asfalt - Asphalt

Ölü Deniz'den doğal bitüm
rafine asfalt
Asfaltın viskozitesini gösteren Queensland Üniversitesi zift damlası deneyi

Asfalt olarak da bilinen, bitüm ( UK : / b ɪ tj ʊ m ɪ n / , ABD : / b ɪ tj Û m ə n , B - / ), bir yapışkan, siyah, yüksek viskoz bir sıvı veya yarı petrolün katı hali . Doğal tortularda bulunabilir veya rafine bir ürün olabilir ve zift olarak sınıflandırılır . 20. yüzyıldan önce asfalt terimi de kullanılıyordu. Sözcük, Eski Yunanca ἄσφαλτος ásphaltos'tan türetilmiştir . 10 milyon ton içeriyor tahmin dünyada asfaltın büyük doğal yatağı, bir Pitch Gölü bulunan La Brea güneybatısında yer Trinidad ( Antiller kuzeydoğu kıyısında yer ada Venezuela içinde), Siparia Bölgesel Corporation'a .

Asfaltın birincil kullanımı (%70), asfalt betonu oluşturmak için agrega parçacıkları ile karıştırılmış yapıştırıcı veya bağlayıcı olarak kullanıldığı yol yapımındadır . Diğer ana kullanım alanları , çatı keçesi üretimi ve düz çatıların sızdırmazlığı dahil olmak üzere bitümlü su yalıtım ürünleri içindir.

Malzeme bilimleri ve mühendisliğinde, "asfalt" ve "bitüm" terimleri, hangi terimin en yaygın olduğu konusunda bölgesel farklılıklar olmasına rağmen, maddenin hem doğal hem de üretilmiş formlarını ifade etmek için sıklıkla birbirinin yerine kullanılır. Dünya çapında jeologlar, doğal olarak oluşan malzeme için "bitüm" terimini tercih etme eğilimindedir. Seçilmiş ham petrollerin damıtma işleminden elde edilen rafine bir kalıntı olan üretilen malzeme için, dünyanın pek çok yerinde "bitüm" yaygın bir terimdir; ancak Amerikan İngilizcesinde "asfalt" daha yaygın olarak kullanılır. Önlenmesine yardımcı karışıklık için ifadeler "sıvı asfalt", "asfalt bağlayıcı" veya "asfalt çimentosu" ABD halk dilinde kullanılan, çeşitli asfalt formları bazen adına olduğu gibi, "katran" olarak anılır La Brea Katran Çukurları , katran olmasına rağmen farklı bir malzemedir.

Doğal olarak oluşan asfalt bazen "ham bitüm" terimi ile belirtilir. Bu viskozite soğuk benzerdir melas malzeme elde ederken kesirli damıtma ve ham petrol bazen "rafine bitüm" olarak ifade edilir 525 ° C (977 ° F) 'de kaynama. Kanada'nın Alberta eyaleti, İngiltere'den daha büyük bir alan olan 142.000 kilometre kareyi (55.000 sq mi) kapsayan Athabasca petrol kumlarında dünyanın doğal asfalt rezervlerinin çoğuna sahiptir .

Asfalt özellikleri sıcaklıkla değişir, bu da sıkıştırma işlemi sırasında parçacıklar arasında yağlama sağlayarak viskozitenin yeterli sıkıştırmaya izin verdiği belirli bir aralığın olduğu anlamına gelir. Düşük sıcaklık agrega partiküllerinin hareket etmesini engeller ve istenilen yoğunluğun sağlanması mümkün değildir. Basitleştirilmiş model sistemlerin bilgisayar simülasyonları, asfaltın bazı karakteristik özelliklerini yeniden üretebilir.

terminoloji

etimoloji

Kelime "asfalt" geç türetilmiştir Orta İngilizce Fransızca dan sırayla, asphalte dayalı Geç Latin asphalton , asphaltum olduğunu latinisation ait Yunan ἄσφαλτος ( ásphaltos , ásphalton ), anlamına gelen bir kelime "asfalt / bitüm / perde ", belki de ἀ- , "değil, olmadan", yani alfa özel ve σφάλλειν ( sphallein ), "düşmesine neden olmak, şaşırtmak , (pasif olarak) hata, (pasif olarak) engellenmek " kelimelerinden türemiştir . Eskiler tarafından asfaltın ilk kullanımı, çeşitli nesneleri sabitlemek veya birleştirmek için bir çimento niteliğindeydi ve bu nedenle, ismin kendisinin bu uygulamayı ifade etmesi muhtemel görünüyor. Özellikle Herodot , bitümün devasa sur duvarını inşa etmek için Babil'e getirildiğinden bahsetti. Kelime Yunancadan geç Latinceye, oradan da Fransızcaya ( asfalt ) ve İngilizceye ("asfaltum" ve "asfalt") geçmiştir. Fransızca'da asfalt terimi , doğal olarak oluşan asfalta batırılmış kireçtaşı tortuları ve yolları döşemek için kullanılan "asfaltik beton"dan daha az boşluk veya daha fazla bitüm içeriğine sahip özel olarak üretilmiş ürünler için kullanılır.

Bazıları tarafından iddia edilmektedir kelime "bitüm" Latin kaynağı başlangıçta olmaya gwitu-men (sahada ilişkin) ve başkaları tarafından pixtumens (yayan veya perde fokurdayan) sonradan kısaltılmış, bitüm oradan İngilizce'ye Fransızca yoluyla geçen . Aynı kökten Anglo-Sakson kelimesi cwidu (mastix), Almanca Kitt (çimento veya mastik) kelimesi ve eski İskandinav kelimesi kvada türetilmiştir .

Modern terminoloji

In İngiliz İngilizcesi , "bitüm" yerine "asfalt" kullanılır. "Asfalt" kelimesi bunun yerine , inşaat agregası ve asfaltın kendisinin bir karışımı olan asfalt betonu (ortak dilde "asfalt" olarak da adlandırılır) ifade etmek için kullanılır. Kil ile karıştırılmış bitüm genellikle "asfaltum" olarak adlandırılırdı, ancak bu terim günümüzde daha az kullanılmaktadır.

In Avustralya İngilizcesi , kelime "asfalt" bir karışımını tanımlamak için kullanılır agrega . "Bitüm", ham petrol damıtılmasından elde edilen ağır kalıntılardan türetilen sıvıyı ifade eder.

In Amerikan İngilizcesi , "asfalt" İngiliz "bitüm" eşdeğerdir. Bununla birlikte, "asfalt" da yaygın olarak " asfalt betonu "nun kısaltılmış bir biçimi olarak kullanılır (bu nedenle İngiliz "asfalt" veya "asfalt"a eşdeğerdir).

In Kanadalı İngilizce , kelime "bitüm" son derece ağır geniş Kanadalı mevduat başvurmak için kullanılır ham petrol "asfalt" petrol rafinerisi ürün için kullanılır iken,. Seyreltilmiş bitüm ( boru hatlarında akması için nafta ile seyreltilmiş ) Kanada petrol endüstrisinde " dilbit " olarak bilinirken , sentetik ham petrole " yükseltilmiş " bitüm "senkrude" olarak bilinir ve bitümle harmanlanmış senkruta "synbit" denir. ".

"Bitüm", petrolün katı veya yarı katı formunun doğal olarak oluşan tortuları için hala tercih edilen jeolojik terimdir. "Bitümlü kaya", bitüm ile emprenye edilmiş bir kumtaşı şeklidir . Petrol kumları arasında Alberta, Kanada'da da benzer bir malzemedir.

"Asfalt" veya "bitüm" terimlerinin hiçbiri katran veya kömür katranı ile karıştırılmamalıdır . Katran , ister kömürle olduğu gibi fosilleşmiş ister taze hasat edilmiş olsun, temel olarak bitki örtüsü kütlelerinden elde edilen organik hidrokarbonların kuru damıtılması ve pirolizi ile elde edilen kalın sıvı üründür . Öte yandan, bitümün çoğunluğu, büyük miktarlarda organik hayvansal materyalin su tarafından biriktirilmesi ve düzensiz yağlı hidrokarbon moleküllerinin yokluğunda uzun zincirler halinde birleştiği diyajenetik noktada yüzlerce metre derinliğe gömülmesiyle doğal olarak oluşmuştur . oksijen. Bitüm, katı veya yüksek viskoziteli bir sıvı olarak oluşur. Hatta kömür yatakları ile karıştırılabilir. Bitüm ve Bergius işlemi kullanılarak kömür , benzin gibi petrollere rafine edilebilir ve bitüm, tersi değil, katranda damıtılabilir.

Kompozisyon

Normal kompozisyon

Asfalt bileşenleri dört ana bileşik sınıfını içerir:

Naften aromatikleri ve polar aromatikler tipik olarak çoğunluk bileşenleridir. Çoğu doğal bitüm ayrıca organosülfür bileşikleri içerir ve bu da toplam kükürt içeriğinin %4'e kadar çıkmasına neden olur. Nikel ve vanadyum , bazı petrollerde olduğu gibi, milyonda <10 parçada bulunur.

Madde karbon disülfid içinde çözünür . Yaygın bir şekilde modellenmiştir kolloid ile, asfaltenlerin dağılmış bir faz olarak ve maltenes sürekli bir faz olarak. "Farklı kimyasal yapıya sahip moleküllerin sayısı son derece fazla olduğu için asfaltın tüm farklı moleküllerini ayırmak ve tanımlamak neredeyse imkansızdır."

Asfalt ile karışabilir kömür katranı görsel olarak benzer bir siyah, tarafından üretilen termoplastik malzemenin tahrip edici damıtma arasında kömür . 20. yüzyılın başlarında ve ortalarında, şehir gazı üretildiğinde, kömür katranı kolayca bulunabilen bir yan üründü ve yol agregaları için bağlayıcı olarak yaygın olarak kullanılıyordu. Macadam yollara kömür katranının eklenmesi , artık yaygın bir deyişle yol yapım malzemelerine atıfta bulunmak için kullanılan " asfalt " kelimesinin ortaya çıkmasına neden oldu . Ancak, doğal gazın şehir gazını geçtiği 1970'lerden bu yana, asfalt bu uygulamalarda katran kullanımını tamamen geride bırakmıştır. Bu karışıklığın diğer örnekleri , her ikisi de katran yerine doğal bitüm içeren La Brea Tar Çukurları ve Kanada petrol kumlarını içerir. "Pitch", Pitch Lake'de olduğu gibi, bazen gayri resmi olarak asfalta atıfta bulunmak için kullanılan başka bir terimdir .

Katkı maddeleri, karışımlar ve kirleticiler

Ekonomik ve diğer nedenlerle, asfalt bazen başka malzemelerle birlikte satılır, çoğu zaman sadece "asfalt"tan başka bir şey olarak etiketlenmez.

Asfalt üretiminde, yeniden rafine edilmiş vakum damıtma kulelerinin tabanlarından toplanan geri dönüştürülmüş otomotiv motor yağının  kalıntısı olan yeniden rafine edilmiş motor yağı tabanlarının - "REOB" veya "REOB'ler" kullanılması özellikle dikkate değerdir . REOB, geri dönüştürülmüş motor yağında bulunan çeşitli elementler ve bileşikler içerir: orijinal yağa katkı maddeleri ve motordaki dolaşımından biriken malzemeler (tipik olarak demir ve bakır). Bazı araştırmalar, asfaltın bu şekilde karıştırılması ile daha düşük performanslı üstyapı arasında bir ilişki olduğunu göstermiştir.

oluşum

Puy de la Poix'in bitümlü mostrası, Clermont-Ferrand , Fransa

Ticari olarak kullanılan asfaltın büyük bir kısmı petrolden elde edilmektedir. Bununla birlikte, doğada büyük miktarlarda asfalt konsantre halde bulunur. Doğal olarak oluşan bitüm birikintileri, eski, mikroskobik alglerin ( diatomlar ) ve bir zamanlar yaşayan diğer şeylerin kalıntılarından oluşur . Bu kalıntılar, organizmaların yaşadığı okyanus veya gölün dibindeki çamurda birikmişti. Yerin derinliklerine gömülmenin sıcaklığı (50 °C'nin üzerinde) ve basıncı altında, kalıntılar bitüm, kerojen veya petrol gibi maddelere dönüşmüştür .

Bitüm doğal yatakları gibi göller dahil Pitch Gölü Trinidad ve Tobago ve Göl Bermudez de Venezuela . La Brea Tar Çukurlarında ve Ölü Deniz'de doğal sızıntılar meydana gelir .

Bitüm ayrıca Kanada, Alberta'da "petrol kumları" olarak bilinen konsolide olmayan kumtaşlarında ve Utah , ABD'deki benzer "katranlı kumlarda" da bulunur . Kanada'nın Alberta eyaleti, İngiltere veya New York eyaletinden daha büyük bir alan olan 142.000 kilometre kareyi (55.000 sq mi) kapsayan üç büyük yatakta dünya rezervlerinin çoğuna sahiptir . Bu bitümlü kumlar 166 milyar varil (26.4 içeren x 10 9  m 3 Canada üçüncü büyük veren ticari olarak kurulan petrol rezervlerinin), petrol rezervleri dünyada. Tarihsel olarak yolların döşenmesi için rafine edilmeden kullanılmasına rağmen, çıktının neredeyse tamamı şimdi Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki petrol rafinerileri için hammadde olarak kullanılmaktadır . ^

Athabasca petrol kumları olarak bilinen dünyanın en büyük doğal bitüm yatağı , Kuzey Alberta'daki McMurray Formasyonu'nda yer almaktadır . Bu oluşum erken Kretase'dendir ve %20'ye kadar yağ içeren çok sayıda petrol içeren kum merceklerinden oluşur . İzotopik araştırmalar, petrol yataklarının yaklaşık 110 milyon yaşında olduğunu gösteriyor. Athabasca petrol kumlarının sırasıyla batısında ve güneydoğusunda Barış Nehri petrol kumlarında ve Soğuk Göl petrol kumlarında daha küçük ama yine de çok büyük iki oluşum meydana gelir . Alberta yataklarından yalnızca Athabasca petrol kumlarının bir kısmı yüzey madenciliği için uygun olacak kadar sığdır. Diğer %80'lik kısım ise, buhar destekli yerçekimi drenajı gibi gelişmiş petrol geri kazanım teknikleri kullanılarak petrol kuyuları tarafından üretilmelidir .

Utah, ABD'deki Uinta Havzasında çok daha küçük ağır petrol veya bitüm birikintileri de oluşur . Katran Kum Üçgen yatağı, örneğin, yaklaşık% 6 bitüm.

Hidrotermal damarlarda bitüm oluşabilir . Bunun bir örneği, içinde Uinta havzasının arasında Utah yanal ve dikey geniş bir katı hidrokarbon oluşan damarlar olarak adlandırılan bir küme vardır ABD,, Gilsonit . Bu damarlar, gömme ve diyajenez sırasında Green River Formasyonunun daha derindeki petrol şeyllerinden harekete geçirilen hidrokarbonların polimerizasyonu ve katılaşmasıyla oluşmuştur .

Bitüm, karbonlu meteoritlerdeki organik maddeye benzer . Bununla birlikte, ayrıntılı çalışmalar bu malzemelerin farklı olduğunu göstermiştir. Geniş Alberta bitüm kaynaklarının, milyonlarca yıl önce eski bir okyanus Alberta'yı kapladığında ölen , başta algler olmak üzere deniz bitkilerinden ve hayvanlardan canlı materyal olarak başladığı düşünülmektedir . Çamurla kaplandılar, zamanla derinlere gömüldüler ve 50 ila 150 °C (120 ila 300 °F) sıcaklıkta jeotermal ısıyla hafifçe pişirilerek yağa dönüştüler. 80 ila 55 milyon yıl önce, güneybatı Alberta'daki Rocky Dağları'nın yükselmesinden kaynaklanan baskı nedeniyle , petrol yüzlerce kilometre kuzeydoğuya sürüldü ve antik nehir yatakları ve okyanus sahillerinin geride bıraktığı yeraltı kum birikintilerinde sıkışıp kaldı, böylece petrol kumlarını oluşturdu. .

Tarih

Eski Çağlar

Doğal bitümün su yalıtımı için ve yapıştırıcı olarak kullanımı, İndus Vadisi Uygarlığı'nın Mehrgarh'da keşfedilen bir mahsul depolama sepeti ile en azından MÖ beşinci binyıla kadar uzanır . MÖ 3. binyılda bölgede rafine kaya asfaltı kullanılıyordu ve Mohenjo-daro'daki Büyük Hamam'ı su geçirmez hale getirmek için kullanılıyordu .

Eski Orta Doğu'da Sümerler , tuğlalar ve taşlar arasındaki harç için , gözler gibi oymaların parçalarını yerine oturtmak, gemi kalafatlama ve su yalıtımı için doğal bitüm birikintilerini kullandılar . Yunan tarihçi Herodot , Babil duvarlarında harç olarak sıcak bitümün kullanıldığını söylemiştir .

1 km (0.62 mil) uzunluğunda Fırat Tünel nehir altındaki Fırat de Babylon Queen zamanında Semiramis'teki (c. 800 BC) bildirildi bir su geçirmez ajan olarak bitüm ile kaplı yanmış tuğla inşa edilmiştir.

Bitüm, eski Mısırlılar tarafından mumyaları mumyalamak için kullanıldı . Farsça asfalt için kelimedir Moom İngilizce kelime ile ilgilidir, mumya . Mısırlıların birincil bitüm kaynağı , Romalıların Palus Asfaltitleri (Asfalt Gölü) olarak bildikleri Ölü Deniz'di .

Yaklaşık MS 40'ta Dioscorides , Ölü Deniz malzemesini Judaicum bitüm olarak tanımladı ve bölgede bulunabileceği diğer yerleri kaydetti. Sidon bitümünün Lübnan'daki Hasbeya'da bulunan malzemeye atıfta bulunduğu düşünülmektedir . Pliny'nin da bulunabilir olan bitüm belirtir Epirus . Bitüm değerli bir stratejik kaynaktı. MÖ 312'de Seleukoslar ve Nabatiler arasında bir hidrokarbon yatağı için bilinen ilk savaşın amacıydı .

Eski Uzak Doğu'da, doğal bitüm, daha yüksek fraksiyonlardan kurtulmak için yavaş yavaş kaynatıldı ve geriye , nesnelerin üzerine yerleştirildiğinde soğutulduğunda oldukça sert hale gelen daha yüksek moleküler ağırlıklı termoplastik bir malzeme kaldı. Bu, kın ve diğer nesneler gibi su geçirmezlik gerektiren nesneleri örtmek için kullanıldı . Japonya'da ve muhtemelen Çin'de de ev tanrılarının heykelcikleri de bu tür malzemelerle dökülmüştür.

In Kuzey Amerika , arkeolojik kurtarma bitüm bazen taş uymak için kullanıldı belirtti mermi noktaları ahşap milleri. Kanada'da, yerli insanlar Athabasca ve diğer nehirlerin kıyılarından sızan bitümleri su geçirmez huş ağacı kabuğu kanoları için kullandılar ve ayrıca yaz aylarında sivrisinekleri kovmak için lekeli tencerelerde ısıttılar .

Avrupa Kıtası

1553 yılında Pierre Belon eseri açıklanan Gözlemleri'nde o pissasphalto , bir karışımıdır sahası ve bitüm kullanılmıştır Ragusa Cumhuriyeti (şimdi Dubrovnik , Hırvatistan gemilerin katranlama için).

Mechanics Magazine'in 1838 tarihli bir baskısı, Fransa'da asfaltın erken kullanımına atıfta bulunuyor. 1621 tarihli bir broşürde "Mösyö d'Eyrinys, Neufchatel civarında büyük miktarlarda (asfaltumun) varlığını keşfettiğini" ve bunu çeşitli şekillerde kullanmayı önerdiğini belirtiyor - "esas olarak hava geçirmez tahıl ambarlarının yapımında ve kemerler vasıtasıyla, Paris kentindeki su yollarını o sırada suyu kullanılamaz hale getiren kir ve pisliğin girmesinden korumak için. "Saraylarda düz ve dayanıklı teraslar oluşturmak için bu malzemenin mükemmelliği hakkında", "sokaklarda bu tür teraslar oluşturma fikri, o kuşağın bir Parislisinin beynini geçmeyecek şekilde" üzerinde duruyor.

Ancak Fransa'da 1830 devrimine kadar bu konu genellikle ihmal edildi . 1830'larda bir ilgi dalgası vardı ve asfalt "kaldırımlar, düz çatılar ve sarnıçların kaplaması için yaygın olarak kullanılmaya başlandı ve İngiltere'de bunun bir kısmı benzer amaçlar için kullanıldı". Avrupa'daki yükselişi, "Fransa'da Osbann ( Bas-Rhin ), Parc ( Ain ) ve Puy-de-la-Poix ( Puy-de-Dôme )" doğal yatakları bulunduktan sonra "ani bir fenomen" oldu. ancak yapay olarak da yapılabilir. Fransa'daki en eski kullanımlardan biri, 1835'te Place de la Concorde'da yaklaşık 24.000 metrekarelik Seyssel asfaltının döşenmesiydi .

Birleşik Krallık

Birleşik Krallık'ta bitümün daha önceki kullanımları arasında aşındırma vardı. William Salmon's Polygraphice (1673), aşındırmada kullanılan vernik için üç ons bakire balmumu, iki ons mastik ve bir ons asfalttan oluşan bir reçete sağlar. 1685'teki beşinci baskıda, diğer kaynaklardan daha fazla asfalt reçetesi eklemişti.

Asfalt kullanımına ilişkin ilk İngiliz patenti 1834'te " Cassell'in patentli asfaltı veya bitümü" idi. Daha sonra 25 Kasım 1837'de Richard Tappin Claridge , Seyssel asfaltının (patent #7849) asfalt kaplamada kullanılmasının patentini aldı ve bunu gördü. İngiltere'ye asfaltın tanıtımında onunla birlikte çalışan Frederick Walter Simms'i ziyaret ederken Fransa ve Belçika'da çalıştı. Dr T. Lamb Phipson, Claridge'in bir arkadaşı olan babası Samuel Ryland Phipson'ın da "asfalt kaldırımın tanıtılmasında (1836'da) araçsal" olduğunu yazıyor.

Claridge, 27 Mart 1838'de İskoçya'da bir patent aldı ve 23 Nisan 1838'de İrlanda'da bir patent aldı. 1851'de, daha önce Claridge tarafından kurulan bir şirketin mütevelli heyeti tarafından 1837 patenti ve her iki 1838 patenti için uzatmalar arandı. Claridge'in Patent Asfalt Şirketi  - 1838'de İngiltere'ye "Fransa'daki Pyrimont Seysell'deki madenden çıkan doğal haliyle asfaltı" tanıtmak amacıyla kuruldu - "Whitehall'daki ilk asfalt kaplamalardan birini döşedi". 1838'de, Knightsbridge Kışlası'ndaki ahır Whitehall'daki yaya yolunda ve ardından "Waterloo Place'den St. James Park'a giden basamakların altındaki boşlukta" kaldırımın denemeleri yapıldı. "1838'de Claridge'in Patent Asfalt Şirketi'nin oluşumu (seçkin bir aristokrat patronlar listesi ve sırasıyla bir mütevelli ve danışman mühendis olarak Marc ve Isambard Brunel ile ), bir İngiliz asfalt endüstrisinin gelişimine muazzam bir ivme kazandırdı". Brighton, Herne Bay, Canterbury, Kensington, the Strand ve Bunhill'de geniş bir zemin alanı asfalt olarak döşenirken, "1838'in sonunda, Robinson's ve Bastenne şirketi olmak üzere en az iki şirket daha üretimdeydi" -sıra, bu arada Claridge'in Whitehall kaldırımı "devam(d) iyi durumda". Bonnington Kimyasal İşleri kullanarak asfalt imal kömür katranı ve 1839 ile o yüklü olan Bonnington .

1838'de, asfaltlamanın ötesinde kullanımları olan asfaltı içeren bir girişimci faaliyet telaşı vardı. Örneğin, asfalt aynı zamanda zemin kaplaması, binalarda neme karşı yalıtım ve 19. yüzyılda çoğalan çeşitli havuz ve hamam türlerinin su yalıtımı için de kullanılabilir. Londra borsasında asfalt kalitesinin münhasırlığı konusunda Fransa, Almanya ve İngiltere'den çeşitli iddialar vardı. Ve Fransa'da sayısız patent verildi, benzer sayıda patent başvurusu İngiltere'de birbirlerine benzerlikleri nedeniyle reddedildi. İngiltere'de, "Claridge's 1840'larda ve 50'lerde en çok kullanılan tipti".

1914 yılında Claridge Şirket üretmek için bir ortak girişim giren katran-ciltli Makadam Clarmac Yolları Ltd. iki ürün, yani sonuçlandı adında bir yan şirket aracılığıyla üretilen malzemelerle, Clarmac ve Clarphalte Clarmac Yollar ve ikincisi tarafından üretilen eski varlık ile, Clarmac daha yaygın olarak kullanılmasına rağmen, Claridge's Patent Asphalte Co. tarafından yapılmıştır . Ancak, Birinci Dünya Savaşı , 1915'te tasfiyeye giren Clarmac Şirketi'ni mahvetti. Clarmac Roads Ltd'nin başarısızlığı, kendisi de zorunlu olarak tasfiye edilen Claridge's Company'ye sürekli bir etki yaptı, 1917'de faaliyetlerini durdurdu ve önemli miktarda yatırım yaptı. Hem başlangıçta hem de sonraki Clarmac Şirketi'ni kurtarma girişiminde yeni girişime fon miktarı.

Bitümün 19. yüzyılda İngiltere'de tıbbi özelliklere sahip kimyasallar içerdiği düşünülüyordu. Bitümden elde edilen özler, nezle ve bazı astım türlerini tedavi etmek ve solucanlara, özellikle tenyaya karşı bir çare olarak kullanıldı .

Amerika Birleşik Devletleri

Yeni Dünya'da bitümün ilk kullanımı yerli halklar tarafından yapıldı. Batı kıyısında, 13. yüzyılın başlarında, Tongva , Luiseño ve Chumash halkları, alttaki petrol yataklarının üzerinde yüzeye sızan doğal olarak oluşan bitümü topladılar. Her üç grup da maddeyi yapıştırıcı olarak kullandı. Birçok farklı alet ve tören eşyası eserinde bulunur. Örneğin, çıngıraklı kulplara su kabakları veya kaplumbağa kabukları yapıştırmak için çıngıraklarda kullanıldı. Süslemelerde de kullanılmıştır. Küçük yuvarlak kabuk boncuklar, süslemeler sağlamak için genellikle asfaltta yerleştirildi. Sepetleri su taşımak için su geçirmez hale getirmek için sızdırmazlık maddesi olarak kullanıldı, muhtemelen suyu içenleri zehirledi. Asfalt, okyanusta giden kanolardaki kalasları kapatmak için de kullanıldı.

Asfalt ilk olarak 1870'lerde sokakları döşemek için kullanıldı. İlk başta , 1852'den 1873'e kadar Batı Virginia, Ritchie County'deki Macfarlan'daki Ritchie Madenlerinde olduğu gibi doğal olarak oluşan "bitümlü kaya" kullanıldı . 1876'da, Washington DC'deki Pennsylvania Bulvarı'nı döşemek için asfalt esaslı döşeme kullanıldı. ulusal yüzüncü yıl kutlaması.

Atlı çağda, ABD sokakları çoğunlukla asfaltsızdı ve toprak veya çakılla kaplıydı. Özellikle çamur veya hendeklerin genellikle caddeleri geçmeyi zorlaştırdığı yerlerde, kaldırımlar bazen ahşap kalaslar, parke taşları veya diğer taş bloklar veya tuğlalar dahil olmak üzere çeşitli malzemelerden yapılmıştır. Asfaltsız yollar, yayalar için düzensiz aşınma ve tehlikeler üretti. 19. yüzyılın sonlarında, popüler bisikletin yükselişiyle birlikte , bisiklet kulüpleri, sokakların daha genel bir kaldırım için bastırılmasında önemliydi. 20. yüzyılın başlarında otomobilin yükselişi ile kaldırım savunuculuğu arttı . Asfalt giderek daha yaygın bir serme yöntemi haline geldi. New Orleans'taki St. Charles Bulvarı , 1889'da tüm uzunluğu boyunca asfaltla kaplandı.

1900'de Manhattan'ın tek başına 130.000 atı vardı, tramvayları, vagonları ve arabaları çekiyor ve atıklarını geride bırakıyordu. Hızlı değillerdi ve yayalar kalabalık caddelerde kaçıp yollarına devam edebilirdi. Küçük kasabalar toprak ve çakıla güvenmeye devam etti, ancak daha büyük şehirler çok daha iyi sokaklar istedi. 1850'lerde ahşap veya granit bloklara baktılar. 1890'da, Chicago'nun 2000 millik caddelerinin üçte biri, esas olarak çamurdan daha iyi çekiş sağlayan tahta bloklarla kaplandı. Tuğla kaplama iyi bir uzlaşmaydı, ancak daha da iyisi, kurulumu ve kanalizasyona ulaşmak için kesilmesi kolay olan asfalt kaplamaydı. Londra ve Paris'in model olarak hizmet vermesiyle Washington, 1882'ye kadar 400.000 metrekare asfalt serdi; Buffalo, Philadelphia ve başka yerlerde model oldu. Yüzyılın sonuna gelindiğinde, Amerikan şehirleri tuğladan çok daha ilerideki 30 milyon metrekarelik asfalt döşemeyle övünüyordu. Sokaklar daha hızlı ve daha tehlikeli hale geldi, bu nedenle elektrikli trafik ışıkları kuruldu. Elektrikli arabalar (saatte 12 mil), orta sınıf alışverişçiler ve ofis çalışanları için 1945'ten sonra otomobil satın alana ve daha uzak banliyölerden asfalt yollarda mahremiyet ve konfor içinde gidip gelene kadar ana ulaşım hizmeti oldu.

Kanada

Kanada, Athabasca petrol kumlarında dünyanın en büyük doğal bitüm birikintisine sahiptir ve Athabasca Nehri boyunca yer alan Kanada Birinci Milletleri , uzun süredir kanolarını su geçirmez hale getirmek için kullanmıştır. 1719 yılında bir Cree Wa-Pa-Su adında için ticaret için bir örnek getirdi Henry Kelsey ait Hudson Bay Company kaydedilmiş ilk Avrupa görmek oldu. Ancak, 1787 yılına kadar kürk tüccarı ve kaşif Alexander MacKenzie , Athabasca petrol kumlarını gördü ve "Athabasca ve Clearwater Nehirlerinin çatalından yaklaşık 24 mil uzakta, içine 20 fitlik bir direğin yerleştirildiği bazı bitümlü çeşmeler var" dedi. long, en az direnç göstermeden takılabilir."

Depozitin değeri başından beri belliydi, ancak bitümü çıkarmanın yolu değildi. En yakın kasaba, Fort McMurray, Alberta , küçük bir kürk ticaret merkeziydi, diğer pazarlar çok uzaktaydı ve nakliye maliyetleri, asfalt için ham bitümlü kumu göndermek için çok yüksekti. 1915'te Federal Maden Şubesinden Sidney Ells ayırma tekniklerini denedi ve ürünü Alberta , Edmonton'da 600 fitlik yol döşemek için kullandı . Alberta'daki diğer yollar, petrol kumlarından çıkarılan malzemeyle kaplandı, ancak genellikle ekonomik değildi. 1920'ler esnasında Karl A. Clark ve Alberta Araştırma Konseyi sıcak su-yağ ayırma işlemleri ve girişimci Robert C. Fitzsimmons kullanılan patentli Bitumount 1925 ve 1958 arasında 300 varil (50 m'ye kadar üretilen yağ ayırma tesisi, 3 ) başına Dr. Clark'ın yöntemini kullanarak bitüm günü. Bitümün çoğu çatıların su yalıtımı için kullanıldı, ancak diğer kullanımlar arasında yakıtlar, yağlama yağları, yazıcı mürekkebi, ilaçlar, pas ve aside dayanıklı boyalar, yanmaz çatı kaplama, sokak döşeme, rugan ve çit direği koruyucuları vardı. Sonunda Fitzsimmons'ın parası tükendi ve tesis Alberta hükümeti tarafından devralındı. Bugün Bitumount tesisi İl Tarihi Sit Alanıdır .

Fotoğraf ve sanat

Bitüm, erken fotoğraf teknolojisinde kullanılmıştır. 1826 veya 1827'de Fransız bilim adamı Joseph Nicéphore Niépce tarafından doğadan hayatta kalan en eski fotoğrafı yapmak için kullanıldı . Bitüm, daha sonra bir kamerada açığa çıkan bir kalaylı plaka üzerine ince bir şekilde kaplandı . Işığa maruz kalma, bitümü sertleştirdi ve çözünmez hale getirdi, böylece daha sonra bir solvent ile durulandığında, sadece yeterince ışık alan alanlar kaldı. Kamerada saatlerce pozlama gerekti, bu da bitümü sıradan fotoğrafçılık için kullanışsız hale getirdi, ancak 1850'lerden 1920'lere kadar çeşitli fotomekanik baskı işlemleri için baskı plakalarının üretiminde bir fotorezist olarak yaygın olarak kullanıldı .

Bitüm, 19. yüzyılda birçok sanatçının düşmanıydı. Bir süre yaygın olarak kullanılmasına rağmen, özellikle keten tohumu yağı, vernik ve terebentin gibi en yaygın seyrelticilerle karıştırıldığında, yağlı boyada kullanım için kararsız olduğunu kanıtladı. İyice seyreltilmedikçe bitüm asla tam olarak katılaşmaz ve zamanla temas ettiği diğer pigmentleri bozar. Bitümün gölge oluşturmak için bir sır olarak kullanılması veya daha koyu bir ton elde etmek için diğer renklerle karıştırılması, örneğin Delacroix'inkiler gibi birçok resmin nihai olarak bozulmasına neden oldu . Belki Bitüm yokediciliğine en ünlü örneğidir Théodore Géricault 'ın Medusa'nın Salı bitüm kullanması koyu yeşiller, zenciler ve boya ve toka tuval içine dejenere parlak renkler neden (1818-1819).

Modern kullanım

Küresel kullanım

Rafine asfaltın büyük çoğunluğu inşaatta kullanılmaktadır: esas olarak kaldırım ve çatı kaplama uygulamalarında kullanılan ürünlerin bir bileşeni olarak. Nihai kullanım gereksinimlerine göre, spesifikasyona göre asfalt üretilir. Bu, rafine etme veya harmanlama yoluyla elde edilir. Mevcut dünya asfalt kullanımının yılda yaklaşık 102 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir. Üretilen tüm asfaltın yaklaşık %85'i yollar için asfalt betonunda bağlayıcı olarak kullanılmaktadır . Ayrıca havaalanı pistleri, otoparklar ve yaya yolları gibi diğer asfalt alanlarda da kullanılmaktadır. Tipik olarak, asfalt betonu üretimi , bağlayıcı madde olarak işlev gören asfalt ile kum , çakıl ve kırma kaya gibi ince ve kaba agregaların karıştırılmasını içerir . Geri dönüştürülmüş polimerler (örneğin kauçuk lastikler ) gibi diğer malzemeler, asfaltın nihai olarak amaçlandığı uygulamaya göre özelliklerini değiştirmek için asfalta eklenebilir.

Küresel asfalt üretiminin %10'u, su geçirmezlik özelliklerinin paha biçilemez olduğu çatı kaplama uygulamalarında kullanılmaktadır. Asfaltın geri kalan %5'i ise boru kaplamaları, karo halı altlığı ve boya gibi çeşitli yapı malzemelerinde esas olarak sızdırmazlık ve yalıtım amacıyla kullanılmaktadır. Asfalt, aşağıdakiler gibi birçok yapı, sistem ve bileşenin yapımında ve bakımında uygulanır:

  • Karayolları
  • Havaalanı pistleri
  • Yürüyüş yolları ve yaya yolları
  • Otoparklar
  • Yarış pistleri
  • Tenis kortları
  • çatı kaplama
  • Nem geçirmezlik
  • Barajlar
  • Rezervuar ve havuz kaplamaları
  • ses yalıtımı
  • Boru kaplamaları
  • Kablo kaplamaları
  • boyalar
  • Bina su yalıtımı
  • Fayans altında su yalıtımı
  • Gazete mürekkebi üretimi
  • ve diğer birçok uygulama

Haddelenmiş asfalt betonu

Asfaltın en büyük kullanımı yol yüzeyleri için asfalt betonu yapmaktır; bu, Amerika Birleşik Devletleri'nde tüketilen asfaltın yaklaşık %85'ini oluşturmaktadır. ABD'de yaklaşık 4.000 asfalt beton karıştırma tesisi ve Avrupa'da da benzer bir sayı var.

Asfalt betonu genellikle bir yolun üst kısmına yerleştirilir.

Asfalt beton kaplama karışımları tipik olarak %5 asfalt çimentosu ve %95 agregadan (taş, kum ve çakıl) oluşur. Yüksek viskoz yapısı nedeniyle asfalt betonu, asfalt karıştırma tesisinde agregalarla karıştırılabilmesi için ısıtılmalıdır. Gereken sıcaklık, asfaltın ve agregaların özelliklerine bağlı olarak değişir, ancak ılık karışım asfalt teknolojileri , üreticilerin gereken sıcaklığı düşürmesine olanak tanır.

Bir asfalt kaplamanın ağırlığı, agrega tipine, asfalta ve hava boşluğu içeriğine bağlıdır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ortalama bir örnek, kaldırım kalınlığının inç başına, yard kare başına yaklaşık 112 pound'dur.

Aşınmış veya hasarlı bir yüzeyi çıkarmak için frezeleme gibi asfalt kaplamalarda bakım yapıldığında , kaldırılan malzeme yeni kaplama karışımlarına işlenmek üzere bir tesise geri gönderilebilir. Kaldırılan malzemedeki asfalt yeniden aktif hale getirilebilir ve yeni kaplama karışımlarında tekrar kullanılabilir. Asfaltlı yolların yaklaşık %95'inin asfalttan inşa edilmesi veya asfaltla kaplanmasıyla, her yıl önemli miktarda asfalt kaplama malzemesi geri kazanılmaktadır. Federal Karayolu İdaresi ve Ulusal Asfalt Kaplama Derneği tarafından her yıl yürütülen sektör araştırmalarına göre, genişletme ve yeniden kaplama projeleri sırasında her yıl yol yüzeylerinden çıkarılan asfaltın %99'undan fazlası yeni kaldırımlar, yol yatakları, banketler ve bentlerin bir parçası olarak yeniden kullanılıyor veya ileride kullanılmak üzere stoklanmıştır.

Asfalt beton kaplama, dünyadaki havaalanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Sağlamlığı ve çabuk tamir edilebilmesi nedeniyle pistlerde yaygın olarak kullanılmaktadır .

Mastik asfalt

Mastik asfalt , yoğun dereceli asfalttan ( asfalt betonu ) daha yüksek bir asfalt ( bağlayıcı ) içeriğine sahip olması bakımından farklılık gösteren bir asfalt türüdür; sadece %5 asfalt. Bu termoplastik madde, inşaat endüstrisinde düz çatıların su yalıtımında ve yeraltında tankların doldurulmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Mastik asfalt, 210 °C (410 °F) sıcaklığa ısıtılır ve yaklaşık 20 milimetre (0,8 inç) kalınlığında geçirimsiz bir bariyer oluşturmak için katmanlar halinde yayılır.

asfalt emülsiyonu

Bir dizi teknoloji, asfaltın ılıman sıcaklıklarda uygulanmasına izin verir. Yağlı aminlerin eklenmesiyle asfaltın emülsifiye edilmesiyle viskozite düşürülebilir . Bu emülsifiye edici ajanların içeriği %2-25'tir. Katyonik aminler, asfaltın ezilmiş kaya yüzeyine bağlanmasını arttırır.

Asfalt emülsiyonları çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Chipseal , yol yüzeyine asfalt emülsiyonu ve ardından bir ezilmiş kaya, çakıl veya ezilmiş cüruf tabakasının püskürtülmesini içerir. Bulamaç conta, bir yol yüzeyine yayılan asfalt emülsiyonu ve ince kırılmış agrega karışımıdır. Soğuk karışım asfalt, birkaç inç derinliğinde, sıcak karışım asfalta benzer kaplamalar oluşturmak için asfalt emülsiyonundan da yapılabilir ve asfalt emülsiyonları da düşük maliyetli kaplamalar oluşturmak için geri dönüştürülmüş sıcak karışım asfalta karıştırılır. Bitüm emülsiyonu bazlı tekniklerin tüm yol sınıfları için faydalı olduğu bilinmektedir, ayrıca aşağıdaki uygulamalarda kullanımları da mümkün olabilir: 1. Ağır trafiği olan yollar için asfaltlar (polimer modifiye emülsiyonların kullanımına dayalı) 2. Sıcak emülsiyon bazlı karışımlar, hem olgunlaşma sürelerini hem de mekanik özelliklerini iyileştirmek 3. Agregaların 100 dereceye kadar ısıtıldığı, sıcak asfaltlara benzer özelliklere sahip karışımlar üreten yarı sıcak teknoloji 4. Yüksek performanslı yüzey kaplama.

sentetik ham petrol

Senkronize olarak da bilinen sentetik ham petrol, Kanada'da petrol kumu üretimi ile bağlantılı olarak kullanılan bir bitüm yükseltme tesisinden elde edilen çıktıdır. Bitümlü kumlar, muazzam (100 ton kapasiteli) elektrikli kürekler kullanılarak çıkarılır ve bir iyileştirme tesisine taşınmak üzere daha da büyük (400 ton kapasiteli) damperli kamyonlara yüklenir . Kumdan Bitüm ayıklamak için kullanılan proses aslen tarafından geliştirilen bir sıcak su süreçtir Dr Karl Clark ait Alberta Üniversitesi'nden 1920'lerde. Kumdan çıkarıldıktan sonra bitüm, onu hafif bir ham petrol eşdeğerine dönüştüren bir bitüm yükselticiye beslenir . Bu sentetik madde, geleneksel petrol boru hatlarından aktarılacak kadar akışkandır ve herhangi bir ilave işleme tabi tutulmadan geleneksel petrol rafinerilerine beslenebilir. 2015 Kanada zift sistem toplayıcıların ile 1 milyondan fazla varil (160 üreten edildi x 10 3  m 3 % 75, Amerika Birleşik Devletleri petrol rafinerileri ihraç edilmiş olan sentetik ham yağı, günlük). ^

Alberta'da beş bitüm yükseltici, sentetik ham petrol ve çeşitli başka ürünler üretiyor : Fort McMurray, Alberta yakınlarındaki Suncor Energy yükseltici , sentetik ham petrol artı dizel yakıt üretiyor; Syncrude Kanada'nın , Kanada Doğal Kaynaklar ve Nexen Fort McMurray yakınlarındaki upgraders sentetik ham petrol üretmek; ve Edmonton yakınlarındaki Shell Scotford Upgrader , sentetik ham petrol ve yakındaki Shell Petrol Rafinerisi için bir ara hammadde üretiyor. 2015 yılında Redwater, Alberta yakınlarında yapım aşamasında olan altıncı bir yükseltici, ham bitümün yarısını doğrudan dizel yakıta yükseltecek ve çıktının geri kalanı yakındaki petrol rafinerilerine ve petrokimya tesislerine hammadde olarak satılacak.

Yükseltilmemiş ham bitüm

Kanada bitümü, kimyasal bileşimde Venezüella ekstra ağır ve Meksika ağır petrolleri gibi yağlardan önemli ölçüde farklı değildir ve gerçek zorluk, aşırı viskoz bitümü petrol boru hatlarından rafineriye taşımaktır. Pek çok modern petrol rafinerisi son derece karmaşıktır ve herhangi bir ön işleme gerek kalmadan doğrudan benzin, dizel yakıt ve rafine asfalt gibi ürünlere dönüştürülmemiş bitümü işleyebilir. Bu durum özellikle rafinerilerin Venezuela ve Meksika petrolünü işlemek üzere tasarlandığı ABD Körfez kıyısı gibi alanlarda ve yerel hafif petrol üretimi azaldıkça rafinerilerin ağır petrolü işlemek için yeniden inşa edildiği ABD Ortabatısı gibi bölgelerde yaygındır . Seçim göz önüne alındığında, bu tür ağır petrol rafinerileri, maliyeti daha düşük olduğu için ve bazı durumlarda daha fazla dizel yakıt ve daha az benzin üretmeyi tercih ettikleri için genellikle sentetik yağ yerine bitüm satın almayı tercih ediyor. 2015 Kanada üretim ve olmayan yükseltilmiş bitümün ihracat ile 1.3 milyon varil (210 sentetik ham petrol aştı x 10 3  m 3 yaklaşık% 65'i ABD ihraç edilmiş olan günlük). ^

Ham bitümün boru hatlarından taşınmasının zorluğu nedeniyle, yükseltilmemiş bitüm genellikle dilbit adı verilen bir formda doğal gaz kondensatı veya synbit adı verilen sentetik ham petrol ile seyreltilir . Bununla birlikte, uluslararası rekabeti karşılamak için, pek çok yükseltilmemiş bitüm, artık çok sayıda bitüm, konvansiyonel ham petrol, sentetik ham petrol ve kondensatın bir karışımı olarak Western Canadian Select gibi standart bir kıyaslama ürününde satılmaktadır . Bu ekşi, ağır ham petrol karışımı, Meksika Mayası veya Arap Dubai Ham Petrol gibi uluslararası pazarda pazarlanan ağır yağlarla rekabet edebilmek için tek tip rafine etme özelliklerine sahip olacak şekilde tasarlanmıştır .

Radyoaktif atık kapsülleme matrisi

Asfalt, 1960'lardan başlayarak, kullanılmış nükleer yakıtların veya çökelme havuzlarından gelen radyoaktif çamurların yeniden işlenmesiyle üretilen orta aktiviteli tuzlar (esas olarak çözünür sodyum nitrat ve sodyum sülfat ) gibi radyoaktif atıkları kapsüllemeyi amaçlayan hidrofobik bir matris olarak kullanıldı . Çok içeren bitümenli radyoaktif atıklar radyotoksik alfa yayan transuranik unsurları nükleer yeniden işleme tesislerinden Fransa, Belçika ve Japonya'da endüstriyel ölçekte üretildi, ancak çalışma güvenliği sorunları (yangın riskleri nedeniyle a oluştu olarak atık klima bu tip terk edildi Japonya'da Tokai Works'teki bitümleme tesisi) ve derin kaya oluşumlarında jeolojik bertaraflarıyla ilgili uzun vadeli stabilite sorunları . Ana sorunlardan biri radyasyona ve suya maruz kalan asfaltın şişmesidir. Asfalt şişmesi, alfa ve gama radyoliziyle üretilen hidrojen gazı kabarcıklarının varlığı nedeniyle ilk olarak radyasyonla indüklenir . İkinci bir mekanizma, suya veya neme maruz kalan kapsüllenmiş higroskopik tuzlar yeniden hidratlaşmaya ve çözünmeye başladığında matris şişmesidir . Bitümlü matris içindeki gözenek çözeltisindeki yüksek tuz konsantrasyonu, bitümlü matris içindeki ozmotik etkilerden sorumludur . Su, konsantre tuzlar yönünde hareket eder, asfalt yarı geçirgen bir zar görevi görür . Bu da matrisin şişmesine neden olur. Sabit hacim altında ozmotik etkiden kaynaklanan şişme basıncı 200 bara kadar çıkabilir. Düzgün yönetilmezse, bu yüksek basınç, bitümlü orta seviyeli atık bertaraf galerisinin yakın alanında kırılmalara neden olabilir. Bitümlü matris şişme ile değiştirildiğinde, kapsüllenmiş radyonüklidler yer altı suyunun temasıyla kolayca süzülür ve jeosferde salınır. Konsantre tuzlu su çözeltisinin yüksek iyonik gücü , aynı zamanda kil barındıran kayalarda radyonüklidlerin göçünü de destekler. Kimyasal olarak reaktif nitratın varlığı, oksitleyici koşullar oluşturarak, redoksa duyarlı radyonüklidlerin indirgenmesini önleyerek ana kayada hüküm süren redoks koşullarını da etkileyebilir . Selenyum , teknesyum , uranyum , neptunyum ve plütonyum gibi elementlerin radyonüklidleri, daha yüksek değerlilikleri altında daha yüksek çözünürlüğe sahiptir ve ayrıca suda genellikle geciktirilmemiş anyonlar olarak bulunurlar . Bu, orta düzeyde bitümlü atıkların bertarafını çok zorlaştırır.

Farklı asfalt türleri kullanılmıştır: şişirilmiş bitüm (damıtma işleminden sonra yüksek sıcaklıkta hava oksijeni ile kısmen oksitlenmiş ve daha sert) ve doğrudan damıtma bitüm (daha yumuşak). Yüksek doymuş hidrokarbon içeriğine sahip Mexhalte gibi şişirilmiş bitümler, düşük doymuş hidrokarbon içeriği ve yüksek aromatik hidrokarbon içeriği ile doğrudan damıtma bitüme göre mikroorganizmalar tarafından daha kolay biyolojik olarak parçalanır.

Radyasyonun beton olarak kapsüllenmesi şu anda nükleer endüstri ve atık yönetimi kuruluşları tarafından daha güvenli bir alternatif olarak görülüyor .

Diğer kullanımlar

Çatı kiremitleri ve rulo çatı kaplama , kalan asfalt tüketiminin çoğunu oluşturur. Diğer kullanımlar arasında sığır spreyleri, çit direği işlemleri ve kumaşlar için su geçirmezlik bulunur. Asfalt, özellikle demir ve çelik üzerindeki kullanımıyla bilinen bir lak olan Japan black'i siyah yapmak için kullanılır ve ayrıca bazı dış cephe boya tedarik firmaları tarafından boya veya mürekkebin hava koşullarına dayanıklılığını ve kalıcılığını artırmak için boya ve markör mürekkeplerinde kullanılır, ve rengi daha koyu yapmak için. Asfalt ayrıca üretim sürecinde bazı alkalin pillerin sızdırmazlığını sağlamak için de kullanılır.

Üretme

Asfalt yapmak için tipik asfalt plenti

1984 yılında yaklaşık 40.000.000 ton üretilmiştir. "Ağır" (yani damıtılması zor) fraksiyon olarak elde edilir. Bir Malzeme kaynama noktası yaklaşık 500 ° C olarak kabul edilir asfalt daha büyüktür. Vakum damıtma, onu ham petroldeki diğer bileşenlerden ( nafta , benzin ve dizel gibi ) ayırır . Ortaya çıkan malzeme tipik olarak küçük ama değerli miktarlarda yağlayıcıları çıkarmak ve malzemenin özelliklerini uygulamalara uyacak şekilde ayarlamak için daha fazla işlenir. Bir in de-asfalt birimi , ham asfalt ile muamele edilir ve propan ya da bütan , bir de süper kritik daha sonra ayrılır hafif moleküllerini çıkartmak için faz. Ürünü "üfleyerek", yani oksijen ile reaksiyona sokarak daha fazla işlem yapılabilir . Bu adım ürünü daha sert ve daha viskoz hale getirir.

Asfalt tipik olarak 150 °C (302 °F) civarındaki sıcaklıklarda depolanır ve taşınır. Bazen likiditeyi korumak için sevkıyattan önce dizel yağı veya kerosen karıştırılır; teslimat sırasında bu daha hafif malzemeler karışımdan ayrılır. Bu karışım genellikle "bitüm besleme stoğu" veya BFS olarak adlandırılır. Bazı damperli kamyonlar , malzemeyi sıcak tutmak için sıcak motor egzozunu boşaltma gövdesindeki borulardan geçirir. Asfalt taşıyan damperlerin ve ayrıca bazı taşıma ekipmanlarının sırtları da, boşaltmaya yardımcı olmak için doldurmadan önce yaygın olarak bir ayırıcı madde ile püskürtülür. Dizel yağı, çevresel kaygılar nedeniyle artık ayırıcı madde olarak kullanılmamaktadır .

Petrol kumları

Tortul kayalara emdirilmiş doğal olarak oluşan ham bitüm , şu anda Kanada, Alberta'da geliştirilmekte olan " petrol kumlarından " petrol üretimi için ana besleme stoğudur . Kanada, 140.000 kilometre kareyi (İngiltere'den daha büyük bir alan) kaplayan, dünyanın en büyük ikinci kanıtlanmış petrol rezervini sağlayan, dünyanın doğal bitüm arzının çoğuna sahiptir . Athabasca petrol kumları Kanada'da büyük bitüm mevduat ve erişilebilir teksin yüzey madenciliği son teknolojik buluşlar derin mevduat sonuçlandı rağmen tarafından üretilebilir hale, in situ içinde yöntemlerle. 2003 yılından sonra petrol fiyatlarındaki artışlar nedeniyle bitüm üretimi oldukça karlı hale gelirken, 2014 yılından sonra yaşanan gerileme sonucunda yeni tesis kurmak ekonomik olmaktan çıkmıştır. 2014 itibariyle, Kanada ham bitüm üretimi günde ortalama 2,3 milyon varil (370.000 m 3 ) idi ve 2020 yılına kadar günde 4,4 milyon varile (700.000 m 3 ) yükselmesi bekleniyordu . Alberta'da çıkarılabilecek toplam ham bitüm miktarı 310.000.000.000 varil (yaklaşık 50 olduğu tahmin edilmektedir x 10 9  m 3 günlük 4.400.000 varil (700.000 m oranında), 3 / g) 200 yıldır sürecek. ^

Alternatifler ve biyoasfalt

Ekonomik olarak rekabetçi olmamasına rağmen, asfalt şeker, melas ve pirinç, mısır ve patates nişastaları gibi petrol bazlı olmayan yenilenebilir kaynaklardan yapılabilir . Asfalt , bazen aksi takdirde yakılarak veya çöplüklere atılarak atılan kullanılmış motor yağının fraksiyonel damıtılmasıyla atık malzemeden de yapılabilir . Motor yağının kullanılması, daha soğuk iklimlerde erken çatlaklara neden olabilir ve bu da yolların daha sık onarılması gereken durumlara neden olabilir.

Petrol bazlı olmayan asfalt bağlayıcılar açık renkli yapılabilir. Daha açık renkli yollar güneş radyasyonundan daha az ısı emerek kentsel ısı adası etkisine katkılarını azaltır . Asfalt alternatiflerinin kullanıldığı otoparklara yeşil otoparklar denir .

Arnavut mevduat

Selenizza natif yataklarında doğal olarak bulunan bir katı hidrokarbon bitüm Selenice'deki olarak, Arnavutluk , hala kullanımda sadece Avrupa asfalt maden. Bitüm, az çok yatay yönde çatlakları dolduran damarlar şeklinde bulunur. Bitüm içeriği, sıfıra yakın bir penetrasyon değeri ve 120 °C civarında bir yumuşama noktası (halka ve top) ile %83 ila %92 (karbon disülfid içinde çözünür) arasında değişir. Esas olarak silika cevherinden oluşan çözünmeyen madde, %8 ila %17 arasında değişmektedir.

Arnavut bitüm çıkarımı uzun bir geçmişe sahiptir ve Romalılar tarafından organize bir şekilde uygulanmıştır. Yüzyıllarca süren sessizlikten sonra, Arnavut bitümünün ilk sözleri , Fransız Coquand'ın Arnavut bitüm birikintilerinin ilk jeolojik tanımını yayınladığı 1868'de ortaya çıktı . 1875'te Osmanlı hükümetine işletme hakları verildi ve 1912'de İtalyan şirketi Simsa'ya devredildi. 1945'ten beri maden Arnavut hükümeti tarafından işletiliyordu ve 2001'den bugüne yönetim, endüstriyel ölçekte doğal bitüm üretimi için madencilik sürecini organize eden bir Fransız şirketine geçti.

Bugün maden, ağırlıklı olarak bir açık ocak ocağında işletilmektedir, ancak birçok yeraltı madeninin (derin ve birkaç km'yi aşan) hala geçerliliğini korumaktadır. Selenizza, madende seçilen bitüm parçalarının eritilmesinden sonra öncelikle granül halde üretilir.

Selenizza ağırlıklı olarak yol yapım sektöründe katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Hem viskoelastik özellikleri hem de yaşlanmaya karşı direnci geliştirmek için geleneksel asfalt ile karıştırılır. Tanklarda sıcak asfalt ile karıştırılabilir, ancak taneli formu mikserde veya normal asfalt plentlerinin geri dönüşüm ringinde beslenmesine izin verir. Diğer tipik uygulamalar arasında kaldırımlar, köprüler, otoparklar ve şehir içi yollar için mastik asfalt üretimi ve ayrıca petrol ve gaz endüstrisi için sondaj sıvısı katkı maddeleri bulunmaktadır. Selenizza, çeşitli partikül boyutlarında toz veya granül malzeme olarak mevcuttur ve çuvallarda veya ısıyla eriyen polietilen torbalarda paketlenir.

Doğal selenizzanın petrol asfaltı ile karşılaştırıldığında bir yaşam döngüsü değerlendirme çalışması, selenizzanın çevresel etkisinin, karbondioksit emisyonu açısından petrol rafinerilerinde üretilen yol asfaltının etkisinin yaklaşık yarısı olduğunu göstermiştir .

geri dönüşüm

Asfalt, inşaat sektöründe yaygın olarak geri dönüştürülen bir malzemedir. Asfalt içeren en yaygın iki geri dönüştürülmüş malzeme, geri kazanılmış asfalt kaplama (RAP) ve geri kazanılmış asfalt zonadır (RAS). RAP, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki diğer tüm malzemelerden daha yüksek oranda geri dönüştürülür ve tipik olarak yaklaşık %5 – 6 asfalt bağlayıcı içerir. Asfalt zona tipik olarak %20 – 40 asfalt bağlayıcı içerir.

Asfalt, oksidasyon, buharlaşma, eksüdasyon ve fiziksel sertleşme nedeniyle zamanla doğal olarak sertleşir. Bu nedenle, geri dönüştürülmüş asfalt, fiziksel ve kimyasal özelliklerini eski haline getirmek için tipik olarak saf asfalt, yumuşatıcı maddeler ve/veya gençleştirici katkı maddeleri ile birleştirilir.

RAP ve RAS'ın işlenmesi ve performansı hakkında bilgi için bkz. Asfalt Betonu .

Farklı RAS türleri ve ilgili sağlık ve güvenlik endişeleri hakkında bilgi için bkz. Asfalt Zona .

Kaldırımları ve yolları onarmak için kullanılan yerinde geri dönüşüm yöntemleri hakkında bilgi için, bkz. Yol Yüzeyi .

ekonomi

Asfalt, kaplamanın bağlayıcısı olarak tipik olarak kaplama karışımının yalnızca yüzde 4 ila 5'ini (ağırlıkça) oluştursa da, aynı zamanda yol kaplama malzemesinin maliyetinin en pahalı kısmıdır.

Modern asfaltlamada asfaltın erken kullanımı sırasında, petrol rafinerileri onu ele verdi. Bununla birlikte, asfalt bugün çok ticareti yapılan bir emtiadır. Fiyatları 21. yüzyılın başlarında önemli ölçüde arttı. Bir ABD hükümeti raporu şunları söylüyor:

"2002'de asfalt ton başına yaklaşık 160$'a satıldı. 2006'nın sonunda, maliyet iki katına çıkarak ton başına yaklaşık 320$'a ulaştı ve ardından 2012'de tekrar neredeyse iki katına çıkarak ton başına yaklaşık 610$'a yükseldi."

Rapor, "ortalama" 1 mil (1,6 kilometre) uzunluğundaki dört şeritli bir otoyolun "300 ton asfalt" içereceğini ve bunun "2002'de yaklaşık 48.000 dolara mal olacağını" belirtiyor. 96.000 dolar ve 2012'ye kadar 183.000 dolara... sadece 10 yılda otoyolun her mili için yaklaşık 135.000 dolarlık bir artış."

Sağlık ve güvenlik

Sıcak agrega için asfalt karıştırma tesisi

İnsanlar işyerinde dumanları soluyarak veya cilt emilimi yaparak asfalta maruz kalabilirler. Mesleki Güvenlik ve Sağlık Ulusal Enstitüsü (NIOSH) bir belirledi tavsiye edilen sınır değerli , 5 mg / m 3 , 15 dakikalık bir süre zarfında.

Asfalt, temel olarak, kaldırım, çatı kaplama ve diğer uygulamalar için malzeme üretimi için işlenebilir hale gelene kadar ısıtılması veya seyreltilmesi gereken atıl bir malzemedir. Asfaltla ilişkili potansiyel sağlık tehlikelerini incelerken, Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC), mesleki maruziyeti ve asfalt emisyonlarının potansiyel biyolojik olarak kullanılabilir kanserojen tehlikesini/riskini etkileyenin, ağırlıklı olarak sıcaklık olmak üzere uygulama parametreleri olduğunu belirlemiştir . Özellikle, 199 °C'den (390 °F) daha yüksek sıcaklıkların, asfalt kaplama karışımı üretimi ve yerleşiminde tipik olarak kullanılanlar gibi asfaltın daha düşük sıcaklıklara ısıtılmasından daha büyük bir maruz kalma riski ürettiği gösterilmiştir. IARC, asfalt serme dumanlarını Sınıf 2B olası kanserojen olarak sınıflandırmıştır , bu da insanlarda yetersiz kanserojenlik kanıtına işaret eder.

2020'de bilim adamları, asfaltın şu anda kentsel alanlarda, özellikle sıcak ve güneşli dönemlerde önemli ve büyük ölçüde gözden kaçan bir hava kirliliği kaynağı olduğunu bildirdi .

Himalayalarda bulunan ve shilajit olarak bilinen asfalt benzeri bir madde bazen Ayurveda ilacı olarak kullanılır , ancak aslında katran, reçine veya asfalt değildir.

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

Kaynaklar

Dış bağlantılar