بتومين
المحتويات
تعريفًا بالموضوع، الحُمَر أو البتومين أو بتيومين أو قار هو مادة موجودة بشكل طبيعي في البيئة أو يمكن تصنيعها صناعيا بعد تقطير بعض الزيوت الخام. وهي تتكون من خليط من الهيدروكربونات، قد تكون في الحالة السائلة أو الصلبة، ولها لون بني إلى أسود. وعادة ما تكون سائلًا حارًا ومختلطةً بما يتم إضافته إليها. لديها عدد من الصفات الفيزيائية الكيميائية التي استعملها البشر منذ عصور ما قبل التاريخ. في اللغة الشائعة، غالباً ما يتم الخلط بينه وبين الطبقة السفلية، أو قطران الفحم، أو الطريق الأسفلت الذي هو أحد مكوناته. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
وفي هذا الصدد، التقنيات المستعملة في الوقت الحاضر مكنت من إنتاج أول بتومين اصطناعي والتي يرجع تاريخها إلى منتصف القرن التاسع عشر.
كذلك، يرجع أقدم دليل على استخدامه إلى عصور ما قبل التاريخ حيث تم استخدامه كمواد لاصقة في الصناعة الحجرية (أم الطليل، وهو موقع يقع في وسط سوريا ويرجع إلى العصر الحجري القديم الأوسط). من العصر الحجري الحديث، تنوعت استخداماته، لا سيما في الشرق الأدنى والأوسط، وتم إثراء تقنياتها. كان يستعمل كعامل مانع لتسرب المياه للسلال ثم للخزف، والسد للقوارب النهرية أو البحرية، ومدافع الهاون، والطلاء وكعلاج لمختلف الأمراض في الطب.
البتومين خليط من المواد الهيدروكربونية
إضافةً إلى ذلك، وتتصرف maltenes مثل السوائل اللزجة تماما (السائل النيوتوني). بينما يعطي وجود الأسفلت خصائص مميزة للحالة الغروية.
الجزء المذاب - maltenes - له مظهر زيت لزج من اللون الغامق؛
وفي هذا الصدد، لا يوجد أي انقطاع بين maltenes وasphaltenes ، وهو تجزئة يتم الحصول عليها اعتمادًا على المذيب المستعمل. استُخدم الأثير البترولي، الذي حل محله الآن هيبتان طبيعي، لفترة طويلة.
من جهة ثانية، تميل Asphaltenes إلى امتصاص الجزء الأكثر عطرية من maltenes ، وبالتالي تشكل كريات معقدة - micelles - التي يتم تعليقها في مرحلة مستمرة تشكلها maltenes منخفضة الوزن الجزيئي.
في هذا الإطار، إن الاستخدام كمذيب انتقائي لهيدروكربون خفيف في فائض كبير يجعل من الممكن تقسيم البتومين إلى جزأين:
في هذا الإطار، البتومين هو خليط من الهيدروكربونات ذات الوزن الجزيئي العالي والتي يمكن أن تنتمي إلى المجموعات الثلاث التالية:
- الأليفاتية: هيدروكربونات السلسلة الكربونية المفتوحة (خطية أو متفرعة)؛
- naphtenique: : هيدروكربونات دورية مشبعة؛
- العطرية: هيدروكربونات ذات بنية مسطحة مستقرة وغير منتظمة مثل البنزين.
- تم العثور على المجموعة الأوليفينية في بعض البتومين المتشققة.
وفي هذا السياق، الكسر المترسب - الأسفلت - يتكون من أجسام ذات وزن جزيئي مرتفع جدا في شكل مادة صلبة وسوداء.
البتومين الطبيعي
الإنتاج العالمي منخفض جدا لأنه لا يتجاوز 200,000 طن.
البتومين الاصطناعي
من جهة ثانية، بالكاد يُستعمل البتومين الطبيعي كإضافات لاستخدامات معيّنة، نظراً لخصائصه المحددة (القدرة على التلوين، وتثبيت التأثير على الأسفلتات المصبوبة، إلخ).
تصنيفه
وفي السياق ذاته، يوجد البتومين في الحالة الطبيعية كمخلفات من رواسب زيت البترول الذي تم فصل عناصره الأخف بمرور الوقت بنوع من التقطير الطبيعي، حيث تكون العناصر الخفيفة متطايرة للغاية عند درجة حرارة الغرفة. رواسب الحفرة المفتوحة المستخرجة والتي يتم عرضها على شكل بحيرات حقيقية تسمى حفر البتومين، يمكن أن يكون البتومين في شكل عروق في القبو. وأشهر هذه البحيرات الطبيعية هو بحيرة ترينيداد.
- البتومين المشتق من النفط الخام
من جانب آخر، خامات البتومين هي خامات ثقيلة توجد في فنزويلا (بوسكان، باخاخرو، لاجونيلاس وتيا خوانا) أو الشرق الأوسط (السفانية (أو العربية الثقيلة) والكويت).
إضافةً إلى ذلك، يتم تصنيف البتومين بحسب اختبار مؤهل. يتم تصنيف البتومين الصافي باستخدام اختبار اختراق الإبرة، والبتومينات الصناعية الصلبة والقارفة المؤكسدة مع اختبار نقطة الكرة وخفة الحلقة، والبتومين المميعة، يتدفق البتومين بحسب خاصية pseudoviscosity يقاس بواسطة مقياس اللزوجة.
كذلك، تشتمل على بتومين نقي موحد (قياسي 12591) وبتومينات خاصة مقسمة إلى صلبة «صلبة» (NF EN 13924) وبتومينات مع حساسية محسنة.
كذلك، - البتومين المصهور هو عبارة عن بتومين تم تقليل لزوجته بإضافة زيت قابل للانكماش.
علاوةً على ذلك، -بتومين قَطْع، هو بتومين تم تخفيض لزوجته بإضافة مادة مخففة متقلبة إلى حد ما (مثل الزيت أو الكيروسين).
الخصائص الفيزيائية
وعلى صعيد آخر، لديها قوة تكتل كبيرة لأنها تتماسك مع غالبية المواد المعتادة مثل الحجر والخرسانة والخشب والمعدن والزجاج.
وفي هذا الصدد، جعلت الصفات الفيزيائية والكيميائية للبتومين مادة ذات أهمية قصوى.
وعلى صعيد آخر، أدت خواصه غير المعتادة وتعقيد تركيبه في البداية إلى إدخال اختبارات تجريبية لتحديد الأصناف المختلفة التي تم الحصول عليها، ولكن أهمية وتعدد التطبيقات التي تم إجراؤها منها أدت بالتالي إلى دراسة أكثر شمولا من المنتجين والمستعملين.
ومن ناحية أخرى، إنه غير قابل للذوبان في الماء، ولكن يمكن إيجاد الحلول في الكثير من المذيبات العضوية. أنها عمليا خاملة لأغلب العوامل الكيميائية الشائعة.
إضافةً إلى ذلك، جعلت وسائل البحث الحديثة من الممكن تحليل تأثير التركيبة على الخصائص الفيزيائية وبالتالي الانتقال إلى الصفات التي تلبي احتياجات المستعملين بشكل أفضل. جعلت دراسة الخصائص اللزجة من الممكن فهم معنى الاختبارات التجريبية المستعملة وربطها بالمفاهيم الأساسية. كما أنها سمحت بحساب السلوك الميكانيكي للبتومين بنفس طريقة استخدام مواد البناء الأخرى، مثل الخرسانة أو المعادن.
ومن جهة أخرى، كما إنه خفيف، ومرن. من الناحية الميكانيكية، تتصرف مثل مادة بلاستيكية مرنة.
وهو عازل حراري وكهربائي ممتاز.
البتومين الطبيعي والبتومين الاصطناعي
التصنيع
وعلى صعيد آخر، يتم إنتاج البتومين الصافي صناعيًا من الزيوت الخام التي يتم أولاً استخلاص الكسور الخفيفة منها، والجزء المتبقي يتكون من الزيوت اللزجة، يتم فصل البتومين من الصلابة المطلوبة. يتم إعداد بعض الأصناف من حشو متصدع، ويتم الحصول على البعض عن طريق الأكسدة (النفخ).
الأسفلت والبتومين والنفط
روابط خارجية
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟