Природный асфальт что это
Природный асфальт
Асфальт (от греч. «асфальтос» — «горная смола») — минеральное вещество из группы природных битумов. По внешнему облику — твёрдое или полутвёрдое, вязкое, эластичное; тёмно-коричневого или чёрного цвета.
Асфальты содержат от 25 до 50% масел, иногда обогащены серой — до 10—15% и более. Их удельный вес — 1,0—1,1. Они размягчаются при температуре от 20 до 100° С.
Природный асфальт образуется из нефти. Когда она поднимается на поверхность, то постепенно теряет легко испаряющиеся углеводородные соединения. В результате накапливаются смолисто-асфальтеновые вещества. Они окисляются и уплотняются, превращаясь в более твёрдые массы.
В результате сначала возникает мальта — густая, очень вязкая, почти чёрная нефть, богатая кислородом и серой. Дальнейшие превращения приводят к образованию из мальты твёрдого, легко плавящегося асфальта — смеси окисленных углеводородов нефти.
Плотный асфальт, возникающий при истечении нефти на поверхность, и горные породы, пропитанные им, называются кирами. Они словно пробки, «запечатывают» скопления нефти, открывающиеся наружу, и благодаря этому предохраняют подпитывающую их нефтяную залежь от полного разрушения.
Асфальт заполняет поры песков и песчаников, трещины и каверны известняков и доломитов. Содержание асфальта в породах колеблется от 2—3 до 20% и более.
Иногда асфальт образует более или менее мощный покров («асфальтовые озёра») на «нефтяных озёрах». Например, на острове Тринидад находится самое большое «асфальтовое озеро» в мире. Оно имеет около 600 м в диаметре и занимает около 40—45 га. Мощность покрова составляет 30—40 м. Здесь «асфальтовое озеро» располагается над разрушающимся нефтяным месторождением, которое непрерывно подпитывает снизу асфальтовую залежь.
Поверхность озера неровная. До глубины 0,3—0,6 м асфальт настолько загустел и затвердел, что человек, стоя на нём, не оставляет следов даже в жаркую погоду. Глубже асфальт размягчается. Запасы асфальта в «озере» оцениваются более чем в 25 млн т.
«Асфальтовые озёра» меньших размеров, чем Тринидадское, известны в Калифорнии (Северная Америка), Венесуэле (Бермудес, Южная Америка), в Азербайджане (Апшеронский полуостров), на Северном Сахалине и в других областях планеты.
Оригинальный источник асфальта есть в Мёртвом море (Ближний Восток). Здесь куски асфальта всплывают на поверхность со дна моря.
Крупнейшим пластовым поровым скоплением асфальта является месторождение Атабаска (Канада). Здесь выходящие на поверхность песчаники раннемелового возраста насыщены (до 20%) асфальтом. Запасы последнего оцениваются в 80—100 млрд т. Крупная зона асфальто-носных пород с запасами того же порядка, что и в Атабаске, протягивается на юго-востоке Венесуэлы (битуминозный пояс Ориноко). Свыше 200 месторождений асфальта известны в Аргентине. Кроме того, месторождения асфальта находятся в нефтяных районах Франции, Иордании и в Израиле.
Асфальт — надёжный признак нефтяного месторождения. Так, Бугурусланское нефтегазовое месторождение в Поволжье (Самарская область) открыли после того, как жители села Садки обнаружили в 1935 г. асфальтовую жилу. Ширина жилы дотигает 18 м. Она простирается на расстояние 800 м и подсечена пробуренной рядом скважиной на глубину до 150 м.
В России скопления порового асфальта известны на западе и севере Якутии, в Татарии (Мелекесская впадина), Поволжье (Самарская область). Оренбургской области, Республике Коми.
Асфальт известен людям с глубокой древности благодаря своим влагостойким свойствам. В Вавилоне его называли смолой, в Древнем Риме — битумом. Римляне обмазывали асфальтом резервуары и плавательные бассейны, чтобы те не протекали. В середине XIX в. были построены первые асфальтовые тротуары в Париже и Лондоне. В 1870—1880 гг. улицы некоторых крупных городов США были покрыты асфальтом из Тринидадского и Бермудского месторождений.
В настоящее время асфальт применяют главным образом в дорожном строительстве при сооружении автомобильных дорог и взлётно-посадочных полос аэродромов. Асфальт для полов и тротуаров обычно смешивают с песком, гравием, щебнем (изготавливают так называемую асфальтовую мастику, которая является составной частью асфальтобетона).
Природный асфальт используется также в качестве гидроизоляционного материала. Искусственный асфальт, представляющий собой смесь битумов (13—60%) с тонко-измельчёнными минеральными наполнителями (в основном известняками), используют в электротехнике как электроизоляционный материал, а также для изготовления кровельного толя, замазок, клея, асфальтовых лаков и др. Искусственные асфальты отличаются от природных асфальтов содержанием парафина (до нескольких процентов) и значительно большим количеством нефтяных масел.
Природный феномен: асфальтовое озеро Пич-Лейк в Тринидаде
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Уникальное озеро образовалось вследствие того, что тысячи лет назад в районе Карибского бассейна произошел тектонический разлом, и нефть из глубоких месторождений поднялась на поверхность. Фактически природный асфальт представляет собой не что иное, как смесь глины, воды и нефти.
Озеро Пич-Лейк было открыто Уолтером Рэли в 1595 году, местные жители показали англичанину озеро «черного золота», которое они называли Tierra de Brea. Первоначально находчивый европеец использовал битум для осмолки деревянной обшивки кораблей. Совершив вторую экспедицию в Тринидад, Уолтер Рэли решил транспортировать природный асфальт для строительства Вестминстерского моста, которое было приурочено к открытию здания Парламента. Правда, во время перевозки часть природного материала попросту растаяла, изрядно выпачкав лошадей.
Промышленная разработка ресурсов горного озера началась в 1867 году. За все время было добыто порядка 10 миллионов тонн асфальта, сырье использовалось для строительства высококачественных дорожных покрытий не только в Тринидаде и Тобаго, но и на других островах Карибского бассейна. Кроме того, добытым на Пич-Лейке асфальтом вымощены улицы более полусотни стран, включая Соединенные Штаты Америки, Англию, Индию, Сингапур, Египет и Японию. По оценкам экспертов, озеро содержит около 6 млн. тонн асфальта, при нынешних темпах добычи его должно хватить примерно на 400 лет.
Пич-Лейк постепенно становится популярным туристическим объектом – ежегодно его посещают около 20 тысяч путешественников. Некоторые даже норовят поплавать в озере, считая его воду целебной, поскольку в ней высокое содержание серы.
Отметим, что на сайте Культурология.ру мы уже писали и о других удивительных озерах. Например, о розовом озере Лак-Росе, затопленном озере Кaindy, а также об озере раскаленной лавы в кратере вулкана Ньирагонго в Конго
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Асфальт
Асфа́льт (от греч. άσφαλτος — горная смола) — смесь битумов (60-75 % в природном горном асфальте, 13-60 % — в искусственном) с минеральными материалами: гравием и песком (щебнем или гравием, песком и минеральным порошком в искусственном асфальте). Применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах, как кровельный, гидро- и электроизоляционный материал, для приготовления замазок, клеев, лаков и др. Асфальт наивысшего качества используется в живописи и при создании литографий.
Асфальт может быть природного и искусственного происхождения. Часто словом асфальт называют асфальтобетон — искусственный каменный материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонных смесей. Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее; ранее использовался дёготь, однако он в настоящее время не применяется).
Содержание
Природный асфальт
Приро́дный асфа́льт образуется из тяжёлых фракций нефти или их остатков в результате испарения её лёгких составляющих и окисления под влиянием гипергенеза. Встречается в виде пластовых жильных залежей, а также пропитанных проницаемых пластов (т. н. закирований) и озёр в зонах естественного выхода нефти на земную поверхность (содержание в породах от 2-3 до 20 %). Твёрдая легкоплавкая масса чёрного цвета с блестящим или тусклым раковистым изломом. Плотность 1,1 г/см³, температура плавления 20-100 °C. Содержит 25-40 % масел и 60-75 % смолисто-асфальтеновых веществ. Элементный состав (%): 80-85 C, 10-12 Н, 0,1-108, 2-3 О. Месторождения асфальта имеются на территории бывшего СССР, в Венесуэле, Канаде, Франции, на о. Тринидад и др. Смешиваясь с минеральными составляющими (песком, гравием и пр.) он превращается в более или менее мощную кору на поверхности больших «нефтяных озёр». Такой асфальт широко распространён в районах неглубокого залегания или выхода на поверхность земли нефтеносных пород и обычно заполняет трещины и каверны в известняках, доломитах и других породах.
В древности крупнейшим источником асфальта служило Мёртвое море, вплоть до конца XIX века именуемое Асфальтовым. Когда-то глыбы асфальта в большом количестве всплывали прямо на поверхность со дна моря. В последний раз такой случай был зафиксирован в 60-е годы XX века, причем вес куска был более 1 тонны.
Ассирийцы, финикийцы и египтяне широко использовали гидроизоляционные и связующие свойства асфальта при строительстве зданий и кораблей. Кроме того, египтяне использовали его при мумификации.
Авиценна в своём трактате «Канон врачебной науки» при описании лечебных свойств мумиё упоминает также и асфальт (кафр ал-йахуд, т.е. битум иудейский).
В Республике Тринидад и Тобаго широко известным источником природного асфальта является битумное озеро Пич-Лейк на юго-западе острова Тринидад. Как и на востоке соседней Венесуэлы, местные индейцы пользовались этим асфальтом для пропитки своих каноэ. Свидетельства о давнем использовании асфальта («пич» на языке индейцев кумана) сохранились в легендах.
Первые попытки промышленного использования асфальтов Пич-Лейка предприняли испанцы в конце XVIII в., однако только в 1850 г. начинается масштабное освоение богатств Асфальтового озера. В 1888 г. была основана The Trinidad Lake Asphalt Company, которая до сих пор осуществляет добычу природного асфальта. В 1978 г. она была преобразована в национальную государственную компанию Lake Asphalt of Trinidad and Tobago, Ltd. В 1990-х гг. ежегодная добыча компании составляла примерно 200 тыс. т. В настоящее время Пич-Лейк является самым значительным коммерческим месторождением в мире, хотя добыча несколько упала. Около 80 % добычи направляется на экспорт. Стоимость экспорта, например, в 1999 г. составила 30 млн дол.
Поскольку запасы асфальтов в Пич-Лейк оцениваются в 6-10 млн т, при современном уровне добычи их хватит не меньше, чем на 400 лет.
Кроме Пич-Лейк, на о-ве Тринидад выявлено ещё 15 месторождений природных асфальтов. Их суммарные геологические запасы составляют 180 млн т, прогнозные ресурсы — 10,5 млн т.
Сирийский асфальт
Сирийский асфа́льт, добываемый на берегах и со дна Мёртвого моря, является асфальтом наиболее высокого качества. Он тверд, хрупок и почти не содержит минеральных примесей. Благодаря своей высокой чистоте используется для создания живописных красок и лаков.
Старые мастера использовали сирийский асфальт в качестве краски и для лессировок. Фламандские и голландские живописцы XVII века соединяли асфальт с шеллаком, быстро сохнувшим маслом и воском, получая прозрачную краску красивого золотисто-коричневого тона.
При соединении с другими красками сирийский асфальт просачивается наверх, вызывая почернение и растрескивание красочного слоя — кракелюры.
Сирийский асфальт также используется в различных техниках печати гравюр.
Используя свойство асфальта окисляться на свету, делаясь менее растворимым, в 1816 г. Жозеф Ньепс начал свои опыты по гелиографии, что позднее привело к изобретению фотографии. В 1826 г. с помощью камеры–обскуры Жозеф Ньепс получил на металлической пластине, покрытой тонким слоем сирийского асфальта, вид из окна своей мастерской.
Искусственный асфальт
Иску́сственный асфа́льт или асфальтобето́нная смесь — это строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Различают горячий, содержащий вязкий битум, укладываемый и уплотняемый при температуре не ниже 120 °C; тёплый — с мало-вязким битумом и температурой уплотнения 40-80 °C; холодный — с жидким битумом, уплотняемый при низкой температуре окружающего воздуха, но не ниже 10 °C. Асфальтобетон применяют для покрытий дорог, аэродромов, площадок и пр. Также используются модифицирующие добавки, в том числе, которые являются продуктом переработки автомобильных покрышек.
История
Первоначально в XIX веке улицы городов мостились камнями (булыжная мостовая). Начиная с середины XIX века во Франции, Швейцарии и США и ряде других стран дорожное покрытие начинают делать из битумно-минеральных смесей. В 1876 г. впервые в США применили литой асфальт, приготовленный с использованием нефтяных битумов. Впервые асфальтобетонное покрытие было применено для покрытия тротуаров Королевского моста в Париже в 30-х годах XIX столетия. В начале 30-х годов во Франции в департаменте Эн асфальтом были покрыты тротуары на мосту Моран через реку Рону в Лионе. Бурно развивающаяся дорожная сеть требовала новых типов дорожных покрытий, которые можно было так же быстро сооружать, как и земляное полотно.
Так, в 1892 г. в США индустриальным методом была построена первая дорожная конструкция из бетона шириной 3 м, а 12 лет спустя с помощью гудронатора со свободным истечением горячего битума 29 км дороги. Асфальт оказался наиболее подходящим материалом для дорожного покрытия. Во-первых, он становится более ровным, а значит, менее шумным и обладает необходимой шероховатостью. Во-вторых, по уложенному асфальтобетону можно сразу открывать движение и не ждать, пока он затвердеет, в отличие от цементобетона, который набирает необходимую прочность только на 28-й день. В-третьих, покрытие из асфальтобетона легко ремонтируется, моется, убирается, на нём хорошо держится любая разметка.
Летом 1839 г. в Санкт-Петербурге были покрыты тротуары на протяжении 45,5 погонных сажень шириной 5 футов (97,08 × 1,52 м) и часть моста длиной 8,5 и шириной 6,5 футов (2,59 × 1,98 м) у дамбы Тучкова моста. Первым в России наладившим изготовление асфальта был инженер И. Ф. Буттац. Стоимость 1 м² покрытия обходилась в 14 руб. Впервые русский асфальт стали добывать на Сызранском заводе в 1873 г. (на правом берегу Волги выше Сызрани на 20 км).
В 1876 году городская дума Москвы ассигновала 50 тысяч рублей на проведение эксперимента по устройству асфальтобетонного покрытия. На Тверской улице построили несколько участков из нового материала.
Асфальтовая краска
Асфальто-битумный лак
Асфальт в культуре
Тема асфальта часто используется в творчестве современных авторов. В частности, в русской рок-музыке, часто символизирует дорогу (например, песня «Асфальт» группы «Ночные Снайперы» — альбом SMS), скорость (например, песня «Герой Асфальта» группы «Ария» из одноимённого альбома). В романе Евгения Гришковца «Асфальт» о самом асфальте практически не говорится, но его образ присутствует во всей сюжетной линии произведении:
«По сути, новый роман – это непрерывное кружение на месте: нельзя уйти – всегда возвращаешься туда же, нельзя взлететь – все равно упрешься руками в асфальт». [4]
В песне группы «Кино» «Я — асфальт» (альбом «45») образ асфальта используется как отражение внутреннего душевного состояния автора:
Предположительно, данная песня была посвящена некоему начальнику автодорожной службы, который дружил с участниками группы и всячески им помогал (по словам Андрея Тропилло, этот человек ассоциировал себя с асфальтом и считал, что текст написан про него [5] ).
Природный асфальт
Историю изобретения асфальта по праву можно назвать интересной, многогранной: первые упоминания об этом строительном материале были отмечены почти 5 тысяч лет назад.
Раньше асфальт назывался земляным варом, либо упоминался как «природный асфальт». Первыми его использовать начали жители Вавилона — тогда этот материал применялся, главным образом, в работах по уплотнению различных сооружений.
Природный асфальт — это смесь смесь битумов с минеральными веществами (известняком, песчаником и др.).
Природный асфальт образуется из тяжёлых фракций нефти или их остатков в результате испарения её лёгких составляющих и окисления под влиянием гипергенеза. Встречается в виде пластовых жильных залежей, а также пропитанных проницаемых пластов и озёр в зонах естественного выходов нефти на земную поверхность. Смешиваясь с минеральными составляющими (песком, гравием) он превращается в более или менее мощную кору на поверхности больших «нефтяных озёр». Со временем возможно образование толстых слоев «коржей» на поверхностях больших нефтяных озер.
Такой асфальт широко распространён в районах неглубокого залегания или выхода на поверхность земли нефтеносных пород и обычно заполняет трещины и каверны в известняках, доломитах и других породах. В древности крупнейшим источником асфальта служило Мертвое море, вплоть до конца 19 века именуемое Асфальтовым. Когда-то глыбы асфальта в большом количестве всплывали прямо на поверхность со дна моря. В последний раз такой случай был зафиксирован в 60-е годы 20 века, причем вес куска был более 1 тонны.
Ассирийцы, финикийцы и египтяне широко использовали гидроизоляционные и связующие свойства асфальта при строительстве зданий и кораблей. Кроме того, египтяне использовали его при мумификации.
Авиценна в своём трактате «Канон врачебной науки» при описании лечебных свойств мумиё упоминает также и асфальт (кафр ал-йахуд, то есть битум иудейский).
В Республике Тринидад и Тобаго (островное государство в южной части Карибского моря), недалеко от побережья Венесуэлы) широко известным источником природного асфальта является битумное озеро Пич-Лейк на юго-западе острова Тринидад. Как и на востоке соседней Венесуэлы, местные индейцы пользовались этим асфальтом для пропитки своих каноэ. Первые попытки промышленного использования асфальтов Пич-Лейка предприняли испанцы в конце 18 века, однако только в 1850 году начинается масштабное освоение богатств Асфальтового озера. В 1888 году было основано предприятие The Trinidad Lake Asphalt Company, которое до сих пор осуществляет добычу природного асфальта. В настоящее время Пич-Лейк является самым значительным коммерческим месторождением в мире, хотя добыча несколько упала.
На острове св. Троицы находится почти круглое озеро около 2 км в диаметре, неизвестной глубины, поверхность которого вся состоит из асфальта. Обыкновенно по такой поверхности можно ходить, но в жаркие солнечные дни она делается жидкой на 3 сантиметра в глубину.
В Мертвом море минеральный деготь вытекает вместе с водой из множества соседних источников, попадает в море, затвердевает там мало-помалу и плавает на поверхности воды, которая там сильно соленая, а потому удельно тяжелее асфальта. При сухой его перегонке получается черно-бурое, летучее асфальтовое масло. Асфальтом первоначально называли только что описанную чистую ископаемую смолу, ныне же так называют и искусственный материал, существенно отличающийся от настоящего асфальта, идущий на мощение улиц.
Искусственный асфальт или асфальтобетон — это строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Различают горячий, содержащий вязкий битум, укладываемый и уплотняемый при температуре не ниже 120 градусов; тёплый — с мало-вязким битумом и температурой уплотнения 40–80 градусов (подходит для ямочного ремонта автомобильных дорог); холодный — с жидким битумом, уплотняемый при температуре окружающего воздуха, но не ниже 10 градусов (применяется для зимнего содержания автомобильных дорог и дорожных работ в условиях арктического климата).
Как природный также и искусственный асфальт хорошо применим для разнообразных асфальтобетонных смесей. Главным образом активно используется для производства литого асфальтового бетона. Из него делают, привычные для нас, покрытия дорог и тротуаров, промышленные полы, взлетные полосы аэродромов и аэропортов. Так, в СССР асфальт существовал наравне с бетонным покрытием, а сейчас практически вытеснил плиты дорожные и тротуарные. Кроме того, искусственный асфальт используют в электротехнике как электроизоляционный материал, а также для изготовления кровельного толя, замазок, клея, асфальтовых лаков (для черной лакировки железных и других вещей), для грунта при резьбе на меди, а также в качестве темно-коричневой масляной краски.
Первоначально в 19 веке улицы городов мостились камнями (булыжная мостовая). Начиная с середины 19 века во Франции, Швейцарии, США и ряде других стран дорожное покрытие начинают делать из битумно-минеральных смесей. В 1876 году впервые в США применили литой асфальт, приготовленный с использованием нефтяных битумов. Впервые асфальтобетонное покрытие было применено для покрытия тротуаров Королевского моста в Париже в 30-х годах 19 столетия.
В России асфальтовое дело развилось с 1873, когда был найден песчаный асфальт в Бахиловской даче сызранского уезда. Это дало возможность основать производство гудрона и мастики из местных материалов отличного качества. В конце 50-х годов асфальт стал ввозиться из за границы и ввоз этот постоянно возрастал до половины 70-х годов, когда сначала на Волге, а потом и в Москве сызранский асфальт без содействия таможенных пошлин вытеснил иностранный. Первым в России наладившим изготовление асфальта был инженер И.Ф.Буттац. Стоимость 1 квадратного метра покрытия обходилась в 14 рублей. Московское городское управление командировало заграницу своего члена Пятунникова. Результатом этой командировки явилось его исследование: «Мостовые западной Европы», в котором основательно разобраны все способы мощения и отдано предпочтение асфальту. С тех пор употребление асфальта быстро возросло.
Сирийский асфальт, добываемый на берегах и со дна Мёртвого моря, является асфальтом наиболее высокого качества. Он твёрд, хрупок и почти не содержит минеральных примесей. Благодаря своей высокой чистоте используется для создания живописных красок и лаков.
Старые мастера использовали сирийский асфальт в качестве краски и для лессировок (техника получения глубоких переливчатых цветов за счет нанесения полупрозрачных красок поверх основного цвета). Фламандские и голландские живописцы 17 века соединяли асфальт с шеллаком (природная смола), быстро сохнущим маслом и воском, получая прозрачную краску красивого золотисто-коричневого тона.
При соединении с другими красками сирийский асфальт просачивается наверх, вызывая почернение и растрескивание красочного слоя — так называемые кракелюры (трещины красочного слоя или лака в произведении живописи).
Сирийский асфальт также используется в различных техниках печати гравюр.
Используя свойство асфальта окисляться на свету делаясь менее светопроницаемым, Жозеф Ньепс (французский изобретатель, первооткрыватель фотографии) в 1816 году начал свои опыты по гелиографии. В 1826 году с помощью камеры-обскуры (простейший вид устройства, позволяющий получать оптическое изображение объектов) Ньепс получил на оловянной пластине, покрытой тонким слоем сирийского асфальта, старейшую из сохранившихся фотографий — вид из окна своей мастерской.
Применение асфальта широко распространено в довольно различных областях индустрии, но основное свое назначение он находит в строительстве и содержании автомобильных дорог, аэродромов, промышленных площадок, благоустройстве дворовых и других территорий.