořene je odvozen anglosaské slovo cwidu (mastix), německé slovo KITT (cement nebo tmel) a staré norštině slovo kvada .

moderní terminologie

V britské angličtině , „asfalt“ se používá namísto „asfalt“. Slovo „asfalt“ je místo toho používá k označení asfaltového betonu , směsi stavebního kamene a samotného asfaltu (rovněž nazývané „asfalt“ v běžné řeči). Asfaltové směsi s jílem se obvykle nazývá „asphaltum“, ale termín je méně běžně používaný dnes.

V angličtině Australana , slovo „asfalt“ se používá k popisu směs stavebního kamene . „Asfalt“ se týká kapaliny odvozené od těžkého-zbytků z destilace surové ropy.

V americké angličtině , „asfalt“ je ekvivalentní k britským „živice“. Nicméně, „asfalt“ je také běžně používá jako zkrácený tvar „ asfaltový beton “ (tedy ekvivalent britské „asfalt“ nebo „asfaltové“).

V kanadské angličtině , slovo „asfalt“ se používá pro označení obrovské kanadské vkladů extrémně těžké ropy , zatímco „asfalt“ se používá pro ropné rafinérii produktu. Zředěné bitumen (zředí benzínu , aby se průtok v potrubí) je známý jako „ dilbit “ v kanadském ropném průmyslu, zatímco asfalt „ vylepšené “ e syntetický surový olej je známý jako „syncrude“ a syncrude směsi s asfaltem, se nazývá „synbit “.

„Bitumen“ je ještě přednostní geologický termín pro přirozeně se vyskytující usazeniny z tuhé nebo polotuhé formě ropy. „Asfaltový rock“ je forma pískovce impregnované živicí. Mezi ropné písky z Alberta, Kanada , jsou podobného materiálu.

Ani jeden z termínů „asfalt“ nebo „živice“ by měl být zaměňována s dehtem nebo černouhelných dehtů .

Složení

normální složení

Složky asfaltu zahrnují čtyři hlavní třídy sloučenin:

Tyto naftenu aromáty a polární aromatické látky jsou obvykle majoritní složky. Většina přírodních živice rovněž obsahovat sloučeniny organosíry , což vede k celkovému obsahu síry až do 4%. Nikl a vanad jsou k dispozici na <10 ppm, což je typické pro nějakou ropy.

Látka rozpustná v sirouhlíku . To je obyčejně modelován jako koloid , s asfaltenů jako dispergované fáze a malteny jako kontinuální fáze. „Je téměř nemožné oddělit a identifikovat všechny různé molekuly asfaltu, protože počet molekul s odlišnou chemickou strukturou je velmi velký“.

Asfalt může být zaměňována s uhelného dehtu , který je vizuálně podobný černý, termoplastický materiál produkovaný destruktivní destilace z uhlí . Během brzy a polovině 20. století, kdy město plyn byl produkován, černouhelný dehet byl snadno dostupný vedlejší produkt a rozsáhle používán jako pojivo pro silniční kameniva. Přídavek uhelného dehtu makadam silnice vedly ke slovu „ asfalt “, který se nyní používá v běžném jazyce k označení silničních materiálů pro výrobu. Nicméně, od roku 1970, kdy zemní plyn uspěl svítiplyn, asfalt zcela předstihla využití uhelného dehtu v těchto aplikacích. Jiné příklady tohoto zmatku patří La Brea Tar Pits a kanadských ropných písků , z nichž oba skutečně obsahují přírodní živice spíše než dehtu. „Pitch“ je jiný termín někdy neformálně používán občas se odkazovat na asfaltu, stejně jako v Pitch Lake .

Přísady, směsi a kontaminanty

Z ekonomických a jiných důvodů, asfalt je někdy prodaný v kombinaci s jinými materiály, často aniž by byly označeny jako něco jiného, ​​než jen „asfalt“.

Za zvláštní zmínku stojí, v 21. století, je použití motorového oleje dna re-rafinované - „REOB“ nebo „REOBs“ -The reziduí z recyklovaného autmotive motorového oleje , shromážděné ze dna opětovné rafinace vakuových destilačních věží. Obsahuje různé jiné než rafinované prvky a sloučeniny v recyklované motorového oleje, pozůstatek z opětovné rafinace-obou přísad do původního oleje, a materiály, hromadící se od jeho cirkulace v motoru (typicky železo a měď ). Některé výzkumy naznačují vztah mezi touto kontaminace asfaltu a horší výkonem chodníku.

Výskyt

Asfaltový výchoz Puy de la Poix, Clermont-Ferrand , Francie

Většina asfalt použit komerčně získán z ropy. Nicméně, velké množství asfaltu vyskytují v koncentrované formě v přírodě. Přirozeně se vyskytující ložiska živice jsou tvořeny z pozůstatků starověkých, mikroskopické řasy ( rozsivky ) a dalších kdysi živých organismů. Tyto zbytky byly uloženy v bahně na dně moře nebo jezera, kde organismy žil. Pod tepla (nad 50 ° C) a tlaku pohřbu pod zem, zbytky byly transformovány do materiálů, jako je bitumen, kerogen nebo ropy.

Přírodní ložiska živice zahrnují jezer, jako je Pitch jezero v Trinidadu a Tobago a jezera Bermudez ve Venezuele . Přírodní vývěry vyskytují v La Brea Tar Pits a v Mrtvém moři .

Bitumen také se vyskytuje v nekonsolidovaných pískovcích známých jako „ropné písky“ v Albertě v Kanadě a podobných „dehtových písků“ v Utahu , USA. Kanadská provincie Alberty má většina světových zásob, ve třech obrovských ložisek pokrývající 142,000 kilometrů čtverce (55,000 sq mi), což je oblast větší než v Anglii nebo státě New York . Tyto živičné písky obsahují 166 miliard barelů (26,4 x 10 9  m 3 ) komerčně zavedených zásob ropy, což Kanadě třetí největší zásoby ropy na světě. Ačkoli historicky to bylo používáno bez rafinace připravit silnice, téměř všechny výstup je nyní používán jako surovina pro ropné rafinérie v Kanadě a Spojených státech.^

Největší světový vklad přírodní živice, známý jako ropných písků Athabasca , se nachází v McMurray Formation of Northern Alberta. Tento útvar je z počátku křídy , a je složen z řady čoček olejnin písku, s až 20% oleje. Izotopové studie ukazují vklady ropy bude asi 110 milionů let staré. Dvě menší, ale stále velmi velké formace se vyskytují v ropných písků Peace River a ropných písků Cold Lake , na západě a jihovýchodě z ropných písků Athabasca, resp. Vkladů Alberta, pouze části ropných písků Athabasca jsou dostatečně mělké, aby byly vhodné pro povrchové dobývání. Druhá 80%, musí být vyrobeny za použití ropných vrtů zvýšení výtěžnosti zbytkové ropy techniky, jako s podporou páry gravitační odvodnění .

Mnohem menší těžký olej nebo asfalt ložiska dojít také v Uinta pánve v Utah, USA. Tar Písek trojúhelník vklad, například, je zhruba 6% asfalt.

Bitumen může dojít v hydrotermálních žilách . Příkladem toho je v Uinta pánve z Utah , v USA, kde je roj příčném i svislém směru rozsáhlých žil tvořen pevným uhlovodíku nazval gilsonitu . Tyto žíly tvořen polymerizaci a tuhnutí uhlovodíků, které byly mobilizovány z hlubších ropných břidlicích formace Green River během pohřbu a diageneze .

Bitumen je podobný organických látek v uhlíkatých meteoritů . Nicméně, detailní studie ukázaly tyto materiály být odlišný. Obrovské Alberta živičné prostředky se považují za začínal jako živou hmotu z mořských rostlin a živočichů, zejména řas , které zemřely před miliony let, kdy starověký oceán se vztahuje Alberta. Byly pokryté bahnem, pohřben hluboko v průběhu času, a jemně vařené do oleje geotermální teplo při teplotě 50 až 150 ° C (120 až 300 ° F). Vzhledem k tlaku od východu do Skalistých hor v jihozápadní Albertě, 80-55 před miliony let, olej byl řízen severovýchod stovky kilometrů a do pasti podzemních ložisek písku zanechal starověkých koryt a oceánských pláží, čímž vzniká ropné písky ,

Dějiny

Prastaré časy

Využívání přírodních živice pro hydroizolaci a jako lepící termínech alespoň do pátého tisíciletí před naším letopočtem, s úložným plodiny koši objeven v Mehrgarh , z Indus Valley civilizace , lemované s ním. Od 3. tisíciletí před naším letopočtem rafinované horninového asfaltu byl v použití v tomto regionu, a byl zvyklý na vodotěsné Great Bath mohendžodárské .

Ve starověkém Středním východě, se Sumerové použity přírodní živice vklady pro malty mezi cihlami a kameny, cement části řezbářské práce, jako jsou oči, na místo, na lodi utěsňování a pro hydroizolace. Řecký historik Hérodotos horkých asfalt byl použit jako malta ve stěnách Babylonu .

1 km (0.62 mi) dlouho Eufrat tunel pod řece Eufrat v Babylonu v době královny Semiramis (cca 800 nl) byl údajně postaven z pálených cihel pokryté asfaltem jako agent těsnění.

Bitumen byl používán již staří Egypťané pro nabalzamovat mumie. Perský výraz pro asfalt je moom , což souvisí s anglickým slovem mumie . Primárním zdrojem Egypťanů asfaltu byl z Mrtvého moře , které Římané znali jako Palus asfaltity (Asphalt jezera).

Přibližně 40 AD, Dioscorides popsal Mrtvého moře materiál jako Judaicum bitumenu , a uvést další místa v regionu, kde by mohlo být nalezeno. Sidon bitumen je myšlenka se odkazovat na materiál nalezený na Hasbeya . Plinius vztahuje i na asfalt bylo nalezeno v Epiru . Byla to cenná strategickou surovinou, předmětem prvního známého boji o uhlovodík vkladů mezi Seleucids a Nabateans v 312 před naším letopočtem.

Ve starověkém Dálném východě, přírodní asfalt se pomalu vaří zbavit vyšších frakcí , opouštět termoplastického materiálu o vyšší molekulové hmotnosti, že když vrstveny na objekty se stala docela těžké po ochlazení. Tato částka byla použita na krytí objektů, které potřebné hydroizolace, například pouzder a dalších položek. Sošky domácích božstev byly odlity také s tímto typem materiálu v Japonsku , a pravděpodobně také v Číně .

V severní Americe , archeologický oživení uvedla asfalt byl někdy používán držet kámen střelné bodů na dřevěných šachet. V Kanadě, domorodí lidé používají asfalt prosakuje z břehů Athabasca a dalších řek nepromokavých březové kůry kánoe , a také zahřívat ho rozmazání hrnce odrazit komáry v létě.

kontinentální Evropa

V roce 1553, Pierre Belon popsal ve svých pracovních Vyjádření , že pissasphalto směs hřišti a živice, byl použit v republice Ragusa (nyní Dubrovnik , Chorvatsko ) pro dehtování lodí.

1838 vydání mechaniky Časopis cituje brzké použití asfaltu ve Francii. Brožury datován 1621, a „určité Monsieur d'Eyrinys, říká, že on objevil existenci (z asphaltum) ve velkých množstvích v blízkosti Neufchatel“, a že navrhl, aby jej použít v mnoha různými způsoby - „v zásadě v konstrukci vzduchových proti sýpek a při ochraně, pomocí oblouků, vodních toků na území města Paříže z vniknutí nečistot a špíny“, který v té době z vody nepoužitelný. „On expatiates také na dokonalost tohoto materiálu pro vytvoření míru a trvanlivé terasy“ v paláci, „ponětí o vytváření takových teras v ulicích ani jeden pravděpodobně přes mozek pařížský této generace“.

Ale tato látka byla obvykle zanedbávána ve Francii až do revoluce v roce 1830 . V roce 1830 došlo k nárůstu zájmu, a asfalt se stala široce používaným „chodníků, plochých střech a sliznice cisteren, av Anglii, někteří používají to bylo z ní pro podobné účely“. Jeho vzestup v Evropě bylo "náhlé jev", poté, co přírodní vklady byly nalezeny "ve Francii Osbann ( Bas-Rhin ), Parc ( Ain ) a Puy-de-la-Poix ( Puy-de-Dôme )", i když by to mohlo být také uměle. Jeden z nejčasnějších použití ve Francii bylo položení asi 24.000 čtverečných yardů Seyssel asfaltu na Place de la Concorde v roce 1835.

Spojené království

Mezi dřívější použití bitumenu ve Spojeném království bylo pro leptání. William Salmon, Polygraphice (1673) poskytuje recept na lak použitý v leptání, se skládá ze tří uncí panenského vosku, dvě unce tmelu , a jedna unce asphaltum. V pátém vydání v roce 1685, měl zahrnoval více asphaltum receptů z jiných zdrojů.

První britský patent pro využití asfaltu byl „Cassell patent asphalte nebo asfalt“ v 1834. Poté dne 25. listopadu 1837, Richard Tappinem Claridge patentovat použití Seyssel asfaltu (patent # 7849), pro použití v asphalte chodníku, poté, co ji viděl činná ve Francii a Belgii při návštěvě s Frederickem Walter Simms , který pracoval s ním na zavedení asfaltu do Británie. Dr. T. Lamb Phipson píše, že jeho otec, Samuel Ryland Phipson, přítel Claridge, byl také „pomocný v zavádění asphalte chodník (v roce 1836)“. Vskutku, tmel dlažby byl předtím zaměstnán u firmy Opel soutěžitelem Claridge, ale bez úspěchu.

Claridge získal patent ve Skotsku dne 27. března 1838, a získal patent v Irsku dne 23. dubna 1838. V roce 1851, rozšíření pro patent 1837 a pro oba 1838 patenty byly vyhledávány poručníky společnosti dříve vytvořeného Claridge. Claridge Patent Asphalte Company -formed v roce 1838 za účelem zavedení do Británie „Asphalte ve svém přirozeném stavu z dolu v Pyrimont Seysell ve Francii“ - „položil jeden z prvních asfaltových vozovek ve Whitehallu.“ Pokusy byly provedeny z chodníku v roce 1838 na chodník v Whitehall, stáje v Knightsbridge kasárna, „a následně na prostoru v dolní části kroků vedoucích od Waterloo Place do Park St.“. „Formace v roce 1838 z Claridge patentového Asphalte Company (s bohatým seznamem aristokratických patronů a Marc a Isambard Brunel as, respektive, důvěrník a konzultační inženýr), dal obrovský impuls pro rozvoj britského asfaltové průmyslu“. „Do konce roku 1838, nejméně další dvě společnosti, Robinson je a společnost Bastenne, byly ve výrobě“, s asfalt byl položen jako dlažby v Brightonu, Herne Bay, Canterbury, Kensington, Strand, a velké plochy v Bunhill -row, zatímco mezitím Claridge je Whitehall dlažby „pokračovat (D) dobrém stavu“.

V roce 1838, tam byl závan podnikatelské činnosti zahrnující asfalt, který měl mimo použití dlažby. Například asfalt může být také použit na podlahy, hydroizolace v budovách a pro hydroizolace různých typů bazénů a lázní, oba který byl také množících se v 19. století. Na londýnské stockmarket, tam byly různé nároky, pokud jde o výlučnosti kvality asfaltu z Francie, Německa a Anglie. A četné patenty byly uděleny ve Francii s podobným počet patentových přihlášek odpírána v Anglii kvůli jejich podobnosti k sobě navzájem. V Anglii, „Claridge byl typ nejvíce používané v roce 1840 a 50. letech“.

V roce 1914, Claridge Firma vstoupila do společného podniku na výrobu dehtu vázaný makadam , z materiálů vyrobených prostřednictvím dceřiné společnosti s názvem Clarmac Silnice Ltd. dva produkty za následek, a sice Clarmac a Clarphalte , přičemž první z nich vyrábí Clarmac silnic a druhý podle Claridge patentu Asphalte Co., ačkoli Clarmac byl více široce používán. Nicméně, první světová válka zničila Clarmac Company, která vstoupila do likvidace v roce 1915. Tento neúspěch Clarmac silnic Ltd měl tok-efekt pro Claridge firma, která byla sama o sobě nařízena likvidace, zastavení provozu v roce 1917, které investovaly značný výše prostředků do nového podniku, a to jak na začátku a v následném pokusu zachránit Clarmac Company.

Spojené státy

První použití bitumenu v Novém světě byl domorodými národy. Na západním pobřeží, jak brzy jako 13. století, Tongva , Luiseño a Chumash národy shromáždí přirozeně se vyskytující bitumen, které prosakovala na povrch výše základních ropných ložisek. Všechny tři skupiny použít látku jako lepidlo. To se nalézá na mnoha různých artefaktů nástrojů a obřadních předmětů. Například, to bylo používáno na chrastítka dodržovat tykve nebo želví krunýře chrastit rukojeti. To bylo také používáno v dekorací. Malé kulaté shell korálky byly často v asphaltum poskytnout dekorace. To bylo používáno jako tmel na koších, aby byly vodotěsné pro přenášení vody, případně otravy ti, kteří pili vodu. Asfalt byl použit také k utěsnění prkna na zaoceánských kánoe.

Asfalt byl poprvé použit vydláždit ulice v roce 1870. Na první přirozeně se vyskytující „asfaltového skále“ byl používán, jako například na Ritchie Mines v Macfarlan v Ritchie County, West Virginia od roku 1852 do roku 1873. V roce 1876, na bázi asfaltu dlažba byla použita připravit Pennsylvania Avenue ve Washingtonu, v čase pro oslavu národního sté výročí. V éře taženém koňmi, ulice byly nezpevněné a pokryté špínou nebo štěrk. Nicméně, která produkovala nerovnoměrné opotřebení, otevřela nová rizika pro chodce a udělal pro nebezpečné výtluků pro jízdní kola a motorová vozidla. Manhattan sám měl 130.000 koně v roce 1900, tahání tramvaje, vozy a kočáry, a opouštět svůj odpad za sebou. Nebyli to rychle, a chodci mohli vyhnout a škrábat jejich cestu přes přeplněných ulicích. Malá města i nadále spoléhat na špínu a štěrku, ale větší města chtěl mnohem lepší ulic. Dívali se na dřevo nebo žulových bloků 1850s. V roce 1890, třetina z Chicaga je 2000 mil ulic byla vydlážděna, a to především s dřevěnými bloky, který dal lepší trakci než bláto. Cihla povrchová byl dobrý kompromis, ale ještě lepší byl asfalt dlažba, která se snadno instaluje a protnout se dostat na kanalizaci. S Londýn a Paříž, sloužící jako modely, Washington položil 400.000 čtverečních yardů asfaltové dlažby 1882; to se stalo modelem pro Buffalo, Philadelphia a jinde. Do konce století, americká města se chlubil, 30 milionů čtverečních yardů asfaltové dlažby, s dostatečným předstihem z cihel. V ulicích se staly rychlejší a nebezpečnější, aby byly instalovány elektrické semafory. Elektrické vozíky (na 12 mil za hodinu), se stal hlavním přepravní služba pro střední třídu zákazníků a administrativních pracovníků, dokud si koupili automobily po roce 1945 a komutovanými ze vzdálenějších předměstí v soukromí a pohodlí na asfaltových silnicích.

Kanada

Kanada má největší světový vklad přírodní živice v ropných písků Athabasca a Canadian první národy podél řeky Athabasca dlouho používal to, aby nepromokavé jejich kánoí. V roce 1719, je Cree pojmenovaný Wa-Pa-Su přinesl vzorek obchodu na Henry Kelsey části Hudsonova Bay společnosti , který byl první zaznamenaný Evropan vidět. Nicméně, to nebylo až do roku 1787, že obchodník s kožešinami a průzkumník Alexander MacKenzie viděl ropných písků Athabasca a řekl: „U asi 24 mil od vidlice (z Athabasca a Clearwater řek) jsou některé živičných fontán, do kterého pól 20 stop dlouho, může být vložen bez nejmenšího odporu.“

Hodnota vkladu bylo zřejmé od samého začátku, ale prostředkem k extrahování bitumenu nebyl. Nejbližší město, Fort McMurray, Alberta , byl malý kožešina obchodní stanice, ostatní trhy byly daleko, a náklady na dopravu jsou příliš vysoké, aby loď syrové živičného písku pro dlažby. V roce 1915, Sidney loktů Spolkové doly Branch experimentoval s separačních technik a používají produkt připravit 600 stop silnice v Edmonton , Alberta. Další silnice v Alberta byly dlážděná materiálu extrahovaného z ropných písků, ale to obecně není ekonomické. V roce 1920 Dr. Karl A. Clark na výzkumné rady Alberta patentovaný způsob horké vody odlučovače a podnikatel Robert C. Fitzsimmons postaven Bitumount odlučování oleje rostlina, která v letech 1925 a 1958 vyrobenou až 300 barelů (50 m 3 ) na den asfaltu s využitím doktora Clarka metodu. Většina z živice byla použita pro hydroizolaci střech, ale i další využití součástí pohonné hmoty, mazací oleje, inkoustové tiskárny, léky, rust- a odolná vůči kyselinám barvy, ohnivzdorné střešní krytiny, ulice dlažby, lakované kůže, a plot konzervační látky. Nakonec Fitzsimmons došly peníze a závod byl převzat Alberta vládou. V současné době závod Bitumount je Provincial Historic Site .

Fotografie a umění

Bitumen byl použit na začátku fotografické techniky. V roce 1826 nebo 1827, to bylo používáno francouzský vědec Joseph Nicéphore Niépce , aby nejstarší dochovanou fotografii z přírody . Asfalt se v tenké vrstvě nanese na cínovou desku, která pak byla vystavena do kamery. Vystavení světlu kalené živice a také to nerozpustný, tak, že když se následně opláchne rozpouštědlem pouze dostatečně světlo-udeřil oblasti zůstaly. Bylo zapotřebí mnoho hodin expozice ve fotoaparátu, takže asfalt nepraktické pro běžné fotografování, ale od 1850 do 1920 to bylo v běžném používání jako fotoodporu při výrobě tiskových desek pro různé fotomechanické tiskových procesů.

Bitumen byl nemesis mnoho umělců v průběhu 19. století. Ačkoli široce používán po dobu, to nakonec ukázalo nestabilní pro použití v olejomalba, a to zejména po smíchání s většinou běžných ředidel, jako je například lněný olej, laků a terpentýn. Pokud nejste důkladně ředí, bitumen nikdy úplně ztuhne a bude časem poškodit jiné pigmenty, s nimiž přichází do styku. Použití bitumenu jako glazura nastavit ve stínu nebo v kombinaci s jinými barvami k tomu, tmavší tón za následek případné zhoršení mnoha obrazů, například ty z Delacroix . Snad nejznámějším příkladem destruktivity bitumenu je Théodore Géricault je Raft z Medúzy (1818-1819), kde jeho použití asfaltu způsobilo zářivé barvy degenerovat do tmavé zelené a černé a barvy a plátno, aby přezkou.

moderní použití

Globální využití

Drtivá většina rafinovaného asfaltu se používá ve stavebnictví: především jako složka produktů použitých k dlažby a střešních aplikacích. V souladu s požadavky na konečném použití, asfalt se vyrábí podle specifikace. Toho je dosaženo buď rafinace nebo míchání. Odhaduje se, že současný svět používání asfaltu je přibližně 102 milionů tun ročně. Přibližně 85% všech asfaltu vyrobeného se používá jako pojivo ve asfaltový beton pro silnice. To je také používáno v jiných zpevněných ploch, například letištních ploch, parkovišť a chodnících. Obvykle se výroba asfaltového betonu zahrnuje smíchání jemného a hrubého kameniva , jako je písek , štěrk a drcený kámen s asfaltem, který působí jako pojivo. Ostatní materiály, jako je například recyklovaných polymerů (např, gumové pneumatiky ), mohou být přidány do asfaltu, aby se upravily vlastnosti v závislosti na aplikaci, pro kterou se asfalt nakonec určena.

Dalším 10% světové produkce asfaltu se používá v střešních aplikacích, kde její hydroizolační vlastnosti jsou neocenitelné. Zbylých 5% asfaltu se používá zejména pro těsnění a izolační účely v různých stavebních materiálů, jako jsou například potrubí povlaky, kobercové dlaždice rubu a barvou. Asfalt se používá při konstrukci a údržbě mnoha konstrukcí, systémů a komponent, jako jsou například následující:

  • dálnic
  • letištních ploch
  • Chodníky a pěší cesty
  • Parkoviště
  • závodiště
  • Tenisové kurty
  • Střešní krytina
  • hydroizolace
  • přehrady
  • Přehrada a bazén obložení
  • Zvuková izolace
  • potrubní povlaky
  • Kabelové povlaky
  • Barvy
  • Stavební izolace proti vodě
  • Deska podkladová hydroizolační
  • výroba novin inkoust
  • a mnoho dalších aplikací

Válcované asfaltový beton

Největší použití asfaltu je pro výrobu asfaltového betonu silničních povrchů; to představuje přibližně 85% z asfaltu spotřebované ve Spojených státech. Existuje asi 4000 asfalt betonárny ve Spojených státech, a podobný počet v Evropě.

Asfaltové betonová dlažba směsi jsou obvykle se skládá z 5% asfaltového pojiva a 95% agregátů (kamene, písku a štěrku). Díky své vysoce viskózní charakter, je nutno asfaltové pojivo zahřívá tak, že může být smíchán s agregátů na asfalt směšovací zařízení. Požadovaná teplota se mění v závislosti na vlastnostech asfaltu a kameniva, ale warm-mix asfaltové technologie umožňují výrobcům snížit požadovanou teplotu.

Hmotnost asfaltového chodníku závisí na úhrnné typu, asfaltu a obsah vzduchových bublin. Průměrný příklad ve Spojených státech je asi 112 liber na čtvereční yard, na palec tloušťky vozovky.

Při provádění údržby na asfaltových povrchů, jako je například mletí odstranit opotřebený nebo poškozený povrch se odstraní materiál může být vrácen do zařízení pro zpracování do nových směsí vozovek. Asfaltová v odstraněn materiálu může být aktivován a vrátit se na použití v nových dlažebních směsí. S některými 95% zpevněných cest je konstruována z nebo povrchem s asfaltem, podstatné množství asfaltový koberec materiálu je uvolněno každý rok. Podle průzkumů průmyslu prováděné každoročně Federal Highway správy a Národní asfaltový koberec Association, více než 99% z asfaltu odstranit každý rok od povrchu vozovky při rozšiřování a zabrousit projektů se znovu použít jako součást nových chodníků, roadbeds, ramena a náspy.

Asfaltový beton dlažba je široce používán na letištích po celém světě. Vzhledem k pevnosti a schopnosti, které mají být opraveny rychle, to je široce používán pro přistávací dráhy .

litý asfalt

Litý asfalt je typ asfaltu, který se liší od husté tříděného asfaltu ( asfaltový beton ), v tom, že má vyšší asfaltu ( pojivo ) obsah, obvykle kolem 7-10% z celkové štěrkopísku, na rozdíl od válcovaného asfaltový beton, který má pouze asi 5% asfalt. Tento termoplast látka je široce používán ve stavebnictví pro hydroizolace plochých střech a tankování v podzemí. Litý asfalt se zahřívá na teplotu 210 ° C (410 ° F) a je rozšířena ve vrstvách tvoří nepropustnou bariéru o 20 mm (0,8 palce).

asfaltová emulze

Řada technologií umožňuje asfalt míchat při mnohem nižších teplotách. Tyto zahrnovat míšení se ropná rozpouštědla za vzniku „škrty“ se sníženou teplotou tání nebo smísením s vodou, aby se zase asfalt do emulze . Asfaltové emulze obsahují až 70% asfaltu a typicky méně než 1,5% chemických přísad. Existují dva hlavní typy emulzí s různou afinitou k kameniva, kationtové a aniontové . Asfaltové emulze se používají v široké škále aplikací. Zpevnění zahrnuje postřik silniční povrch asfaltové emulze s následnou vrstvou drcený kámen, štěrk nebo drcený strusky. Kejda těsnění zahrnuje vytvoření směsi asfaltové emulze a jemné drceného kameniva, které se rozprostírá na povrchu silnice. Za studena smísí asfalt může být také vyrobena z asfaltové emulze pro vytvoření dlažby podobné tepla smíšené asfaltu, několik palců do hloubky, a asfaltové emulze jsou také směsi do recyklované asfaltové směsi za horka k vytvoření nízkonákladové dlažby.

Syntetická surová ropa

Syntetická surová ropa, také známý jako syncrude, je výstup z živice pro zušlechtění zařízení používané v souvislosti s výrobou ropných písků v Kanadě. Asfaltové písky se těží pomocí obrovské (100 ton capacity) napájení lopaty a vložen do ještě větší (400 tuny kapacity) sklápěče pro pohyb do modernizace zařízení. Proces použitý pro extrakci bitumenu z písku je proces, horká voda původně vyvinutý Dr. Karl Clark z University of Alberta v roce 1920. Po extrakci z písku, asfalt se zavádí do bitumenu pro zušlechtění , které ji rozložit na lehké ropy ekvivalent. Tato syntetická látka je natolik, aby se kapalina převedena prostřednictvím konvenčních ropovodů a může být přiváděn do konvenčních ropných rafinerií bez jakéhokoliv dalšího zpracování. V roce 2015 kanadské bitumen Upgradovací produkují více než 1 milion barelů (160 x 10 3  m 3 ) za den syntetické ropy, z toho 75% byla exportována do ropné rafinerie ve Spojených státech.^

V Alberta, pět bitumenové Upgradovací výrobu syntetického ropu a řadu dalších produktů: Suncor energie Upgrader poblíž Fort McMurray, Alberta vytváří syntetický surový olej, motorovou naftu a navíc; na Syncrude Canada , kanadských přírodních zdrojů a Nexen Upgradovací poblíž Fort McMurray výrobu syntetického ropu; a Shell Scotford Upgrader blízkosti Edmonton vytváří syntetický surový olej a pomocným suroviny pro blízké Shell Oil rafinerie. Šestý Upgrader, ve výstavbě v roce 2015 v blízkosti Redwater, Alberta , upgraduje polovina jeho surových asfaltu přímo na motorové nafty, se zbytkem na výstupu, které se prodávají jako vstupní suroviny do okolních ropných rafinerií a petrochemických závodů.

Neupgradovaných surové bitumen

Kanadské bitumen se výrazně neliší od olejů, jako je například venezuelské extra těžké a mexické těžkého topného oleje v chemickém složení, a skutečný problém se pohybuje extrémně viskózní bitumen prostřednictvím ropovodů do rafinerie. Mnoho moderních ropné rafinérie jsou velmi sofistikované a dokáže zpracovat nemodernizované bitumen přímo do výrobků, jako jsou benzín, motorová nafta, a rafinované asfaltu bez předzpracování. To je běžná zejména v takových oblastech, jako je US Gulf pobřeží , kde byly rafinerie určený ke zpracování venezuelské a mexický olej, a v oblastech, jako USA Midwest , kde byly přestavěny rafinérie na zpracování těžkého oleje jako domácí produkce lehký olej klesal. Vzhledem k tomu, volba, takové těžké ropné rafinerie obvykle raději kupují živice spíše než syntetický olej, protože cena je nižší, a v některých případech, protože dávají přednost produkovat více motorové nafty a méně benzínu. V roce 2015 kanadská produkce a vyváží nemodernizované živice přesáhla syntetické ropy na více než 1,3 milionu barelů (210 x 10 3  m 3 ) za den, z nichž asi 65% bylo vyvážených do Spojených států.^

Vzhledem k obtížnosti pohybu surové živice potrubím, nemodernizované asfalt je obvykle zředí na zemní plyn kondenzátu v formulář s názvem dilbit nebo se syntetickým ropy, s názvem synbit . Aby však bylo možné splnit mezinárodní konkurenci, mnoho non-modernizované asfalt se nyní prodává jako směs několika typy bitumenu, konvenční ropy, syntetické ropy a kondenzátu ve standardizovaném výrobku srovnávacího jako je Western Canadian Select . Tato kyselá, těžká ropa Směs je navržena tak, aby jednotné charakteristiky rafinace soutěžit s mezinárodní trh těžkých olejů, jako je mexický Mayan nebo arabský Dubaj ropy .

Radioaktivní odpad zapouzdření matrix

Asfalt se používá od roku 1960 jako hydrofobní matrice, jejímž cílem je zapouzdření radioaktivních odpadů, jako jsou soli střední aktivitou (zejména rozpustný dusičnan sodný a síran sodný ), získanou při přepracování vyhořelého jaderného paliva nebo radioaktivních kalů z usazovacích rybníků. Bitumenovaný radioaktivní odpad, který obsahuje vysoce radioaktivním alfa emitující transuranic prvky z jaderných elektráren na přepracování byly vyrobeny v průmyslovém měřítku ve Francii, Belgii a Japonsku, ale tento typ odpadu klimatizace bylo upuštěno, protože vydává provozní bezpečnosti (nebezpečí požáru, jako tomu bylo v bitumenace závod na Tokai prací v Japonsku) a dlouhodobé problémy se stabilitou související s jejich geologického ukládání v hlubinných skalních útvarů. Jedním z hlavních problémů je otok asfaltu vystaveny záření a k vodě. Asfalt otok se nejprve indukována zářením z důvodu přítomnosti vodíku plynových bublin vytvářených alfa a gama radiolýzy . Druhým mechanismem je matice bobtnání při zapouzdřené hygroskopické soli vystaven působení vody nebo vlhkosti začít k rehydrataci a rozpouštět. Vysoká koncentrace soli v roztoku pórů uvnitř bitumenovaný matrice je pak zodpovědná za osmotických účinků uvnitř bitumenovaný matrice. Voda se pohybuje ve směru ke koncentrovaným solí, asfalt působí jako polopropustné membrány . To také způsobí, že matice bobtnat. Tlak bobtnání v důsledku osmotického účinku za konstantního objemu může být až 200 bar. Pokud tomu tak není správně řízena, tento vysoký tlak může způsobit zlomeniny v blízkém poli trvalé uložení galerie bitumenový středně radioaktivního odpadu. Když je bitumenovaný matrice byl změněn otoky, zapouzdřené radionuklidy jsou snadno vyluhuje kontaktem podzemních vod a povolený v geosphere. Vysoká iontová síla z koncentrovaného fyziologického roztoku také podporuje migraci radionuklidů v jílu hornin. Přítomnost chemicky reaktivní dusičnanu může také ovlivnit redoxní podmínkám na horniny vytvořením oxidačních podmínek, které zabrání snížení redox-senzitivní radionuklidů. Na základě jejich vyšší valencí, radionuklidy prvků, jako je selen , technecium , uranu , neptunia a plutonia mají vyšší rozpustnost a jsou také často přítomny ve vodě, jako non-retardovaných anionty . Tím se likvidace střední úrovni bitumenovaný plýtvat velmi náročné.

Jiný typ asfaltu byly použity: foukané živičné (částečně oxiduje vzdušným kyslíkem při vysoké teplotě po destilaci, a těžší) a přímé destilační bitumen (měkčí). Foukané bitumeny jako Mexphalte, s vysokým obsahem nasycených uhlovodíků, jsou snadněji biodegradovány mikroorganismy než přímé živice destilace s nízkým obsahem nasycených uhlovodíků a vysokým obsahem aromatických uhlovodíků.

Beton zapouzdření radwaste je v současné době považována za bezpečnější alternativa podle jaderném průmyslu a organizací pro nakládání s odpady.

jiná použití

Střešní krytiny šindele tvoří většinu zbývajících spotřeby asfaltu. Další použití zahrnují dobytek spreje, plot post procedury a hydroizolace pro tkaniny. Asfalt se používá k výrobě Japonsko černé , je lak známý především pro jeho použití na železo a ocel, a to je také používáno v nátěrových a značkovacích barev některých vnějších dodavatelských paint společnosti ke zvýšení odolnosti proti povětrnostním vlivům a stálost barvy nebo inkoustu, a aby barvy tmavší. Asfalt se používá také k utěsnění některé alkalické baterie během výrobního procesu.

Výroba

Typické asfalt zařízení pro výrobu asfaltu

O 40000000t byly vyrobeny v roce 1984 se získá jako „těžký“ (tj obtížné destilovat) frakce. Materiál s teplotou varu vyšší než asi 500 ° C se považuje za asfalt. Vakuovou destilací se oddělí od ostatních složek v ropy (jako je nafta , benzin a nafta ). Výsledný materiál se obvykle dále zpracovává pro extrakci malé, ale cenné množství maziv a upravit vlastnosti materiálu, aby vyhovovaly aplikací. V jednotce de-asfaltování se surový asfalt léčeni buď propan nebo butan v nadkritické fázi extrahovat lehčí molekuly, které se pak dělí. Další zpracování je možné „foukání“ výrobek: a sice to reakci s kyslíkem . Tento krok je výrobek tvrdší a viskózní.

Asfalt je obvykle skladovány a přepravovány při teplotách kolem 150 ° C (302 ° F). Někdy motorová nafta nebo petrolej se mísí v Před odesláním udržet likviditu; při dodání, jsou tyto lehčí materiály jsou odděleny ze směsi. Tato směs se často nazývá „bitumenového výchozího materiálu“, nebo BFS. Některé sklápěče trasa horký výfuk motoru potrubím na skládce těla, aby se materiál v teple. Hřbety sklápěče nesoucí asfaltu, stejně jako některé manipulační zařízení, jsou také běžně postříkají uvolňovacím činidlem před naplněním na podporu uvolňování. Motorová nafta již není použit jako uvolňovací činidlo kvůli obavám v oblasti životního prostředí.

ropné písky

Přirozeně se vyskytující hrubé bitumenu napuštěné v sedimentární horniny je hlavní surovina pro výrobu ropného z „ ropných písků “, v současné době ve fázi vývoje v Albertě v Kanadě. Kanada má většina světové zásoby přírodních asfaltů, zahrnující 140.000 čtverečních kilometrů (o rozloze větší než Anglie), což je druhý největší prokázané zásoby ropy na světě. Tyto ropné písky Athabasca jsou největší asfalt vkladů v Kanadě a jediný přístupný povrchové těžby , ačkoli nedávné technologické průlomy vyústily v hlubších depozit stává vyrobitelné pomocí in situ metodami. Vzhledem k růstu cen ropy po roce 2003 , vyrábějící asfalt se stala vysoce ziskový, ale jako důsledek poklesu po roce 2014 se stal neekonomické budovat nové elektrárny znovu. Do roku 2014, kanadský výroba surové živice v průměru asi 2,3 milionu barelů (370,000 m 3 ) za den a byla navržena zvýšit na 4,4 milionu barelů (700,000 m 3 ) za den v roce 2020. Celkové množství surových bitumenu v Alberta, které by mohly být extrahovány odhaduje se, že až 310 miliard barelů (50 x 10 9  m 3 ), které v množství 4,400,000 barelů denně (700.000 m 3 / d) bude trvat asi 200 roků. ^

Alternativy a bioasphalt

Ačkoli nekonkurenční ekonomicky, asfalt může být vyroben z nonpetroleum na bázi obnovitelných zdrojů, jako je cukr, melasa a rýže, kukuřice a bramborový škrob . Asfalt může být také vyrobena z odpadního materiálu frakční destilací použitého motorového oleje , který je někdy jinak likvidovat spalováním nebo vyvážení na skládky. Použití motorového oleje může vést k předčasnému vzniku trhlin v chladnějších klimatických podmínkách, což má za následek cest, které je třeba repaved častěji.

Nonpetroleum bázi asfaltové pojiva mohou být světlá. Světlejší silnice absorbují méně tepla ze slunečního záření, což snižuje jejich přínos k městských tepelných ostrovů účinku. Parkovací stání, které používají asfaltové alternativy se nazývají zelené parkovišť .

albánské vklady

Selenizza je přirozeně se vyskytující pevná látka uhlovodík živice nalézt v nativních vklady v Selenica , v Albánii , jediného evropského asfaltové dolu ještě v provozu. Tato živice se nachází ve formě žil, vyplňování trhlin ve více či méně horizontální směru. Obsah živice se pohybuje od 83% do 92% (rozpustné v sirouhlíku), s hodnotou penetrace blíží nule a bodem měknutí (kroužek a kulička) kolem 120 ° C. Nerozpustný podíl, sestávající hlavně z oxidu křemičitého rudy, se pohybuje v rozmezí od 8% do 17%.

Albánský extrakce živice má dlouhou historii a byl vykonáván v organizovaným způsobem Římany. Po staletích ticha, první zmínky o albánské bitumen objevila pouze v roce 1868, kdy Francouz Coquand publikoval první geologickou popis vkladů albánských živice. V roce 1875 se užívací práva byla udělena na osmanskou vládou a v roce 1912, které byly převedeny do italské společnosti Šimsa. Od roku 1945 byl důl využíván albánské vlády a od roku 2001 do dnešního dne řízení předán francouzské společnosti, která organizovaný proces dolování k výrobě přírodní živice v průmyslovém měřítku.

Dnes je důl je převážně využíván v otevřené jámy lomu, ale několik z mnoha hlubinných dolech (hluboké a trvající několik kilometrů), stále zůstávají životaschopné. Selenizza je produkován především ve formě granulí, po roztavení živice kusů vybraných v dole.

Selenizza se používá především jako přísada v silniční stavebnictví. Se mísí s tradiční asfaltem pro zlepšení jak viskoelastické vlastnosti a odolnost proti stárnutí. To může být smíchán s horkým asfaltem v nádržích, ale jeho granulí umožňuje, aby byl přiváděn do mixéru nebo v recyklaci kruhu běžných asfaltových směsí. Jiné typické aplikace zahrnují výrobu litých asfaltů pro chodníky, mostů, parkovišť a městských komunikací, jakož i přísady, vrtný výplach pro těžby ropy a zemního plynu. Selenizza je k dispozici ve formě prášku nebo v granulované materiálu různých velikostí částic a je balen v pytlích nebo v tepelně tavitelná polyethylenových sáčků.

Posouzení životního cyklu studie přirozeného selenizza ve srovnání s ropným asfaltem ukázala, že dopad na životní prostředí selenizza je asi polovina dopad silničního asfaltu vyrobené v rafineriích ropy, pokud jde o emise oxidu uhličitého.

Ekonomika

I když asfaltový obvykle tvoří pouze 4 až 5 procent (hmotnostních) z chodníku směsi, jako pojivo chodníku, to je také nejdražší část nákladů na materiál silnic dlažby.

Během asfaltem rané použití v moderní dlažbě, ropných rafinerií dal pryč. Nicméně, asfalt je dnes velmi obchodovanou komoditou. Jeho ceny na počátku 21. století výrazně vzrostla. Zpráva americké vlády se uvádí:

„V roce 2002, asfalt prodával za zhruba $ 160 za tunu. Do konce roku 2006, náklady se zdvojnásobil na přibližně 320 $ za tunu, a pak se téměř zdvojnásobil se znovu v roce 2012 na přibližně 610 $ za tunu.“

Ve zprávě se uvádí, že „průměrný“ 1-míle (1,6 kilometru) -long, čtyřproudá silnice by měla zahrnovat „300 tun asfaltu,“ který „, v roce 2002 by stálo kolem $ 48.000. Do roku 2006 by se zvýšil na $ 96.000 a do roku 2012 na $ 183,000 ... což představuje nárůst o asi 135.000 $ za každou míli silnice v pouhých 10 letech.“

Zdraví a bezpečnost

Lidé mohou být vystaveni asfaltu na pracovišti vdechováním kouře nebo absorpci kůží. Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví (NIOSH) stanovila doporučenou expoziční limit 5 mg / m 3 po dobu 15 minut.

Asfalt je v podstatě inertní materiál, který musí být zahříván nebo zředěný až k bodu, kde se stává funkční pro výrobu materiálů pro dlažby, střešní krytiny, a další aplikace. Při zkoumání potenciální zdravotní rizika spojená s asfaltem je Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) zjistila, že je aplikační parametry, především teploty, které mají vliv na profesní ozáření a potenciální biologicky dostupnou karcinogenního nebezpečí / riziko emisí asfaltu. Zejména, teploty vyšší než 199 ° C (390 ° F), bylo prokázáno, že větší riziko expozice, než když se asfalt zahřívá na nižší teploty, jako jsou například ty, které obvykle používají při výrobě směsi asfaltový koberec a umístění. IARC klasifikovala asfaltu jako třída 2B možný karcinogen.

Asfaltová betonárny za tepla agregátu

viz též

Poznámky

Reference

Prameny

externí odkazy