--------------------------------------------------------------------------------
Классы битумов \ асфальтов
Класс 1: Битумы глубокого схватывания классифицируются по глубине их проникновения в схватывающую поверхность. Обычно их производят из обычного дистиллята нефти-сырца путем дополнительной вакуумной перегонки, частичного окисления (очищения воздухом), выпадения в осадок растворяющего вещества или под комбинированным воздействием сразу нескольких из этих процессов. В Австралии и США аналогичные марки битумов называются асфальтовыми цементами или вяжущими асфальтами. Их относят к единой группе на основе показателей вязкости при .
Класс 2: Окисленные битумы сведены в единую группу по принципу температуры их размягчения и по глубине их проникновения в схватывающую поверхность. Их производство основано на продувке воздуха определенной температуры через горячий, размягченный слой битума. В результате этого процесса изменяются характеристики битума: он меньше подвержен влиянию температурных условий, а показатели его сопротивления различным внешним факторам становятся более высокими. В Соединенных Штатах битумы, производство которых основано на использовании воздушной продувки, называют продутыми или шиферными асфальтами. Они соответствуют показателям окисленных битумов.
Класс 3: Разжиженные (быстрогустеющие) битумы производят путем подмешивания к битумам глубокого схватывания или окисленным битумам соответствующих летучих разжижающих добавок, приготавливаемых из нефти-сырца. В их состав входят такие вещества, как растворитель для лаков (уайт-спирит), керосин или газойль (газовое масло). Под их воздействием вязкость битумов уменьшается, и работать с ними становится легче. После испарения разжижающих добавок первоначальные свойства битумов восстанавливаются. В Соединенных Штатах разжиженные (быстрогустеющие) битумы иногда называют дорожной масляной краской.
Класс 4: Твердые битумы обычно классифицируют по температуре их размягчения. Их производят так же, как и битумы глубокого схватывания, но показатели глубины их проникновения меньше, а температуры размягчения выше (т.е. они более хрупкие).
Класс 5: Битумные эмульсии представляют собой высокодисперсные капли битумов (класса 1, 3 или 6) в воде. Для их производства используется высокоскоростные режущие устройства, которые измельчают исходные марки битума до коллоидных размеров. При этом весовая фракция вновь производимого битума может колебаться в пределах от 30 до 70%. Получается поверхностно-активное анионактивное, катионоактивное, неионогенное вещество. В Соединенных Штатах это вещество называют ещё и как асфальтовая эмульсия.
Класс 6: Смешанные или разжиженные битумы можно производить путем смешивания битумов (в основном глубокого схватывания) с растворяющими экстрактами (ароматического ряда, получаемыми при перегонке тяжелых фракций нефти), крекинг остатками или некоторыми дистиллятами тяжелых фракций нефти с конечной точкой кипения, превышающей .
Класс 7: Битумные смеси содержат довольно большие количества (обычно от 3 до 15% по весу) специальных добавок, которые включают в себя такие вещества, как полимеры, эластомеры, серу и т.п. Они используются для придания им новых свойств. Эти битумные смеси применяются в специальных целях.
Класс 8: Теплоёмкие битумы производились методом длительной высокотемпературной перегонки крекинг остатков нефти. В настоящее время их производство прекращено как в Европе, так и США.
Источник: IARC, 1985 г.
--------------------------------------------------------------------------------
Как правило, асфальты определяются как сложные смеси высокомолекулярных химических соединений, главным образом, асфальтенов, циклических углеводородов (ароматических или нафтеновых) и небольших количеств насыщаемых компонентов низкой химической реакционной способности. Химический состав асфальта зависит и от первоначального состава нефти-сырца, и от процесса очистки нефти. Асфальты получают, главным образом, из сырой нефти, особенно из более тяжелых остаточных фракций неочищенной нефти. Происхождение асфальтов связано также с природными отложениями осадочных фракций, обычно образующихся после испарения и окисления жидкой нефти. Такие отложения обнаружены в Калифорнии, Китае, Российской Федерации, Швейцарии, Тринидаде и Тобаго, а также Венесуэле. Асфальт не следует путать с дегтем, который и в физическом отношении, и по химическому составу является совершенно другим соединением.
Среди разнообразных применений асфальта мы видим мощение улиц, прокладку автомагистралей и взлетно-посадочных полос аэропортов; создание кровельных, гидроизолирующих и изоляционных материалов; грунтовку оросительных каналов и водных резервуаров; облицовку тела плотин и дамб. Асфальт является также важной составной частью некоторых красок и лаков. В настоящее время мировое производство асфальта оценивается свыше 60 миллионов тонн в год, причем более 80% этого объема идет на нужды строительства и технического обслуживания зданий и сооружений и свыше 15% используется для производства кровельных материалов.
Производство асфальтовых смесей, применяемых в дорожном строительстве, основано, во-первых, на разогреве и сушке сортовой измельченной крошки (типа гранита или известняка), песка и наполнителя и затем на их смешивании с битумом, используемом для дорожных покрытий, который в США называют не иначе, как нефтяной асфальт. Асфальт разогревают также пропановой горелкой, направив её на дорожное полотно.
Вредные условия и риски
Была предпринята попытка по ряду установочных параметров измерить степень вредного воздействия, оказываемого парами асфальта вкупе с некоторыми углеводородами ароматических соединений с конденсированными ядрами макрочастиц (PAHs). В большинстве случаев соединения PAHS состояли из нафтеновых производных, а не из четырех - или шестикольцевых соединений, которые, вероятно, представляют намного большую канцерогенную опасность. В асфальтовых процессорах нефтеперерабатывающего завода вдыхаемые соединения PAH колеблются от почти незаметной отметки до уровня 40. При засыпке бункеров асфальтовых процессоров в течение 4-х часов были обнаружены пробы с отметкой 1,0 при вдыхании паров с наветренной и 5,3 с подветренной стороны. На асфальтовых заводах уровень вредных воздействий по бензольным органическим соединениям колебался в пределах от 0,2 до 5,4. При мощении асфальтом улиц уровень вдыхаемых соединений PAH составлял от менее чем 0,1 до 2,7. В принципе, потенциально высокий уровень вредных воздействий может наблюдаться ещё при производстве и применении асфальта для изготовления кровельных материалов. Очень мало информации о вредных воздействиях паров асфальта в иных производственных условиях и при использовании производных асфальтовых соединений.
В процессе работы с асфальтом можно получить глубокие ожоги, потому что он липуч и его не так просто удалить с кожи. Основную обеспокоенность с точки зрения промышленной токсикологии вызывает раздражение кожи и глаз парами горячего асфальта. В случае длительной и многократной работы с горячим асфальтом эти пары могут вызывать дерматит и такие прыщеподобные повреждения, как мягкая форма кератоза. Зеленовато - желтые пары, выделяемые кипящим асфальтом, могут также вызывать фотосенсибилизацию и меланоз.
Хотя при достаточно мощном нагреве все природные асфальты воспламеняются, асфальтовые вяжущие вещества и окисленные битумы обычно не загораются, если их температуру не довести, приблизительно, до . Воспламеняемость гудронов зависит от летучести и количества нефтяного растворителя, добавленного к основному материалу. Поэтому быстротвердеющий разжиженный битум представляет наибольшую пожарную опасность, которая, однако, заметно снижается по мере того, как смесь превращается в средне- и медленно твердеющий битум.
По токсичности асфальт стоит далеко не на первом месте, потому что он не растворяется в водной среде, а его соединения имеют высокий молекулярный вес.
Среди вредных воздействий на трахеобронхиальное дерево и легкие одной группы мышей, вдыхающих аэрозоль нефтяного битума, и другой группы мышей, вдыхающих дым от разогретого нефтяного битума, отмечались такие заболевания, как гиперемия, острый бронхит, пневмонит, расширение бронхов, некоторая инфильтрация перибронхиолярных круглых клеток, формирование абсцесса, потеря ресничек, эпителиальная атрофия и некроз. Патологические изменения были очаговые, и у некоторых животных они слабо поддавались лечению. Было сделано заключение о том, что эти заболевания носили неспецифический характер и были реакцией организма на вдыхаемый, загрязненный ароматическими углеводородами воздух, и что уровень заболеваемости зависит от дозировки загрязненного воздуха. Морские свинки и крысы, вдыхающие пары разогретого асфальта, подтвердили наличие у них таких заболеваний, как хронический фиброзная пневмония с перибронхиальным аденоматозом, а крысы заболевали сквамозной метаплазией клетки, но ни у одного из животных не было злокачественных опухолей.
Очищенные на пару нефтяные битумы прошли тестирование в качестве примочки к коже мышей. Опухоли кожи были обнаружены на пробах с неразбавленными асфальтами, бензольными растворами и фракциями очищенного на пару битума. Когда очищенные воздухом (окисленные) фракции битума прикладывались к коже мышей, то в случае с неразбавленными битумами не было никакой опухоли, но в одном эксперименте очищенный в растворителе толуола на воздухе битум дал положительный результат в виде опухоли на кожном покрове. Две остаточные фракции битума дали положительную пробу на опухоль кожи мышей. Одна проба нагретого и очищенного на воздухе битума, введенная мыши подкожно, дала положительный результат в виде нескольких сарком на месте инъекции. В одном эксперименте на крысах паровой дистиллят битума вводился подопытным животным внутримышечно и дал положительный результат в виде локальных сарком. И проба дорожного битума, и его выделения оказались мутагенными по отношению к сальмонелле тифимуриум.
Пока нет исчерпывающих доказательств канцерогенности асфальта для человека. На примере кровельщиков, имеющих дело с битумами и толью, было показано, что у этого контингента повышенная опасность заболеваний раком органов дыхания. На примере двух датских обследований дорожных рабочих, имеющих дело с укладкой асфальтовых покрытий, также было подтверждено, что у данной категории трудящихся повышенный риск заболевания раком легких, хотя некоторые из обследованных рабочих, возможно, подвергались ещё и вредному воздействию каменноугольной смолы, и вообще их скорее надо было отнести к группе курильщиков, чем к контрольной группе. Среди дорожных рабочих штата Mиннесота (но не Калифорнии) был отмечен более высокий уровень заболеваний лейкемией и рака мочеполовых путей. Даже притом, что эпидемиологические данные до настоящего времени недостаточны, чтобы показать с разумной степенью научной достоверности, что асфальт представляет риск заболевания людей раком, существует, тем не менее, подтвержденный экспериментальными данными консенсус, что асфальт может представлять такой риск.
Меры по охране труда и технике безопасности
Поскольку горячий асфальт может привести к глубоким ожоговым поражениям кожи, дорожные рабочие должны надевать на себя свободную, но не потрепанную одежду со стоячим воротником и спущенными рукавами. Они должны носить также защитные средства для рук и кистей рук. Защитная обувь должна быть высотой в 15 см и так плотно зашнурована, чтобы на ноге не оставалось ни одного открытого участка тела, на который мог бы попасть горячий асфальт. При работе с горячим асфальтом рекомендуется также предохранять от возможных ожогов лицо и глаза. Желательны также комнаты для переодевания и надлежащие условия для умывания и купания. На камнедробильных предприятиях, где скапливается огромное количество пыли, и в горячих цехах с кипящими изложницами, источающими пары, должны устанавливаться системы принудительной вентиляции воздуха.
Асфальтовые котлы должны устанавливаться на ровном месте и таким образом, чтобы исключить всякую возможность их опрокидывания. Рабочие всегда должны стоять с наветренной стороны к кипящему котлу. Для предотвращения перегрева и возможного возгорания необходимо часто измерять температуру разогреваемого битума. При приближении к температуре самовоспламенения огонь под котлом должен быть немедленно погашен, причем рядом с этим местом запрещается раскладывать костер или какой-нибудь другой источник самовозгорания. Там, где разогревается битум, в пределах легкой досягаемости должен быть и противопожарный инвентарь. Для тушения битумных костров больше всего подходят углекислотные огнетушители или сухие химические смеси. Водителям асфальтоукладчиков и утрамбовочных катков необходимо применять респираторы с картриджами на органических фильтрах. Кроме того, в целях предотвращения случайного проглатывания токсичных материалов, рабочим запрещается есть, пить или курить вблизи котла с битумом.
Если на открытый участок кожи попадет расплавленный асфальт, то его следует немедленно охладить холодной водой или любым другим способом, рекомендуемым врачом-консультантом. Обширный ожог должен быть перевязан стерильным материалом, а пострадавший должен быть доставлен в больницу; незначительные ожоги должны быть осмотрены врачом. Запрещается использование растворителей, чтобы удалить асфальт с места ожога. Не рекомендуется также самому удалять с глаз частицы битума; вместо этого пострадавший должен быть немедленно доставлен к врачу.