ビチューメンは炭化水素の混合物で構成される物質で、室温では非常に粘稠度が高く (または固体でもあり)、色は黒色です。
工業的には、ビチューメンは原油から作られ、最初に最も軽い留分が抽出されます。粘稠な油からなる残りの部分から、所望の硬度を有するビチューメンが分離される。いくつかの品種はひび割れた充填材から調製され、他の品種は「ブロー」酸化によって得られます。
一般的な言葉では、石炭由来のタール、または成分にすぎないアスファルトと混同されることがよくあります。
より一般的には、ビチューメンは、分別によって石油から抽出された炭化水素の混合物を指し、ペースト状または固体の形で、高温になると液化し、塗布される支持体に付着します。
導入
アスファルトは、古代から天然の形で知られていますが、今日ではもっぱら原油の蒸留によって得られます。
その物理的および化学的性質により、非常に重要な材料となっています。
石、コンクリート、木材、金属、ガラスなどの一般的な材料の大部分に接着するため、優れた接着力を持っています。
軽くて延性があり、柔軟性があります。機械的な観点からは、プラスチックまたは弾性材料のように動作します。
水には不溶ですが、多くの有機溶媒では溶液が得られます。ほとんどの一般的な化学薬品に対して実質的に不活性です。
その異常な特性とその組成の複雑さにより、最初は得られたさまざまな品種を識別することを目的とした経験的テストの導入につながりましたが、その後、それから作られる用途の重要性と多様性により、生産者とユーザーはより徹底的に研究するようになりました。
最新の調査手段により、組成が物理的特性に及ぼす影響を分析することが可能になり、ユーザーのニーズをより満たす品質を目指すことが可能になりました。粘弾性特性の研究により、それまで使用されていた経験的試験の意味を理解し、それを基本的な概念に結び付けることが可能になりました。また、コンクリートや金属などの他の建設材料と同じ方法でアスファルトの機械的挙動を計算することも可能になりました。
ビチューメンは原油から工業的に製造され、原油から最も軽い留分が最初に抽出されることがわかっています。粘稠な油からなる残りの部分から、所望の硬度のビチューメンが分離される。ひび割れた充填材から製造される品種もあれば、酸化（吹き込み）によって得られる品種もあります。
このようにして調製されたアスファルトは、実際には 3 つの異なる形態で使用されます。
- そのまま。
- カットバックの形で: 揮発性溶剤の添加によって流動化されたアスファルト。
- 水性エマルションの形で。
これらのさまざまなプロセスを組み合わせることで、さまざまな用途のさまざまな要件を満たすことができる非常に幅広い製品を得ることが可能になります。
物理化学的構造
アスファルトは、次の 3 つのグループに属する高分子量炭化水素の混合物です。
- 脂肪族;
- ナフテン系、
- 芳香のある、
オレフィン基は、特定のひび割れアスファルトに見られます。
選択的溶媒として軽質炭化水素を大過剰に使用すると、ビチューメンを 2 つの部分に分割することが可能になります (アスファルトビチューメンの性質、J.Pfeiffer、Elsevier)。
マルテンとアスファルテンの間には不連続性はなく、使用する溶媒に応じて得られる分画が得られます。石油エーテルは長い間使用されていましたが、現在はノルマルヘプタンに置き換えられています。
マルテンが完全に粘性の流体(ニュートン流体) のように動作することがわかります。アスファルテンの存在により、ビチューメンにコロイド状態に特徴的な特性が与えられます。
アスファルテンは、マルテンのより重い芳香族部分を吸収する傾向があり、その結果、低分子量マルテンによって形成される連続相に懸濁される複雑な小粒子、つまりミセルを形成します。
アスファルテンの吸収力が飽和するのに十分な芳香族がマルテンに含まれている場合、ミセルは分散相の中央で完全に移動可能になります。つまり、ミセルは解膠されます。コロイド溶液はゾル状態になります。
十分な芳香族が存在しない場合、ミセルは互いに引き付け合います。相互に移動しにくくなり、ミセル間相の中央にネットワークを形成します。この構造はビチューメンに弾性特性を与え、ゲルと呼ばれます。
使用
このようにして調製されたアスファルトは、実際には 3 つの異なる形態で使用されます。
- そのまま。
- カットバックの形で: 揮発性溶剤の添加によって流動化されたアスファルト。
- 水性エマルジョンまたはビチューメンエマルジョンの形態で。
細かい要素（砂など）と混合して、建築や土木のシーリング材として使用されます。
古代から産業革命まで
当時、この用途（防水）のため、特にエジプト人、ヘブライ人、シュメール人には「ユダヤのアスファルト」という名前で知られていました。死海（カスピ海の海岸にも）の海岸に自然の状態で存在していたためです。海）。彼はすでに複数の仕事を持っていました。
- バインダー;
- 医薬品（特にエジプトのミイラの保存に使用される）および化粧品。
- しかし何よりも、地中海盆地全域で、船舶のコーキングに使用されています。
- 1824 年にニセフォール ニエプスがサン ルー ド ヴァレンヌで写真を発明したのも、ユダヤのアスファルトのおかげでした。 ( http://maison.niepce.museum )
1627年、特許状により、アルザス地方のペケルブロンにおいて、治療効果で有名な「ストーンオイル」を生産する資源の商業利用が認可されました。 1741 年、歴史上最初の石油会社が設立されました。この会社は、「古い油」と獣脂に代わる脂肪を抽出できる、油源の隣にある タールサンドの鉱脈を開発するためのものでした。ルイ 15 世は、この開発への関心を認識し、1772 年 8 月 5 日の特許状によって、それをルベルという人物に委託しました。この会社は 1927 年にアンタールを設立します。
最近では
道路建設では、瀝青コンクリートや砂利瀝青などの加熱被覆材料を製造するためのバインダーとして機能します。また、エマルションの形で、または溶媒によって流動化された表面コーティングの製造にも使用されます。
ビチューメンの物理的特性は、一般に軟化温度(「ボールリング法」またはクレーマー・サーノウ法) や硬度 (針入法) などのさまざまなパラメーターによって記述されます。
すべてのアスファルトは二硫化炭素によって完全に溶解されます。
アスファルトはアスファルトタンカーで海上輸送されます。
