बिटुमेन: Difference between revisions

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File:Bitumen.jpg
मृत सागर से प्राकृतिक कोलतार
File:Refined bitumen.JPG
परिष्कृत कोलतार
File:University of Queensland Pitch drop experiment-white bg.jpg
क्वींसलैंड पिच ड्रॉप प्रयोग विश्वविद्यालय, बिटुमेन की चिपचिपाहट का प्रदर्शन करता है

कोलतार (UK: /ˈbɪtjʊmɪn/, US: /bɪˈtjuːmən, baɪ-/)[1] पेट्रोलियम का एक चिपचिपा, काला, अत्यधिक चिपचिपा तरल या अर्ध-ठोस रूप है। अमेरिका में, इसे आमतौर पर डामर के रूप में जाना जाता है। यह प्राकृतिक जमा में पाया जा सकता है या एक परिष्कृत उत्पाद हो सकता है, और इसे पिच (राल) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।[citation needed] 20वीं सदी से पहले, एस्फाल्टम शब्द का भी इस्तेमाल किया जाता था।[2] यह शब्द प्राचीन ग्रीक ἄσφαλτος asphaltos से लिया गया है। दुनिया में बिटुमेन का सबसे बड़ा प्राकृतिक भंडार, जिसमें 10 मिलियन टन होने का अनुमान है, दक्षिण पश्चिम त्रिनिदाद में पिच झील है।[3]

डामर का प्राथमिक उपयोग (70%) सड़क की सतह में होता है,[4] जहां यह डामर कंक्रीट बनाने के लिए निर्माण कुल कणों के साथ मिश्रित गोंद या बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके अन्य मुख्य उपयोग बिटुमिनस वॉटरप्रूफिंग उत्पादों के लिए हैं, जिसमें छत को संरक्षण देने वाला खास कपड़ा का उत्पादन और सपाट छतों को सील करना शामिल है।[5] सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग में, डामर और बिटुमेन शब्द का उपयोग अक्सर पदार्थों के प्राकृतिक और निर्मित दोनों रूपों के अर्थ के लिए किया जाता है, हालांकि क्षेत्रीय भिन्नता है कि कौन सा शब्द सबसे आम है। दुनिया भर में, भूवैज्ञानिक स्वाभाविक रूप से होने वाली सामग्री के लिए बिटुमेन शब्द का समर्थन करते हैं। निर्मित सामग्री के लिए, जो चयनित कच्चे तेल की आसवन प्रक्रिया से एक परिष्कृत अवशेष है, बिटुमेन दुनिया के अधिकांश हिस्सों में प्रचलित शब्द है; हालाँकि, अमेरिकी अंग्रेजी में, डामर का अधिक उपयोग किया जाता है। भ्रम से बचने में मदद करने के लिए, लेता है ल डामर, डामर बांधने की मशीन, या डामर सीमेंट वाक्यांशों का उपयोग अमेरिकी बोलचाल में किया जाता है, डामर के विभिन्न रूपों को कभी-कभी टार के रूप में संदर्भित किया जाता है, जैसा कि ला ब्रे टार पिट्स के नाम पर है, हालांकि टार एक अलग है सामग्री।[6] स्वाभाविक रूप से होने वाली बिटुमेन को कभी-कभी क्रूड बिटुमेन शब्द द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। इसकी चिपचिपाहट ठंडे गुड़ के समान होती है[7][8] जबकि कच्चे तेल के भिन्नात्मक आसवन से प्राप्त सामग्री उबलती है 525 °C (977 °F) को कभी-कभी परिष्कृत कोलतार कहा जाता है। अल्बर्टा के कनाडाई प्रांत में अथाबास्का तेल रेत में दुनिया के अधिकांश प्राकृतिक बिटुमेन के भंडार हैं, जो कवर करते हैं 142,000 square kilometres (55,000 sq mi), इंगलैंड से बड़ा क्षेत्र।[9]


शब्दावली

व्युत्पत्ति

बिटुमेन शब्द लैटिन से है, और फ्रेंच से अंग्रेजी में पारित हुआ। लैटिन शब्द प्रोटो-इंडो-यूरोपीय रूट विकट का पता लगाता है: पुनर्निर्माण: प्रोटो-इंडो-यूरोपियन/गेट-|*gʷet- पिच; अन्य संज्ञेय के लिए वह लिंक देखें।

डामर शब्द देर से मध्य अंग्रेजी से लिया गया है, बदले में फ्रेंच एस्फाल्ट से, लेट लैटिन एस्फाल्टन, एस्फाल्टम पर आधारित है, जो प्राचीन ग्रीक का लैटिनकरण (साहित्य) है। ἄσφαλτος (asphaltos, asphalton), एक शब्द जिसका अर्थ डामर/डामर/पिच (राल) है,[10] जो शायद से निकला है ἀ-, नहीं, बिना , यानी अल्फा निजी, और σφάλλειν (स्फालीन), गिरने का कारण, चकरा देना, (निष्क्रिय में) त्रुटि, (निष्क्रिय में) का गंजा होना।[11] पूर्वजों द्वारा डामर का पहला उपयोग विभिन्न वस्तुओं को सुरक्षित करने या जोड़ने के लिए एक सीमेंट की प्रकृति में था, और इस प्रकार यह संभावना प्रतीत होती है कि यह नाम ही इस एप्लिकेशन का अभिव्यंजक था। विशेष रूप से, हेरोडोटस ने उल्लेख किया कि बिटुमेन को बेबीलोन में उसकी विशाल किलेबंदी की दीवार बनाने के लिए लाया गया था।[12] ग्रीक से, शब्द देर से लैटिन में पारित हुआ, और वहां से फ्रेंच (एस्फाल्टे) और अंग्रेजी (एस्फाल्टम और डामर) में। फ्रेंच में, एस्फाल्ट शब्द का उपयोग स्वाभाविक रूप से होने वाले डामर-भिगोए हुए चूना पत्थर के जमाव के लिए किया जाता है, और सड़कों को प्रशस्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एस्फाल्टिक कंक्रीट की तुलना में कम आवाज या अधिक बिटुमेन सामग्री वाले विशेष निर्मित उत्पादों के लिए किया जाता है।

आधुनिक शब्दावली

मिट्टी के साथ मिश्रित बिटुमेन को आमतौर पर एस्फाल्टम कहा जाता था, लेकिन आज इस शब्द का कम इस्तेमाल होता है।[13] अमेरिकी अंग्रेजी में डामर ब्रिटिश कोलतार के बराबर है। हालांकि, डामर का उपयोग आमतौर पर डामर कंक्रीट के संक्षिप्त रूप के रूप में भी किया जाता है (इसलिए ब्रिटिश डामर या डामर के बराबर)।

कैनेडियन अंग्रेजी में, बिटुमेन शब्द का उपयोग कनाडा के अत्यधिक भारी कच्चे तेल के विशाल भंडार को संदर्भित करने के लिए किया जाता है,[14] जबकि डामर का उपयोग तेल रिफाइनरी उत्पाद के लिए किया जाता है। पतला बिटुमेन (इसे पाइपलाइनों में प्रवाहित करने के लिए मिट्टी का तेल के साथ पतला) को कनाडा के पेट्रोलियम उद्योग में dilbit के रूप में जाना जाता है, जबकि बिटुमेन उन्नत करना को सिंथेटिक कच्चा तेल के रूप में जाना जाता है, और बिटुमेन के साथ मिश्रित सिंक्रुड को सिंबिट कहा जाता है।[15] पेट्रोलियम के ठोस या अर्ध-ठोस रूप में स्वाभाविक रूप से जमा होने के लिए बिटुमेन अभी भी पसंदीदा भूवैज्ञानिक शब्द है। बिटुमिनस रॉक बिटुमेन के साथ लगाए गए बलुआ पत्थर का एक रूप है। अलबर्टा, कनाडा की तेल रेत एक समान सामग्री है।

डामर या कोलतार में से किसी भी शब्द को टार या कोल तार के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए। टार कार्बनिक हाइड्रोकार्बन के सूखे आसवन और पायरोलिसिस का गाढ़ा तरल उत्पाद है, जो मुख्य रूप से वनस्पति द्रव्यमान से प्राप्त होता है, चाहे वह कोयले के रूप में जीवाश्मित हो या ताजा काटा गया हो। दूसरी ओर, बिटुमेन का अधिकांश हिस्सा प्राकृतिक रूप से तब बनता है जब बड़ी मात्रा में कार्बनिक पशु सामग्री पानी द्वारा जमा की जाती है और diagenesis बिंदु पर सैकड़ों मीटर गहराई में दब जाती है, जहां असंगठित फैटी हाइड्रोकार्बन अणु ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में लंबी श्रृंखलाओं में शामिल हो जाते हैं। . बिटुमेन एक ठोस या अत्यधिक चिपचिपा तरल के रूप में होता है। इसे कोयले के भंडार में भी मिलाया जा सकता है। बर्गियस प्रक्रिया का उपयोग करके बिटुमेन और कोयले को गैसोलीन जैसे पेट्रोल में परिष्कृत किया जा सकता है, और बिटुमेन को टार में डिस्टिल किया जा सकता है, न कि दूसरे तरीके से।

रचना

See also: Asphaltene

सामान्य रचना

कोलतार के घटकों में यौगिकों के चार मुख्य वर्ग शामिल हैं:

  • नेफ़थीन एरोमैटिक्स (नेफ़थलीन), जिसमें आंशिक रूप से हाइड्रोजनीकृत पॉलीसाइक्लिक सुगंधित यौगिक होते हैं
  • ध्रुवीय एरोमैटिक्स, सामग्री के आंशिक ऑक्सीकरण द्वारा उत्पादित उच्च आणविक भार फिनोल और कार्बोज़ाइलिक तेजाब से मिलकर बनता है
  • संतृप्त हाइड्रोकार्बन; डामर में संतृप्त यौगिकों का प्रतिशत इसके मृदुकरण बिंदु से संबंधित है
  • Asphaltenes, उच्च आणविक भार फिनोल और हेट्रोसायक्लिक यौगिकों से मिलकर बनता है

बिटुमेन में आमतौर पर कार्बन के वजन से 80% तत्व होता है; 10% हाइड्रोजन; 6% सल्फर तक; और आण्विक रूप से, 90% से 65% माल्टेन्स में फैलाए गए एस्फाल्टेन के वजन से 5 से 25% के बीच।[16] अधिकांश प्राकृतिक कोलतार में ऑर्गोसल्फर यौगिक भी होते हैं, निकल और वैनेडियम <10 भागों प्रति मिलियन में पाए जाते हैं, जैसा कि कुछ पेट्रोलियम के लिए विशिष्ट है।[5] पदार्थ कार्बन डाइसल्फ़ाइड में घुलनशील है। यह आमतौर पर एक कोलाइड के रूप में तैयार किया जाता है, asphaltene के साथ फैला हुआ चरण और माल्टेन्स निरंतर चरण के रूप में होता है।[17] बिटुमेन के सभी विभिन्न अणुओं को अलग करना और पहचानना लगभग असंभव है, क्योंकि विभिन्न रासायनिक संरचना वाले अणुओं की संख्या बहुत बड़ी है।[18] डामर को कोयला टार के साथ भ्रमित किया जा सकता है, जो कोयले के विनाशकारी आसवन द्वारा उत्पादित एक दृष्टिगत समान काला, थर्माप्लास्टिक सामग्री है। 20वीं शताब्दी की शुरुआत और मध्य के दौरान, जब शहरी गैस का उत्पादन किया गया था, कोलतार एक आसानी से उपलब्ध उप-उत्पाद था और व्यापक रूप से सड़क समुच्चय के लिए बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता था। रोड़ी सड़कों के लिए तारकोल को जोड़ने से टरमैकडम शब्द का जन्म हुआ, जिसका उपयोग अब सड़क बनाने वाली सामग्री के संदर्भ में आम बोलचाल में किया जाता है। हालांकि, 1970 के दशक के बाद से, जब प्राकृतिक गैस ने टाउन गैस का स्थान लिया, तो बिटुमेन ने इन अनुप्रयोगों में कोलतार के उपयोग को पूरी तरह से पीछे छोड़ दिया है। इस भ्रम के अन्य उदाहरणों में ला ब्रे टार पिट्स और कनाडाई तेल रेत शामिल हैं, जिनमें से दोनों में वास्तव में टार के बजाय प्राकृतिक कोलतार होता है। पिच एक और शब्द है जिसे कभी-कभी अनौपचारिक रूप से पिच झील के रूप में डामर को संदर्भित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

योज्य, मिश्रण और संदूषक

आर्थिक और अन्य कारणों से, बिटुमेन को कभी-कभी अन्य सामग्रियों के साथ मिलाकर बेचा जाता है, अक्सर बिना केवल बिटुमेन के अलावा कुछ भी लेबल किए बिना।[19]

ऑटोमोटिव ऑयल रिसाइकिलिंग#REOB|रि-रिफाइंड इंजन ऑयल बॉटम्स - REOB या REOBs का उपयोग विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है{{snd}डामर के निर्माण में वैक्यूम आसवन टावरों को फिर से परिष्कृत करने के नीचे से एकत्रित मोटर वाहन तेल पुनर्चक्रण का अवशेष। आरईओबी में पुनर्नवीनीकरण इंजन तेल में पाए जाने वाले विभिन्न तत्व और यौगिक शामिल हैं: मूल तेल में एडिटिव्स और इंजन में इसके संचलन से जमा होने वाली सामग्री (आमतौर पर लोहा और तांबा)। कुछ शोधों ने कोलतार की इस मिलावट और खराब प्रदर्शन करने वाले फुटपाथ के बीच संबंध का संकेत दिया है।[19]


घटना

File:Puy de Poix, gisement bitumeux.JPG
Puy de la Poix, Clermont-Ferrand, फ्रांस का बिटुमिनस आउटक्रॉप

व्यावसायिक रूप से उपयोग किए जाने वाले अधिकांश कोलतार को पेट्रोलियम से प्राप्त किया जाता है।[20] बहरहाल, बड़ी मात्रा में बिटुमेन प्रकृति में केंद्रित रूप में होता है। बिटुमेन के स्वाभाविक रूप से जमा होने वाले जमा प्राचीन, सूक्ष्म शैवाल (डायटम) और अन्य एक बार जीवित चीजों के अवशेषों से बनते हैं। कोलतार के ये प्राकृतिक निक्षेप कार्बोनिफेरस काल के दौरान बने हैं, जब विशाल दलदली जंगल पृथ्वी के कई हिस्सों पर हावी थे।[21] वे समुद्र या झील के तल पर कीचड़ में जमा हो गए थे जहाँ जीव रहते थे। गर्मी (50 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) और जमीन में गहरे दफनाने के दबाव के तहत, अवशेषों को बिटुमेन, केरोजेन या पेट्रोलियम जैसी सामग्रियों में बदल दिया गया।

कोलतार के प्राकृतिक निक्षेपों में त्रिनिदाद और टोबैगो में पिच झील और वेनेज़ुएला में बरमूडेज़ झील जैसी झीलें शामिल हैं। कैलिफोर्निया में ला ब्रे टार पिट्स और मैककिट्रिक टैर पिट्स के साथ-साथ डेड सी में भी प्राकृतिक पेट्रोलियम रिसाव होता है।

बिटुमेन अलबर्टा, कनाडा में तेल की रेत के रूप में जाने जाने वाले असंबद्ध सैंडस्टोन और यूटा, अमेरिका में समान टार रेत में भी होता है। अल्बर्टा के कनाडाई प्रांत में दुनिया के अधिकांश भंडार हैं, तीन विशाल जमाओं को कवर करते हुए 142,000 square kilometres (55,000 sq mi), इंग्लैंड या न्यूयॉर्क राज्य से बड़ा क्षेत्र। इन बिटुमिनस रेत में शामिल हैं 166 billion barrels (26.4×10^9 m3) व्यावसायिक रूप से स्थापित तेल भंडार, कनाडा को दुनिया में तीसरा सबसे बड़ा तेल भंडार देता है। हालांकि ऐतिहासिक रूप से इसका उपयोग सड़कों को परिष्कृत किए बिना किया जाता था, लगभग सभी उत्पादन अब कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका में तेल शोधशाला के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।[9]

प्राकृतिक कोलतार का दुनिया का सबसे बड़ा जमाव, जिसे अथबास्का तेल रेत के रूप में जाना जाता है, उत्तरी अल्बर्टा के मैकमरे गठन में स्थित है। यह गठन प्रारंभिक क्रीटेशस से है, और 20% तेल तक तेल युक्त रेत के कई लेंस (भूविज्ञान) से बना है।[22] समस्थानिक अध्ययनों से पता चलता है कि तेल भंडार लगभग 110 मिलियन वर्ष पुराना है।[23] अथाबास्का तेल रेत के पश्चिम और दक्षिण-पूर्व में शांति नदी तेल रेत और कोल्ड लेक ऑयल सैंड में दो छोटे लेकिन अभी भी बहुत बड़े फॉर्मेशन होते हैं। अलबर्टा निक्षेपों में से, अथाबास्का तेल रेत के केवल कुछ हिस्से सतही खनन के लिए उपयुक्त होने के लिए पर्याप्त उथले हैं। अन्य 80% का उत्पादन तेल के कुओं द्वारा भाप से सहायता प्राप्त गुरुत्वाकर्षण जल निकासी जैसी उन्नत तेल पुनर्प्राप्ति तकनीकों का उपयोग करके किया जाना है।[24] यूटा, यू.एस. में यूंटा बेसिन में बहुत छोटे भारी तेल या कोलतार जमा होते हैं। उदाहरण के लिए, यूटा तेल रेत#तार बालू त्रिभुज जमा, मोटे तौर पर 6% बिटुमेन है।[22]

हाइड्रोथर्मल नसों में बिटुमेन हो सकता है। इसका एक उदाहरण अमेरिका में यूटा के यूंटा बेसिन के भीतर है, जहां गिलसोनाइट नामक एक ठोस हाइड्रोकार्बन से बनी पार्श्व और लंबवत व्यापक शिराओं का झुंड है। हाइड्रोकार्बन के पोलीमराइज़ेशन और जमने से बनने वाली ये नसें दफनाने और डायजेनेसिस के दौरान हरी नदी का निर्माण के गहरे तेल के शैलों से जुटाई गई थीं।[25] बिटुमेन कार्बनसियस उल्कापिंडों में कार्बनिक पदार्थ के समान है।[26] हालांकि, विस्तृत अध्ययनों ने इन सामग्रियों को अलग दिखाया है।[27] माना जाता है कि अलबर्टा के विशाल कोलतार संसाधन समुद्री पौधों और जानवरों, मुख्य रूप से शैवाल से जीवित सामग्री के रूप में शुरू हुए थे, जो लाखों साल पहले विलुप्त हो गए थे जब एक प्राचीन महासागर अलबर्टा को ढक गया था। वे मिट्टी से ढके हुए थे, समय के साथ गहराई से दब गए, और तापमान पर भू-तापीय ताप द्वारा धीरे-धीरे तेल में पकाया गया 50 to 150 °C (120 to 300 °F). 80 से 55 मिलियन वर्ष पूर्व दक्षिण-पश्चिमी अलबर्टा में रॉकी पर्वत के ऊपर उठने के दबाव के कारण, तेल सैकड़ों किलोमीटर उत्तर-पूर्व की ओर चला गया और प्राचीन नदी तल और समुद्र तटों द्वारा पीछे छोड़े गए भूमिगत रेत के जमाव में फंस गया, इस प्रकार तेल रेत का निर्माण हुआ .[24]


इतिहास

प्राचीन काल

सिंधु घाटी सभ्यता के मेहरगढ़ में खोजी गई एक फसल भंडारण टोकरी के साथ जलरोधक के लिए प्राकृतिक बिटुमेन का उपयोग, और एक चिपकने वाला कम से कम पांचवीं सहस्राब्दी ईसा पूर्व के रूप में उपयोग किया जाता है।[28] तीसरी सहस्राब्दी ईसा पूर्व तक परिष्कृत रॉक डामर क्षेत्र में उपयोग में था, और मोहनजोदड़ो में महान स्नान, मोहनजोदड़ो को जलरोधी करने के लिए इस्तेमाल किया गया था।[29] प्राचीन मध्य पूर्व में, सुमेरियों ने ईंटों और पत्थरों के बीच मोर्टार (चिनाई) के लिए प्राकृतिक बिटुमेन जमा का इस्तेमाल किया, नक्काशियों के सीमेंट भागों, जैसे कि आँखें, जगह में, जहाज की caulking के लिए, और वॉटरप्रूफिंग के लिए।[2]यूनानी इतिहासकार हेरोडोटस ने कहा है कि बेबीलोन की दीवारों में गारे के रूप में गर्म कोलतार का प्रयोग किया जाता था।[30] 

1 km}km[convert: unknown unit] रानी Semiramis के समय में बेबीलोन में महानद  नदी के नीचे लंबी यूफ्रेट्स सुरंग (c. 800 BC) कथित तौर पर वाटरप्रूफिंग एजेंट के रूप में बिटुमेन से ढकी जली हुई ईंटों का निर्माण किया गया था।[2]

बिटुमेन का उपयोग प्राचीन मिस्र के लोग ममियों के संलेपन के लिए करते थे।[2][31] डामर के लिए फारसी भाषा का शब्द मूम है, जो अंग्रेजी शब्द मम्मी से संबंधित है। मिस्रवासियों का कोलतार का प्राथमिक स्रोत मृत सागर था, जिसे प्राचीन रोम पलुस एस्फाल्टाइट्स (डामर झील) के रूप में जानता था।

लगभग 40 ईस्वी में, डायोस्कोराइड्स ने मृत सागर सामग्री को जुडाइकम बिटुमेन के रूप में वर्णित किया, और उस क्षेत्र में अन्य स्थानों का उल्लेख किया जहां यह पाया जा सकता था।[32] माना जाता है कि सिडॉन कोलतार लेबनान में हस्बेया में मिली सामग्री को संदर्भित करता है।[33] प्लिनी द एल्डर भी सेलेनिक में पाए जाने वाले बिटुमेन को संदर्भित करता है। बिटुमेन एक मूल्यवान रणनीतिक संसाधन था। यह हाइड्रोकार्बन जमा के लिए पहली ज्ञात लड़ाई का उद्देश्य था - 312 ईसा पूर्व में सेलयूसिद ्स और नाबाटीन्स के बीच।[34] प्राचीन सुदूर पूर्व में, उच्च अंश (रसायन विज्ञान) से छुटकारा पाने के लिए प्राकृतिक बिटुमेन को धीरे-धीरे उबाला जाता था, जिससे उच्च आणविक भार की थर्माप्लास्टिक सामग्री निकल जाती थी, जो वस्तुओं पर स्तरित होने पर ठंडा होने पर कठोर हो जाती थी। इसका उपयोग उन वस्तुओं को ढकने के लिए किया जाता था जिन्हें जलरोधी की आवश्यकता होती है,[2]जैसे म्यान और अन्य सामान। जापान में और शायद चीन में भी घरेलू देवताओं की मूर्तियों को इस प्रकार की सामग्री से ढाला गया था।[citation needed]

उत्तरी अमेरिका में, पुरातात्विक पुनर्प्राप्ति ने संकेत दिया है कि बिटुमेन का उपयोग कभी-कभी लकड़ी के शाफ्ट पर पत्थर के प्रक्षेप्य बिंदुओं का पालन करने के लिए किया जाता था।[35] कनाडा में, आदिवासी लोग अथाबास्का नदी और अन्य नदियों के किनारों से निकलने वाले बिटुमेन का उपयोग वाटरप्रूफ बर्च की छाल के डिब्बे के लिए करते थे, और गर्मियों में मच्छरों को भगाने के लिए इसे स्मज पॉट में गर्म भी करते थे।[24]


महाद्वीपीय यूरोप

1553 में, पियरे बेलोन ने अपने काम ऑब्जर्वेशन (पियरे बेलोन) में वर्णित किया कि पिस्साफाल्टो, पिच (राल) और कोलतार का मिश्रण, जहाजों की तार लगाने के लिए रागुसा गणराज्य (अब डबरोवनिक, क्रोएशिया) में इस्तेमाल किया गया था।[36] मैकेनिक्स मैगज़ीन के 1838 संस्करण में फ़्रांस में डामर के शुरुआती उपयोग का हवाला दिया गया है। 1621 के एक पैम्फलेट, एक निश्चित महाशय डी'इरिनिस द्वारा, कहा गया है कि उन्होंने नेफचैटेल के आसपास के क्षेत्र में बड़ी मात्रा में अस्तित्व (एस्फाल्टम) की खोज की थी, और उन्होंने इसे विभिन्न तरीकों से उपयोग करने का प्रस्ताव दिया - मुख्य रूप से निर्माण में एयर-प्रूफ अन्न भंडार, और मेहराब के माध्यम से, पेरिस शहर में जल-पाठ्यक्रमों को गंदगी और गंदगी के घुसपैठ से बचाने में, जिसने उस समय पानी को अनुपयोगी बना दिया था। वह महलों में स्तर और टिकाऊ छतों के निर्माण के लिए इस सामग्री की उत्कृष्टता पर भी विस्तार करता है, सड़कों पर ऐसी छतों को बनाने की धारणा उस पीढ़ी के पेरिस के मस्तिष्क को पार करने की संभावना नहीं है।[37] लेकिन पदार्थ को आम तौर पर फ्रांस में जुलाई क्रांति तक उपेक्षित किया गया था। 1830 के दशक में रुचि में वृद्धि हुई थी, और डामर व्यापक रूप से फुटपाथों, सपाट छतों और जलाशयों की परत के लिए इस्तेमाल किया जाने लगा और इंग्लैंड में, इसका कुछ उपयोग इसी तरह के उद्देश्यों के लिए किया गया था। फ्रांस में ओस्बैन (बेस-राइन), पारक (ऐन) और पुए-दे-ला-पोइक्स (पुए-डे-डोम) में प्राकृतिक निक्षेप पाए जाने के बाद यूरोप में इसका उदय अचानक हुआ था, हालांकि यह भी हो सकता था कृत्रिम रूप से बनाया जाए।[38] फ़्रांस में सबसे शुरुआती उपयोगों में से एक 1835 में प्लेस डे ला कॉनकॉर्ड में लगभग 24,000 वर्ग गज सीसेल एस्फाल्ट बिछाना था।[39]


यूनाइटेड किंगडम

यूनाइटेड किंगडम में बिटुमेन के शुरुआती उपयोगों में नक़्क़ाशी के लिए था। विलियम सैल्मन का पॉलीग्रैफिस (1673) नक़्क़ाशी में इस्तेमाल होने वाले वार्निश के लिए एक नुस्खा प्रदान करता है, जिसमें तीन औंस कुंवारी मोम, दो औंस मैस्टिक (पौधे राल), और डामर का एक औंस होता है।[40] 1685 में पांचवें संस्करण तक, उन्होंने अन्य स्रोतों से अधिक डामर व्यंजनों को शामिल किया था।[41] डामर के उपयोग के लिए पहला ब्रिटिश पेटेंट 1834 में कैसेल का पेटेंट डामर या कोलतार था।[38]फिर 25 नवंबर 1837 को, कप्तान आर.टी. क्लेरिज ने डामर फुटपाथ में उपयोग के लिए सीसेल डामर (पेटेंट #7849) के उपयोग का पेटेंट कराया,[42][43] फ्रेडरिक वाल्टर सिम्स के साथ दौरा करते समय इसे फ्रांस और बेल्जियम में कार्यरत देखा, जिन्होंने ब्रिटेन में डामर की शुरूआत पर उनके साथ काम किया था।[44][45] डॉ. टी. लैम्ब फिप्सन लिखते हैं कि उनके पिता, क्लेरिज के एक मित्र सैमुअल रायलैंड फिप्सन ने भी डामर फुटपाथ (1836 में) को शुरू करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी।[46] क्लैरिज ने 27 मार्च 1838 को स्कॉटलैंड में एक पेटेंट प्राप्त किया, और 23 अप्रैल 1838 को आयरलैंड में एक पेटेंट प्राप्त किया। 1851 में, 1837 पेटेंट के लिए एक्सटेंशन और 1838 पेटेंट दोनों के लिए क्लैरिज द्वारा पहले बनाई गई कंपनी के ट्रस्टियों द्वारा मांगा गया था।[38][47][48][49] क्लैरिज की पेटेंट एस्फाल्टे कंपनी{{snd}1838 में फ़्रांस में पायरिमोंट सीसेल की खदान से ब्रिटेन में एस्फाल्टे को उसकी प्राकृतिक अवस्था में लाने के उद्देश्य से गठित किया गया था।[50] – व्हाइटहॉल में पहले डामर फुटपाथों में से एक बिछाया ।[51] 1838 में व्हाइटहॉल में फुटवे पर फुटपाथ का परीक्षण किया गया, नाइट्सब्रिज बैरक में अस्तबल,[50][52] और बाद में वाटरलू प्लेस से सेंट जेम्स पार्क की ओर जाने वाली सीढ़ियों के नीचे की जगह पर।[52]1838 में क्लैरिज की पेटेंट एस्फाल्टे कंपनी (अभिजात वर्ग के संरक्षकों की एक विशिष्ट सूची के साथ, और क्रमशः मार्क इसामबर्ड ब्रुनेल और इसमबार्ड किंगडम ब्रुनेल, एक ट्रस्टी और परामर्श इंजीनियर) के गठन ने एक ब्रिटिश डामर उद्योग के विकास को भारी प्रोत्साहन दिया।[48]1838 के अंत तक, कम से कम दो अन्य कंपनियां, रॉबिन्सन और बास्टेन कंपनी, उत्पादन में थीं,[53] डामर को ब्राइटन, हर्न बे, कैंटरबरी, केंसिंग्टन, द स्ट्रैंड और बनीहिल-रो में एक बड़े फर्श क्षेत्र में फ़र्श के रूप में रखा जा रहा है, जबकि इस बीच क्लैरिज का व्हाइटहॉल फ़र्श अच्छे क्रम में जारी है।[54] बोनिंगटन केमिकल वर्क्स ने तारकोल का उपयोग करके डामर का निर्माण किया और 1839 तक इसे बोनिंगटन, एडिनबर्ग में स्थापित किया।[55] 1838 में, बिटुमेन से जुड़ी उद्यमशीलता की गतिविधियों की बाढ़ आ गई थी, जिसका फ़र्श से परे उपयोग था। उदाहरण के लिए, बिटुमेन का उपयोग फर्श के लिए, इमारतों में नम प्रूफिंग के लिए, और विभिन्न प्रकार के पूलों और स्नानागारों के जलरोधक के लिए भी किया जा सकता है, जो दोनों 19वीं शताब्दी में भी बढ़ रहे थे।[2][38][56] इसके उपयोग के शुरुआती जीवित उदाहरणों में से एक को हाईगेट कब्रिस्तान में देखा जा सकता है, जहां इसका उपयोग 1839 में टैरेस कैटाकॉम्ब्स की छत को सील करने के लिए किया गया था। लंदन के शेयर बाजार में, फ्रांस, जर्मनी और इंग्लैंड से बिटुमेन की गुणवत्ता की विशिष्टता के रूप में विभिन्न दावे थे। और फ़्रांस में कई पेटेंट प्रदान किए गए, समान संख्या में पेटेंट आवेदनों को इंग्लैंड में एक-दूसरे से समानता के कारण अस्वीकार कर दिया गया। इंग्लैंड में, क्लेरिज का प्रकार 1840 और 50 के दशक में सबसे अधिक इस्तेमाल किया गया था।[53]

1914 में, क्लैरिज की कंपनी ने Macadam#Tar-bound macadam|टार-बाउंड macadam, का उत्पादन करने के लिए एक संयुक्त उद्यम में प्रवेश किया।[57] क्लेरमैक रोड्स लिमिटेड नामक सहायक कंपनी के माध्यम से निर्मित सामग्री के साथ।[58] दो उत्पादों का परिणाम हुआ, नामतः क्लैरमैक, और क्लैरफाल्टे, जिनमें से एक का निर्माण क्लैरमैक रोड्स द्वारा किया गया और बाद में क्लेरिज के पेटेंट एस्फाल्टे कंपनी द्वारा किया गया, हालांकि क्लैरमैक का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया गया था।[59][note 1] हालांकि, प्रथम विश्व युद्ध ने क्लारमैक कंपनी को बर्बाद कर दिया, जो 1915 में परिसमापन में प्रवेश कर गई।[61][62] क्लैरमैक रोड्स लिमिटेड की विफलता का क्लैरिज की कंपनी पर प्रभाव पड़ा, जो स्वयं अनिवार्य रूप से समाप्त हो गई थी,[63] 1917 में संचालन बंद करना,[64][65] नए उद्यम में, शुरुआत में दोनों में पर्याप्त मात्रा में धन का निवेश किया[63]और क्लारमैक कंपनी को बचाने के बाद के प्रयास में।[61]

19वीं शताब्दी में ब्रिटेन में बिटुमेन के बारे में सोचा गया था कि इसमें औषधीय गुणों वाले रसायन होते हैं। बिटुमेन के अर्क का उपयोग सर्दी और कुछ प्रकार के दमा के इलाज के लिए और कीड़े, विशेष रूप से फ़ीता कृमि के खिलाफ एक उपाय के रूप में किया जाता था।[66]


संयुक्त राज्य

नई दुनिया में कोलतार का पहला प्रयोग स्वदेशी लोगों द्वारा किया गया था। पश्चिमी तट पर, 13 वीं शताब्दी की शुरुआत में, टोंगवा लोग, लुइसेनो लोग | लुइसेनो और चुमाश लोग लोगों ने प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कोलतार को एकत्र किया जो अंतर्निहित पेट्रोलियम जमाओं के ऊपर सतह पर रिसता था। तीनों समूहों ने पदार्थ को चिपकने के रूप में इस्तेमाल किया। यह उपकरण और औपचारिक वस्तुओं के कई अलग-अलग कलाकृतियों पर पाया जाता है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग खड़खड़ (टक्कर वाद्य यंत्र) पर लौकी या कछुए के गोले को खड़खड़ के हैंडल से जोड़ने के लिए किया जाता था। इसका उपयोग सजावट में भी किया जाता था। सजावट प्रदान करने के लिए छोटे गोल गोले के मोतियों को अक्सर डामर में सेट किया जाता था। इसका उपयोग टोकरियों पर सीलेंट के रूप में किया जाता था ताकि उन्हें पानी ढोने के लिए जलरोधी बनाया जा सके, संभवतः पानी पीने वालों को जहर दिया जा सके।[67] डामर का उपयोग समुद्र में जाने वाली नावों के तख्तों को सील करने के लिए भी किया जाता था।

1870 के दशक में पहली बार सड़कों को पक्का करने के लिए डामर का इस्तेमाल किया गया था। सबसे पहले प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले बिटुमिनस रॉक का उपयोग किया गया था, जैसे कि 1852 से 1873 तक रिची काउंटी, वेस्ट वर्जीनिया में मैकफारलन में रिची माइन्स में। राष्ट्रीय शताब्दी।[68] घोड़ों द्वारा खींचे जाने वाले युग में, अमेरिकी सड़कें ज्यादातर कच्ची थीं और गंदगी या बजरी से ढकी हुई थीं। विशेष रूप से जहां कीचड़ या खाइयों के कारण अक्सर सड़कों को पार करना मुश्किल हो जाता था, फुटपाथ कभी-कभी लकड़ी के तख्तों, पक्की पत्थरों या अन्य पत्थर के ब्लॉकों, या ईंटों सहित विविध सामग्रियों से बने होते थे। कच्ची सड़कें असमान टूट-फूट और पैदल चलने वालों के लिए खतरा पैदा करती हैं। 19वीं शताब्दी के अंत में लोकप्रिय साइकिल के उदय के साथ, सड़कों के अधिक सामान्य फुटपाथ को आगे बढ़ाने में साइकिल क्लब महत्वपूर्ण थे।[69] 20वीं सदी की शुरुआत में ऑटोमोबाइल के उदय के साथ फुटपाथ की वकालत बढ़ी। डामर धीरे-धीरे फ़र्श करने का एक अधिक सामान्य तरीका बन गया। न्यू ऑरलियन्स में सेंट चार्ल्स एवेन्यू को 1889 तक डामर के साथ इसकी पूरी लंबाई पक्की कर दी गई थी।[70] 1900 में, अकेले मैनहट्टन के पास 130,000 घोड़े थे, जो स्ट्रीटकार, वैगन और कैरिज खींचते थे और अपना कचरा पीछे छोड़ देते थे। वे तेज़ नहीं थे, और पैदल यात्री भीड़ वाली सड़कों पर अपना रास्ता चकमा दे सकते थे और हाथापाई कर सकते थे। छोटे शहर गंदगी और बजरी पर भरोसा करते रहे, लेकिन बड़े शहर बेहतर सड़कें चाहते थे। उन्होंने 1850 के दशक तक लकड़ी या ग्रेनाइट ब्लॉकों को देखा।[71] 1890 में, शिकागो की 2000 मील की सड़कों का एक तिहाई मुख्य रूप से लकड़ी के ब्लॉक के साथ पक्का किया गया था, जो मिट्टी की तुलना में बेहतर कर्षण देता था। ईंट की सरफेसिंग एक अच्छा समझौता था, लेकिन इससे भी बेहतर डामर फ़र्श था, जिसे स्थापित करना और सीवरों में जाने के लिए काटना आसान था। लंदन और पेरिस के मॉडल के रूप में काम करने के साथ, वाशिंगटन ने 1882 तक 400,000 वर्ग गज डामर फ़र्श बिछाया; यह बफ़ेलो, फ़िलाडेल्फ़िया और अन्य जगहों के लिए आदर्श बन गया। सदी के अंत तक, अमेरिकी शहरों में 30 मिलियन वर्ग गज का डामर फ़र्श था, जो ईंटों से काफी आगे था।[72] सड़कें तेज और अधिक खतरनाक हो गईं इसलिए इलेक्ट्रिक ट्रैफिक लाइटें लगाई गईं। इलेक्ट्रिक ट्रॉली (12 मील प्रति घंटे की गति से) मध्यम वर्ग के दुकानदारों और कार्यालय कर्मचारियों के लिए मुख्य परिवहन सेवा बन गई, जब तक कि उन्होंने 1945 के बाद ऑटोमोबाइल नहीं खरीदे और डामर राजमार्गों पर गोपनीयता और आराम में अधिक दूर के उपनगरों से आवागमन किया।[73]


कनाडा

See also: Bitumount and History of the petroleum industry in Canada (oil sands and heavy oil)

कनाडा में अथाबास्का तेल रेत में प्राकृतिक कोलतार का दुनिया का सबसे बड़ा भंडार है, और कनाडा में अथाबास्का नदी के किनारे कनाडा के प्रथम राष्ट्रों ने लंबे समय से अपने डोंगी को जलरोधी बनाने के लिए इसका इस्तेमाल किया था। 1719 में, वा-पा-सु नामक एक विश्वास करना ने हडसन की बे कंपनी के हेनरी केल्सी को व्यापार के लिए एक नमूना लाया, जो इसे देखने वाले पहले रिकॉर्ड किए गए यूरोपीय थे। हालाँकि, यह 1787 तक नहीं था कि फर व्यापारी और खोजकर्ता अलेक्जेंडर मैकेंज़ी (खोजकर्ता) ने अथबास्का तेल रेत को देखा और कहा, कांटे से लगभग 24 मील की दूरी पर (अथाबास्का और क्लियरवॉटर नदियों के) कुछ बिटुमिनस फव्वारे हैं जिनमें एक ध्रुव है कम से कम प्रतिरोध के बिना 20 फीट लंबा डाला जा सकता है।[24]

जमा का मूल्य शुरू से ही स्पष्ट था, लेकिन कोलतार निकालने का साधन नहीं था। निकटतम शहर, फोर्ट मैकमरे, अल्बर्टा, एक छोटा फर ट्रेडिंग पोस्ट था, अन्य बाजार बहुत दूर थे, और फ़र्श के लिए कच्चे बिटुमिनस रेत को शिप करने के लिए परिवहन लागत बहुत अधिक थी। 1915 में, संघीय खान शाखा के सिडनी एल्स ने जुदाई तकनीकों के साथ प्रयोग किया और एडमंटन , अल्बर्टा में 600 फीट सड़क बनाने के लिए उत्पाद का उपयोग किया। अलबर्टा में अन्य सड़कों को तेल रेत से निकाली गई सामग्री से पक्का किया गया था, लेकिन यह आम तौर पर आर्थिक नहीं था। 1920 के दशक के दौरान कार्ल क्लार्क (रसायनज्ञ)|डॉ. अल्बर्टा रिसर्च काउंसिल के कार्ल ए. क्लार्क ने गर्म पानी से तेल अलग करने की प्रक्रिया का पेटेंट कराया और उद्यमी रॉबर्ट सी. फिट्ज़सिमोंस[74] बिटुमाउंट ऑयल सेपरेशन प्लांट का निर्माण किया, जो 1925 और 1958 के बीच 300 barrels (50 m3) डॉ. क्लार्क की विधि का उपयोग करके बिटुमेन का प्रति दिन। अधिकांश कोलतार का उपयोग छतों को जलरोधक बनाने के लिए किया जाता था, लेकिन अन्य उपयोगों में ईंधन, स्नेहन तेल, प्रिंटर स्याही, दवाएं, जंग- और एसिड-प्रूफ पेंट, अग्निरोधक छत, सड़क फ़र्श, पेटेंट चमड़ा और बाड़ पोस्ट परिरक्षक शामिल थे।[24]आखिरकार Fitzsimmons पैसे से बाहर भाग गया और संयंत्र को अल्बर्टा सरकार ने अपने कब्जे में ले लिया। आज बिटुमाउंट प्लांट अलबर्टा का एक प्रांतीय ऐतिहासिक स्थल है।[75]


फोटोग्राफी और कला

शुरुआती फोटोग्राफिक तकनीक में बिटुमेन का इस्तेमाल किया गया था। 1826, या 1827 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक जोसेफ निसेफोर निएपसे द्वारा ले ग्रास में खिड़की से दृश्य बनाने के लिए इसका इस्तेमाल किया गया था। बिटुमेन को पतले प्लेट पर लेपित किया गया था जिसे बाद में एक कैमरे में उजागर किया गया था। प्रकाश के संपर्क में बिटुमेन कठोर हो गया और इसे अघुलनशील बना दिया, जिससे कि जब इसे बाद में एक विलायक के साथ धोया गया तो केवल पर्याप्त रूप से प्रकाश-प्रभावित क्षेत्र ही रह गए। कैमरे में कई घंटों के एक्सपोजर की आवश्यकता होती थी, जिससे सामान्य फोटोग्राफी के लिए बिटुमेन अव्यावहारिक हो जाता था, लेकिन 1850 से 1920 के दशक तक यह विभिन्न फोटोमैकेनिकल प्रिंटिंग प्रक्रियाओं के लिए प्रिंटिंग प्लेट के उत्पादन में photoresist के रूप में आम उपयोग में था।[76][77] 19वीं शताब्दी के दौरान बिटुमेन कई कलाकारों की दासता थी। हालांकि एक समय के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था, यह अंततः तेल चित्रकला में उपयोग के लिए अस्थिर साबित हुआ, खासकर जब अलसी का तेल, वार्निश और तारपीन जैसे सबसे आम मंदक के साथ मिलाया जाता है। जब तक पूरी तरह से पतला नहीं किया जाता है, बिटुमेन पूरी तरह से ठोस नहीं होता है और समय के साथ अन्य वर्णक को दूषित कर देगा जिसके साथ यह संपर्क में आता है। छाया में सेट करने के लिए एक शीशे का आवरण के रूप में बिटुमेन का उपयोग या गहरे स्वर को प्रस्तुत करने के लिए अन्य रंगों के साथ मिश्रित होने के परिणामस्वरूप कई चित्रों की गिरावट आई, उदाहरण के लिए यूजीन डेलाक्रोइक्स। बिटुमेन की विनाशकारीता का शायद सबसे प्रसिद्ध उदाहरण थिओडोर गेरिकॉल्ट का मेडुसा का राफ्ट (1818-1819) है, जहां उनके बिटुमेन के उपयोग ने शानदार रंगों को गहरे हरे और काले रंग में पतित कर दिया और पेंट और कैनवास को बकसुआ बना दिया।[78]


आधुनिक उपयोग

वैश्विक उपयोग

परिष्कृत कोलतार का विशाल बहुमत निर्माण में उपयोग किया जाता है: मुख्य रूप से फ़र्श और छत के अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले उत्पादों के एक घटक के रूप में। अंतिम उपयोग की आवश्यकताओं के अनुसार, विनिर्देशन के लिए बिटुमेन का उत्पादन किया जाता है। यह या तो शोधन या सम्मिश्रण द्वारा प्राप्त किया जाता है। यह अनुमान लगाया गया है कि बिटुमेन का वर्तमान विश्व उपयोग प्रति वर्ष लगभग 102 मिलियन टन है। सभी उत्पादित बिटुमेन का लगभग 85% सड़कों के लिए डामर कंक्रीट में बाइंडर (सामग्री) के रूप में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग अन्य पक्के क्षेत्रों जैसे हवाई अड्डे के रनवे, कार पार्क और फ़ुटवे में भी किया जाता है। आमतौर पर, डामर कंक्रीट के उत्पादन में डामर के साथ रेत, बजरी और कुचली हुई चट्टान जैसे महीन और मोटे निर्माण समुच्चय को मिलाना शामिल होता है, जो बाध्यकारी एजेंट के रूप में कार्य करता है। अन्य सामग्री, जैसे कि पुनर्नवीनीकरण पॉलिमर (जैसे, प्राकृतिक रबर टायर), को इसके गुणों को संशोधित करने के लिए बिटुमेन में जोड़ा जा सकता है, जिसके लिए बिटुमेन का इरादा है।

वैश्विक बिटुमेन उत्पादन का और 10% छत अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, जहां इसके जलरोधक गुण अमूल्य हैं। शेष 5% बिटुमेन का उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न निर्माण सामग्री, जैसे पाइप कोटिंग्स, कालीन टाइल बैकिंग और पेंट में सीलिंग और इन्सुलेट उद्देश्यों के लिए किया जाता है। बिटुमेन का उपयोग कई संरचनाओं, प्रणालियों और घटकों के निर्माण और रखरखाव में किया जाता है, जैसे कि निम्नलिखित:

  • राजमार्ग
  • हवाई अड्डे के रनवे
  • फुटवे और पैदल मार्ग
  • कार पार्क करना
  • रेस ट्रैक
  • टेनिस कोर्ट
  • छत
  • नमी निरोधीकरण
  • बांध
  • जलाशय और पूल लाइनिंग
  • साउंडप्रूफिंग
  • पाइप कोटिंग्स
  • केबल कोटिंग्स
  • पेंट्स
  • बिल्डिंग वाटर प्रूफिंग
  • टाइल अंतर्निहित वॉटरप्रूफिंग
  • अखबार की स्याही का उत्पादन
  • और कई अन्य अनुप्रयोग

लुढ़का हुआ डामर कंक्रीट

Main article: Asphalt concrete

डामर का सबसे बड़ा उपयोग सड़क सतहों के लिए डामर कंक्रीट बनाने के लिए होता है; यह संयुक्त राज्य अमेरिका में खपत बिटुमेन का लगभग 85% है। अमेरिका में लगभग 4,000 डामर कंक्रीट मिक्सिंग प्लांट हैं, और इतनी ही संख्या यूरोप में है।[79]

File:Pavement layers.png
डामर कंक्रीट आमतौर पर एक सड़क के शीर्ष पर रखा जाता है।

डामर कंक्रीट फुटपाथ मिश्रण आमतौर पर 5% बिटुमेन (यूएस में डामर सीमेंट के रूप में जाना जाता है) और 95% समुच्चय (पत्थर, रेत और बजरी) से बना होता है। इसकी अत्यधिक चिपचिपी प्रकृति के कारण, डामर मिश्रण सुविधा में बिटुमेन को गर्म किया जाना चाहिए ताकि इसे समुच्चय के साथ मिश्रित किया जा सके। आवश्यक तापमान बिटुमेन और समुच्चय की विशेषताओं के आधार पर भिन्न होता है, लेकिन वार्म-मिक्स डामर | वार्म-मिक्स डामर प्रौद्योगिकियां उत्पादकों को आवश्यक तापमान को कम करने की अनुमति देती हैं।[79][19]

डामर फुटपाथ का वजन निर्माण कुल प्रकार, बिटुमेन और वायु शून्य सामग्री पर निर्भर करता है। संयुक्त राज्य में एक औसत उदाहरण लगभग 112 पाउंड प्रति वर्ग गज, प्रति इंच फुटपाथ की मोटाई है।[19]

जब डामर फुटपाथ पर रखरखाव किया जाता है, जैसे कि खराब या क्षतिग्रस्त सतह को हटाने के लिए फुटपाथ मिलिंग, हटाई गई सामग्री को नए फुटपाथ मिश्रण में प्रसंस्करण के लिए एक सुविधा में वापस किया जा सकता है। हटाई गई सामग्री में बिटुमेन को फिर से सक्रिय किया जा सकता है और नए फुटपाथ मिश्रणों में उपयोग के लिए वापस रखा जा सकता है।[80] लगभग 95% पक्की सड़कों का निर्माण या डामर से सतह बनाने के साथ,[81] प्रत्येक वर्ष पर्याप्त मात्रा में डामर फुटपाथ सामग्री का पुनः दावा किया जाता है। फेडरल हाईवे एडमिनिस्ट्रेशन और नेशनल एस्फाल्ट पेवमेंट एसोसिएशन द्वारा सालाना किए गए उद्योग सर्वेक्षणों के अनुसार, परियोजनाओं को चौड़ा करने और फिर से सतह बनाने के दौरान सड़क की सतह से हटाए गए 99% से अधिक कोलतार का नए फुटपाथ, रोडबेड्स, कंधों और तटबंधों के हिस्से के रूप में पुन: उपयोग किया जाता है। भविष्य के उपयोग के लिए भंडारित।[82] दुनिया भर के हवाई अड्डों में डामर कंक्रीट फ़र्श का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मजबूती और जल्दी से मरम्मत की क्षमता के कारण, यह मार्ग के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मैस्टिक डामर

मैस्टिक डामर एक प्रकार का डामर है जो घने वर्गीकृत डामर (डामर कंक्रीट) से भिन्न होता है जिसमें इसमें उच्च बिटुमेन (बाइंडर (सामग्री)) सामग्री होती है, जो आमतौर पर पूरे मिश्रण का लगभग 7-10% होता है, जैसा कि रोल्ड डामर कंक्रीट के विपरीत होता है। , जिसमें केवल लगभग 5% डामर है। यह थर्माप्लास्टिक पदार्थ व्यापक रूप से निर्माण उद्योग में सपाट छतों और भूमिगत टैंकिंग के लिए जलरोधक के लिए उपयोग किया जाता है। मैस्टिक डामर को तापमान पर गर्म किया जाता है 210 °C (410 °F) और एक अभेद्य बाधा बनाने के लिए परतों में फैला हुआ है 20 millimeters (0.8 inches) मोटा।

बिटुमेन इमल्शन

File:Bitumenemulsion.jpg
लेजर विवर्तन द्वारा निर्धारित 2 अलग-अलग डामर इमल्शन का आयतन-भारित कण आकार वितरण

बिटुमेन इमल्शन बिटुमेन और पानी के कोलाइडल मिश्रण हैं। दो तरल पदार्थों के अलग-अलग सतही तनाव के कारण, केवल मिलाने से स्थिर पायस नहीं बनाया जा सकता है। इसलिए, विभिन्न पायसीकारी और स्टेबलाइजर्स जोड़े जाते हैं। पायसीकारी एम्फीफिलिक अणु होते हैं जो उनके ध्रुवीय सिर समूह के आवेश में भिन्न होते हैं। वे पायस की सतह के तनाव को कम करते हैं और इस प्रकार बिटुमेन कणों को फ्यूज़ होने से रोकते हैं। इमल्सीफायर चार्ज इमल्शन के प्रकार को परिभाषित करता है: एनीओनिक (नकारात्मक चार्ज) और कैशनिक (सकारात्मक चार्ज)।[83] एक पायसीकारी की एकाग्रता बिटुमेन कणों के आकार को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है - उच्च सांद्रता छोटे बिटुमेन कणों को जन्म देती है।[83]इस प्रकार, इमल्सीफायर का बिटुमेन इमल्शन की स्थिरता, चिपचिपाहट, ब्रेकिंग स्ट्रेंथ और आसंजन पर बहुत प्रभाव पड़ता है।[83]बिटुमेन कणों का आकार आमतौर पर 0.1 और 50 माइक्रोमीटर के बीच होता है, जिसमें मुख्य अंश 1 माइक्रोग्राम और 10 माइक्रोमीटर के बीच होता है। लेजर विवर्तन तकनीकों का उपयोग कण आकार वितरण को जल्दी और आसानी से निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।[83][84] Cationic emulsifiers में मुख्य रूप से imidazolines, amido-amines और diamines जैसी लंबी-श्रृंखला वाली amines शामिल होती हैं, जो एक एसिड जोड़ने पर एक सकारात्मक चार्ज प्राप्त करती हैं।[83]ऋणायनिक पायसीकारी अक्सर लिग्निन, लंबा तेल, या NaOH जैसे आधारों के साथ सैपोनिफाइड पेड़ राल से निकाले गए फैटी एसिड होते हैं, जो एक नकारात्मक चार्ज बनाता है।[83]

बिटुमेन इमल्शन, बिटुमेन कण तलछट, एग्लोमरेट (फ्लोक्यूलेशन), या फ्यूज (जमावट) के भंडारण के दौरान, जो बिटुमेन इमल्शन की एक निश्चित अस्थिरता की ओर जाता है। यह प्रक्रिया कितनी तेजी से होती है यह बिटुमेन इमल्शन के निर्माण पर निर्भर करता है, लेकिन भंडारण की स्थिति जैसे तापमान और आर्द्रता पर भी निर्भर करता है। जब पायसीकृत कोलतार समुच्चय के संपर्क में आता है, तो पायसीकारी अपनी प्रभावशीलता खो देते हैं, पायस टूट जाता है, और एक चिपकने वाली बिटुमेन फिल्म बन जाती है जिसे 'ब्रेकिंग' कहा जाता है। बिटुमेन के कण लगभग तुरंत एक निरंतर बिटुमेन फिल्म बनाते हैं जो वाष्पित होने वाले पानी से जमा होकर और अलग हो जाती है। प्रत्येक ऐस्फाल्ट इमल्शन उतनी तेजी से प्रतिक्रिया नहीं करता है जितनी तेजी से यह समुच्चय के संपर्क में आता है। यह रैपिड-सेटिंग (आर), स्लो-सेटिंग (एसएस), और मीडियम-सेटिंग (एमएस) इमल्शन में वर्गीकरण को सक्षम बनाता है, लेकिन एक व्यक्तिगत, एप्लिकेशन-विशिष्ट फॉर्मूलेशन का अनुकूलन और आवेदन का एक विस्तृत क्षेत्र[83](1)। उदाहरण के लिए, धीरे-धीरे तोड़ने वाले इमल्शन लंबे प्रसंस्करण समय को सुनिश्चित करते हैं जो विशेष रूप से सूक्ष्म समुच्चय के लिए फायदेमंद है[83](1)।

क्वार्ट्ज-समृद्ध समुच्चय के संपर्क में आयनिक इमल्शन के लिए आसंजन समस्याओं की सूचना दी गई है। उन्हें बेहतर आसंजन प्राप्त करने वाले cationic emulsions द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। मानकीकरण द्वारा बिटुमेन इमल्शन की व्यापक रेंज अपर्याप्त रूप से कवर की गई है। जुलाई 2005 से धनायनित एस्फाल्ट इमल्शन के लिए डीआईएन एन 13808 मौजूद है। यहां, चार्ज, विस्कोसिटी और बिटुमेन के प्रकार पर विचार करते हुए अक्षरों और संख्याओं के आधार पर बिटुमेन इमल्शन का वर्गीकरण वर्णित है।[83]डामर पायस की उत्पादन प्रक्रिया बहुत जटिल है। आमतौर पर दो विधियों का उपयोग किया जाता है, कोलाइड मिल विधि और उच्च आंतरिक चरण अनुपात (HIPR) विधि।[83]कोलाइड मिल विधि में, बिटुमेन और पानी-पायसीकारी मिश्रण को जोड़कर एक रोटर एक स्टेटर के भीतर उच्च गति से चलता है। परिणामी अपरूपण बल इमल्सीफायर से लेपित 5 माइक्रोमीटर और 10 माइक्रोमीटर के बीच बिटुमेन कण उत्पन्न करते हैं।[83]उच्च आंतरिक चरण अनुपात (HIPR) विधि का उपयोग छोटे बिटुमेन कण, मोनोमोडल, संकीर्ण कण आकार वितरण और बहुत उच्च बिटुमेन सांद्रता बनाने के लिए किया जाता है। यहां, एक अत्यधिक केंद्रित बिटुमेन पायस पहले मध्यम सरगर्मी और बाद में पतला करके बनाया जाता है। कोलाइड-मिल विधि के विपरीत, जलीय चरण को गर्म बिटुमेन में पेश किया जाता है, जिससे बहुत अधिक बिटुमेन सांद्रता प्राप्त होती है।[83]

T उच्च आंतरिक चरण अनुपात (HIPR) विधि का उपयोग छोटे बिटुमेन कण, मोनोमोडल, संकीर्ण कण आकार वितरण और बहुत उच्च बिटुमेन सांद्रता बनाने के लिए किया जाता है। यहां, एक अत्यधिक केंद्रित बिटुमेन पायस पहले मध्यम सरगर्मी और बाद में पतला करके बनाया जाता है। कोलाइड-मिल विधि के विपरीत, जलीय चरण को गर्म बिटुमेन में पेश किया जाता है, जो बहुत उच्च बिटुमेन सांद्रता (1) को सक्षम करता है। वह उच्च आंतरिक चरण अनुपात (एचआईपीआर) विधि का उपयोग छोटे बिटुमेन कण, मोनोमोडल, संकीर्ण कण आकार वितरण बनाने के लिए किया जाता है। , और बहुत अधिक बिटुमेन सांद्रता। यहां, एक अत्यधिक केंद्रित बिटुमेन पायस पहले मध्यम सरगर्मी और बाद में पतला करके बनाया जाता है। कोलाइड-मिल विधि के विपरीत, जलीय चरण को गर्म बिटुमेन में पेश किया जाता है, जिससे बहुत अधिक बिटुमेन सांद्रता (1) हो जाती है।

बिटुमेन इमल्शन का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है। वे सड़क निर्माण और भवन सुरक्षा में उपयोग किए जाते हैं और मुख्य रूप से ठंडे रीसाइक्लिंग मिश्रण, चिपकने वाली कोटिंग और सतह के उपचार (1) में आवेदन शामिल करते हैं। गर्म कोलतार की तुलना में कम चिपचिपाहट के कारण, प्रसंस्करण के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यह आग और जलने के काफी कम जोखिम से जुड़ा होता है।[83]चिपसील में सड़क की सतह पर डामर पायस का छिड़काव किया जाता है, जिसके बाद कुचली हुई चट्टान, बजरी या कुचले हुए धातुमल की एक परत डाली जाती है। स्लरी सील बिटुमेन इमल्शन और महीन पिसे हुए कुल का मिश्रण है जो सड़क की सतह पर फैला होता है। गर्म-मिश्रित डामर के समान फुटपाथ बनाने के लिए कोल्ड-मिक्स्ड डामर को बिटुमेन इमल्शन से भी बनाया जा सकता है, गहराई में कई इंच, और बिटुमेन इमल्शन को कम लागत वाले फुटपाथ बनाने के लिए पुनर्नवीनीकरण हॉट-मिक्स डामर में मिश्रित किया जाता है। बिटुमेन इमल्शन आधारित तकनीकों को सड़कों के सभी वर्गों के लिए उपयोगी माना जाता है, उनका उपयोग निम्नलिखित अनुप्रयोगों में भी संभव हो सकता है: 1. भारी तस्करी वाली सड़कों के लिए डामर (पॉलीमर संशोधित इमल्शन के उपयोग के आधार पर) 2. गर्म पायस आधारित मिश्रण, उनके परिपक्वता समय और यांत्रिक गुणों दोनों में सुधार करने के लिए 3. हाफ-वार्म तकनीक, जिसमें समुच्चय को 100 डिग्री तक गर्म किया जाता है, जो गर्म डामर के समान गुणों वाले मिश्रण का उत्पादन करता है। 4. उच्च प्रदर्शन सतह ड्रेसिंग।[85]


सिंथेटिक कच्चा तेल

Main article: Synthetic crude oil
See also: Petroleum production in Canada

सिंथेटिक कच्चा तेल, जिसे सिंक्रुड के रूप में भी जाना जाता है, कनाडा में तेल रेत उत्पादन के संबंध में उपयोग की जाने वाली बिटुमेन अपग्रेडर सुविधा से उत्पादन होता है। बिटुमिनस रेत को भारी (100-टन क्षमता) बिजली के फावड़ियों का उपयोग करके खनन किया जाता है और एक उन्नयन सुविधा के लिए आंदोलन के लिए और भी बड़े (400 टन क्षमता) डंप ट्रकों में लोड किया जाता है। रेत से बिटुमेन निकालने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली प्रक्रिया मूल रूप से कार्ल क्लार्क (रसायनज्ञ) द्वारा विकसित एक गर्म पानी की प्रक्रिया है|डॉ. 1920 के दशक के दौरान अल्बर्टा विश्वविद्यालय के कार्ल क्लार्क। रेत से निष्कर्षण के बाद, बिटुमेन को अपग्रेडर में डाला जाता है जो इसे हल्के कच्चे तेल के समकक्ष में परिवर्तित करता है। यह सिंथेटिक पदार्थ पारंपरिक तेल का पाइपलाइन के माध्यम से स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त तरल है और इसे बिना किसी उपचार के पारंपरिक तेल रिफाइनरियों में खिलाया जा सकता है। 2015 तक कनाडाई बिटुमेन अपग्रेडर्स अधिक उत्पादन कर रहे थे 1 million barrels (160×10^3 m3) सिंथेटिक कच्चे तेल का प्रति दिन, जिसमें से 75% संयुक्त राज्य अमेरिका में तेल रिफाइनरियों को निर्यात किया गया था।[86] अल्बर्टा में, पांच बिटुमेन अपग्रेडर्स सिंथेटिक कच्चे तेल और कई अन्य उत्पादों का उत्पादन करते हैं: फोर्ट मैकमरे के पास सनकोर एनर्जी अपग्रेडर, अल्बर्टा सिंथेटिक कच्चे तेल और डीजल ईंधन का उत्पादन करता है; फोर्ट मैकमरे के पास सिंक्रुड कनाडा, कनाडा के प्राकृतिक संसाधन और नेक्सन अपग्रेडर्स सिंथेटिक कच्चे तेल का उत्पादन करते हैं; और एडमोंटन के पास शेल स्कॉटफोर्ड अपग्रेडर सिंथेटिक कच्चे तेल और पास के शेल ऑयल रिफाइनरी के लिए एक मध्यवर्ती फीडस्टॉक का उत्पादन करता है।[87] रेडवाटर, अलबर्टा के पास 2015 में निर्माणाधीन एक छठा अपग्रेडर, अपने आधे कच्चे बिटुमेन को सीधे डीजल ईंधन में अपग्रेड करेगा, शेष उत्पादन को फीडस्टॉक के रूप में पास के तेल रिफाइनरियों और पेट्रोकेमिकल संयंत्रों को बेचा जाएगा।[88]


गैर-उन्नत कच्चा कोलतार

See also: Western Canadian Select

रासायनिक संरचना में कनाडाई बिटुमेन वेनेज़ुएला के अतिरिक्त-भारी और मैक्सिकन भारी कच्चे तेल जैसे तेलों से काफी भिन्न नहीं होता है, और वास्तविक कठिनाई तेल पाइपलाइनों के माध्यम से रिफाइनरी तक बेहद चिपचिपा बिटुमेन ले जा रही है। कई आधुनिक तेल रिफाइनरियां बेहद परिष्कृत हैं और गैर-उन्नत कोलतार को बिना किसी प्रीप्रोसेसिंग के गैसोलीन, डीजल ईंधन और परिष्कृत डामर जैसे उत्पादों में सीधे संसाधित कर सकती हैं। यह यूएस खाड़ी तट जैसे क्षेत्रों में विशेष रूप से आम है, जहां रिफाइनरियों को वेनेजुएला और मैक्सिकन तेल को संसाधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, और यूएस मिडवेस्ट जैसे क्षेत्रों में जहां भारी तेल को संसाधित करने के लिए रिफाइनरियों का पुनर्निर्माण किया गया था क्योंकि घरेलू प्रकाश तेल उत्पादन में गिरावट आई थी। पसंद को देखते हुए, ऐसी भारी तेल रिफाइनरियां आमतौर पर सिंथेटिक तेल के बजाय बिटुमेन खरीदना पसंद करती हैं क्योंकि लागत कम होती है, और कुछ मामलों में क्योंकि वे अधिक डीजल ईंधन और कम गैसोलीन का उत्पादन करना पसंद करती हैं।[87]2015 तक कनाडाई उत्पादन और गैर-उन्नत कोलतार का निर्यात सिंथेटिक कच्चे तेल से अधिक हो गया 1.3 million barrels (210×10^3 m3) प्रति दिन, जिसमें से लगभग 65% संयुक्त राज्य अमेरिका को निर्यात किया गया था।[86]

पाइपलाइनों के माध्यम से कच्चे बिटुमेन को स्थानांतरित करने में कठिनाई के कारण, गैर-उन्नत बिटुमेन को आमतौर पर प्राकृतिक-गैस कंडेनसेट के साथ पतला कहा जाता है या सिंथेटिक कच्चे तेल के साथ, जिसे synbit कहा जाता है। हालांकि, अंतरराष्ट्रीय प्रतिस्पर्धा को पूरा करने के लिए, बहुत से गैर-उन्नत बिटुमेन को अब बिटुमेन, पारंपरिक कच्चे तेल, सिंथेटिक कच्चे तेल के कई ग्रेड के मिश्रण के रूप में बेचा जाता है, और पश्चिमी कनाडाई चयन जैसे मानकीकृत बेंचमार्क उत्पाद में घनीभूत होता है। इस खट्टा, भारी कच्चे तेल के मिश्रण को अंतरराष्ट्रीय स्तर पर विपणन वाले भारी तेलों जैसे कि मेक्सिको में पेट्रोलियम उद्योग या अरेबियन दुबई क्रूड के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए समान शोधन विशेषताओं के लिए डिज़ाइन किया गया है।[87]


रेडियोधर्मी अपशिष्ट एनकैप्सुलेशन मैट्रिक्स

बिटुमेन का उपयोग 1960 के दशक में एक जल विरोधी मैट्रिक्स के रूप में किया गया था, जिसका उद्देश्य रेडियोधर्मी कचरे जैसे कि मध्यम-गतिविधि लवण (मुख्य रूप से घुलनशील सोडियम नाइट्रेट और सोडियम सल्फेट) को समाहित करना था, जो खर्च किए गए परमाणु ईंधन या अवसादन तालाबों से रेडियोधर्मी कीचड़ के पुनर्संसाधन द्वारा उत्पादित होता है।[89][90] फ्रांस, बेल्जियम और जापान में औद्योगिक पैमाने पर परमाणु पुनर्संसाधन संयंत्रों से बिटुमिनीकृत रेडियोधर्मी कचरे का उत्पादन किया गया है, जिसमें अत्यधिक रेडियोटॉक्सिक आयनीकरण विकिरण # अल्फा कण | आग, जैसा कि जापान में टोकाई वर्क्स में बिटुमिनाइजेशन प्लांट में हुआ था)[91][92] और गहरी चट्टान संरचनाओं में उनके गहरे भूवैज्ञानिक भंडार से संबंधित दीर्घकालिक स्थिरता की समस्याएं। मुख्य समस्याओं में से एक विकिरण और पानी के संपर्क में आने वाली बिटुमेन की सूजन है। अल्फ़ा और गामा रेडिओलिसिस द्वारा उत्पन्न हाइड्रोजन गैस के बुलबुले की उपस्थिति के कारण बिटुमेन सूजन सबसे पहले विकिरण द्वारा प्रेरित होती है।[93][94] एक दूसरा तंत्र मैट्रिक्स सूजन है जब पानी या नमी के संपर्क में आने वाले एन्कैप्सुलेटेड हीड्रोस्कोपिक लवण पुनर्जलीकरण और घुलने लगते हैं। बिटुमिनाइज्ड मैट्रिक्स के अंदर छिद्र समाधान में नमक की उच्च सांद्रता तब बिटुमिनाइज्ड मैट्रिक्स के अंदर असमस प्रभाव के लिए जिम्मेदार होती है। पानी केंद्रित नमक की दिशा में चलता है, बिटुमेन एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली के रूप में कार्य करता है | अर्ध-पारगम्य झिल्ली। इससे मैट्रिक्स भी फूल जाता है। आसमाटिक प्रभाव के कारण निरंतर आयतन के तहत सूजन का दबाव 200 बार जितना अधिक हो सकता है। यदि ठीक से प्रबंधित नहीं किया जाता है, तो यह उच्च दबाव बिटुमिनयुक्त मध्यम-स्तर के कचरे की निपटान गैलरी के निकट क्षेत्र में फ्रैक्चर का कारण बन सकता है। जब बिटुमिनाइज्ड मैट्रिक्स को सूजन से बदल दिया गया है, तो एनकैप्सुलेटेड रेडियोन्यूक्लाइड्स भूजल के संपर्क से आसानी से निक्षालित हो जाते हैं और भूमंडल में छोड़ दिए जाते हैं। केंद्रित खारा समाधान की उच्च आयनिक शक्ति भी मिट्टी के मेजबान चट्टानों में रेडियोन्यूक्लाइड्स के प्रवास का पक्ष लेती है। रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील नाइट्रेट की उपस्थिति रिडॉक्स -संवेदनशील रेडियोन्यूक्लाइड्स की कमी को रोकने, ऑक्सीकरण स्थितियों की स्थापना करके मेजबान चट्टान में प्रचलित रेडॉक्स स्थितियों को भी प्रभावित कर सकती है। उनकी उच्च वैलेंस के तहत, सेलेनियम, टेक्नेटियम, यूरेनियम, नेप्टुनियम और प्लूटोनियम जैसे तत्वों के रेडियोन्यूक्लाइड्स में उच्च विलेयता होती है और अक्सर पानी में गैर-मंद आयनों के रूप में मौजूद होते हैं। यह मध्यम स्तर के बिटुमिनयुक्त कचरे के निपटान को बहुत चुनौतीपूर्ण बना देता है।

विभिन्न प्रकार के कोलतार का उपयोग किया गया है: उड़ा बिटुमेन (आंशिक रूप से आसवन के बाद उच्च तापमान पर वायु ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण, और कठिन) और प्रत्यक्ष आसवन बिटुमेन (नरम)। संतृप्त हाइड्रोकार्बन की एक उच्च सामग्री के साथ मेक्फाल्टे जैसे उड़ा बिटुमेन, प्रत्यक्ष आसवन बिटुमेन की तुलना में सूक्ष्मजीवों द्वारा अधिक आसानी से बायोडिग्रेडेड होते हैं, जिसमें संतृप्त हाइड्रोकार्बन की कम सामग्री और सुगंधित हाइड्रोकार्बन की उच्च सामग्री होती है।[95] रेडवेस्ट के कंक्रीट इनकैप्सुलेशन को वर्तमान में परमाणु उद्योग और अपशिष्ट प्रबंधन संगठनों द्वारा एक सुरक्षित विकल्प माना जाता है।

अन्य उपयोग

डामर दाद और डामर रोल छत शेष बिटुमेन खपत के अधिकांश के लिए खाते हैं। अन्य उपयोगों में मवेशी स्प्रे, बाड़-पोस्ट उपचार और कपड़ों के लिए वॉटरप्रूफिंग शामिल हैं। बिटुमेन का उपयोग जापान को काला करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से लोहे और स्टील पर इसके उपयोग के लिए जाना जाता है, और इसका उपयोग कुछ बाहरी पेंट आपूर्ति कंपनियों द्वारा पेंट और स्याही के मौसम प्रतिरोध और पेंट या स्याही की स्थायित्व को बढ़ाने के लिए भी किया जाता है, और रंग गहरा करने के लिए।[citation needed] विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान बिटुमेन का उपयोग कुछ क्षारीय बैटरियों को सील करने के लिए भी किया जाता है।

उत्पादन

File:Asphalt plant pic.jpg
डामर बनाने के लिए विशिष्ट डामर संयंत्र

1984 में लगभग 40,000,000 टन का उत्पादन किया गया था।[needs update] यह भारी (अर्थात् आसवित करने में कठिन) अंश के रूप में प्राप्त होता है। लगभग 500 °C से अधिक क्वथनांक वाली सामग्री को डामर माना जाता है। वैक्यूम आसवन इसे कच्चे तेल (जैसे नाफ्था, गैसोलीन और डीजल ईंधन) में अन्य घटकों से अलग करता है। परिणामी सामग्री को आमतौर पर स्नेहक की छोटी लेकिन मूल्यवान मात्रा निकालने के लिए और अनुप्रयोगों के अनुरूप सामग्री के गुणों को समायोजित करने के लिए आगे संसाधित किया जाता है। एक डामरीकरण इकाई में, हल्के अणुओं को निकालने के लिए एक सुपर तरल चरण में कच्चे बिटुमेन को प्रोपेन या ब्यूटेन के साथ इलाज किया जाता है, जो तब अलग हो जाते हैं। उत्पाद को फूंक कर आगे की प्रक्रिया संभव है: अर्थात् ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करना। यह कदम उत्पाद को सख्त और अधिक चिपचिपा बनाता है।[5]

File:Stealth Communications laying down asphalt over fiber-optic trench in NYC.jpg
एनवाईसी इंटरनेट प्रदाता, चुपके संचार, फाइबर-ऑप्टिक ट्रेंच पर एस्फाल्ट बिछा रहा है

बिटुमेन को आमतौर पर आसपास के तापमान पर संग्रहीत और ले जाया जाता है 150 °C (302 °F). कभी-कभी तरलता बनाए रखने के लिए शिपिंग से पहले डीजल तेल या मिट्टी का तेल मिलाया जाता है; डिलीवरी के बाद, इन हल्की सामग्रियों को मिश्रण से अलग कर दिया जाता है। इस मिश्रण को अक्सर बिटुमेन फीडस्टॉक या बीएफएस कहा जाता है। कुछ डंप ट्रक सामग्री को गर्म रखने के लिए डंप बॉडी में पाइपों के माध्यम से गर्म इंजन के निकास को रूट करते हैं। एस्फाल्ट ले जाने वाले टिप्परों के पिछले हिस्से के साथ-साथ कुछ हैंडलिंग उपकरण भी आमतौर पर रिलीज करने में सहायता के लिए भरने से पहले एक रिलीजिंग एजेंट के साथ छिड़काए जाते हैं। पर्यावरण संबंधी चिंताओं के कारण डीजल तेल अब रिलीज एजेंट के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है।

तेल रेत

Main article: Oil sands

तलछटी चट्टानों में प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला अपरिष्कृत कोलतार तेल रेत से पेट्रोलियम उत्पादन के लिए प्रमुख फीड स्टॉक है, जो वर्तमान में अल्बर्टा, कनाडा में विकास के अधीन है। कनाडा के पास 140,000 वर्ग किलोमीटर क्षेत्र में फैले प्राकृतिक कोलतार की विश्व की अधिकांश आपूर्ति है[14](इंग्लैंड से बड़ा क्षेत्र), इसे दुनिया में दूसरा सबसे बड़ा सिद्ध तेल भंडार देता है। अथाबास्का तेल रेत कनाडा में सबसे बड़ा बिटुमेन जमा है और केवल सतही खनन के लिए सुलभ है, हालांकि हाल ही में तकनीकी सफलताओं के परिणामस्वरूप इन-सीटू#पेट्रोलियम विधियों द्वारा गहरा जमा उत्पादन योग्य हो गया है। 2003 से विश्व तेल बाजार कालक्रम के कारण, बिटुमेन का उत्पादन अत्यधिक लाभदायक हो गया, लेकिन 2014 के बाद गिरावट के परिणामस्वरूप नए संयंत्रों का निर्माण करना असंवैधानिक हो गया। 2014 तक, कनाडा के कच्चे बिटुमेन उत्पादन का औसत लगभग 2.3 million barrels (370,000 m3) प्रति दिन और बढ़ने का अनुमान था 4.4 million barrels (700,000 m3) 2020 तक प्रति दिन।[15]अल्बर्टा में निकाले जा सकने वाले कच्चे कोलतार की कुल मात्रा के बारे में होने का अनुमान है 310 billion barrels (50×10^9 m3),[9]जो की दर से 4,400,000 barrels per day (700,000 m3/d) लगभग 200 वर्षों तक चलेगा।

विकल्प और बायोएस्फाल्ट

Main articles: Peak oil, Global warming, and Bioasphalt

हालांकि आर्थिक रूप से अप्रतिस्पर्धी, कोलतार को गैर-पेट्रोलियम-आधारित नवीकरणीय संसाधनों जैसे कि चीनी, गुड़ और चावल, मक्का और आलू स्टार्च से बनाया जा सकता है। प्रयुक्त मोटर ऑयल के भिन्नात्मक आसवन द्वारा अपशिष्ट पदार्थ से बिटुमेन भी बनाया जा सकता है, जिसे कभी-कभी लैंडफिल में जलाकर या डंप करके निपटाया जाता है। मोटर तेल के उपयोग से ठंडी जलवायु में समय से पहले दरार पड़ सकती है, जिसके परिणामस्वरूप सड़कों को अधिक बार फिर से बनाने की आवश्यकता होती है।[96] गैर-पेट्रोलियम-आधारित डामर बाइंडरों को हल्के रंग का बनाया जा सकता है। हल्के रंग की सड़कें सौर विकिरण से कम गर्मी को अवशोषित करती हैं, जिससे शहरी ताप द्वीप प्रभाव में उनका योगदान कम हो जाता है।[97] बिटुमेन विकल्पों का उपयोग करने वाले पार्किंग स्थल को हरी पार्किंग स्थल कहा जाता है।

अल्बानियाई जमा

सेलेनिज़ा एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला ठोस हाइड्रोकार्बन कोलतार है, जो अल्बानिया में सेलेनिस में देशी जमा में पाया जाता है, जो अभी भी उपयोग में आने वाली एकमात्र यूरोपीय डामर खदान है। कोलतार शिराओं के रूप में पाया जाता है, जो कम या ज्यादा क्षैतिज दिशा में दरारों को भरता है। बिटुमेन की मात्रा 83% से 92% (कार्बन डाइसल्फ़ाइड में घुलनशील) के बीच भिन्न होती है, जिसका प्रवेश मान शून्य के करीब होता है और एक नरम बिंदु (रिंग और बॉल) लगभग 120 °C होता है। मुख्य रूप से सिलिका अयस्क से युक्त अघुलनशील पदार्थ 8% से 17% तक होता है।

अल्बानियाई कोलतार निष्कर्षण का एक लंबा इतिहास रहा है और रोमनों द्वारा एक संगठित तरीके से इसका अभ्यास किया गया था। सदियों की चुप्पी के बाद, अल्बानियाई कोलतार का पहला उल्लेख केवल 1868 में दिखाई दिया, जब फ्रांसीसी हेनरी कोक्वांड ने अल्बानियाई कोलतार के भंडार का पहला भूवैज्ञानिक विवरण प्रकाशित किया। 1875 में, तुर्क सरकार को शोषण के अधिकार दिए गए और 1912 में, उन्हें इतालवी कंपनी सिमसा में स्थानांतरित कर दिया गया। 1945 से, अल्बानियाई सरकार द्वारा खदान का शोषण किया गया था और 2001 से आज तक, प्रबंधन एक फ्रांसीसी कंपनी के पास चला गया, जिसने औद्योगिक पैमाने पर प्राकृतिक कोलतार के निर्माण के लिए खनन प्रक्रिया का आयोजन किया।[98] आज खदान का मुख्य रूप से खुले गड्ढे वाली खदान में उपयोग किया जाता है, लेकिन कई भूमिगत खदानें (गहरी और कई किमी तक फैली हुई) अभी भी व्यवहार्य हैं। खदान में चुने गए बिटुमेन के टुकड़ों को पिघलाने के बाद, सेलेनिज़ा का उत्पादन मुख्य रूप से दानेदार रूप में किया जाता है।

सेलेनिज़ा[99] मुख्य रूप से सड़क निर्माण क्षेत्र में एक योज्य के रूप में उपयोग किया जाता है। यह viscoelastic गुण और उम्र बढ़ने के प्रतिरोध दोनों में सुधार करने के लिए पारंपरिक कोलतार के साथ मिलाया जाता है। इसे टैंकों में गर्म कोलतार के साथ मिश्रित किया जा सकता है, लेकिन इसका दानेदार रूप इसे मिक्सर में या सामान्य डामर संयंत्रों के पुनर्चक्रण रिंग में डालने की अनुमति देता है। अन्य विशिष्ट अनुप्रयोगों में फुटपाथों, पुलों, कार-पार्कों और शहरी सड़कों के साथ-साथ तेल और गैस उद्योग के लिए ड्रिलिंग द्रव योजकों के लिए मैस्टिक डामर का उत्पादन शामिल है। सेलेनिज़ा विभिन्न कण आकारों के पाउडर या दानेदार सामग्री में उपलब्ध है और इसे बोरियों या थर्मल फ़्यूज़िबल पॉलीथीन बैग में पैक किया जाता है।

पेट्रोलियम बिटुमेन की तुलना में प्राकृतिक सेलेनिज़ा के जीवन-चक्र मूल्यांकन अध्ययन से पता चला है कि ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के संदर्भ में सेलेनिज़ा का पर्यावरणीय प्रभाव तेल रिफाइनरियों में उत्पादित सड़क डामर के प्रभाव का लगभग आधा है।[100]


पुनर्चक्रण

बिटुमेन निर्माण उद्योग में आमतौर पर पुनर्नवीनीकरण सामग्री है। दो सबसे आम पुनर्नवीनीकरण सामग्री जिनमें बिटुमेन होता है, पुनः प्राप्त डामर फुटपाथ (आरएपी) और पुनः प्राप्त डामर शिंगल्स (आरएएस) हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में किसी भी अन्य सामग्री की तुलना में RAP को अधिक दर पर पुनर्नवीनीकरण किया जाता है,[101] और आमतौर पर लगभग 5-6% बिटुमेन बाइंडर होता है। डामर दाद में आमतौर पर 20-40% बिटुमेन बाइंडर होता है।[102] ऑक्सीकरण, वाष्पीकरण, रिसाव और शारीरिक सख्त होने के कारण बिटुमेन स्वाभाविक रूप से समय के साथ सख्त हो जाता है।[103] इस कारण से, पुनर्नवीनीकरण डामर को आमतौर पर कुंवारी डामर, नरम करने वाले एजेंटों और / या कायाकल्प करने वाले योजक के साथ जोड़ा जाता है ताकि इसके भौतिक और रासायनिक गुणों को बहाल किया जा सके।[104] आरएपी और आरएएस के प्रसंस्करण और प्रदर्शन के बारे में जानकारी के लिए डामर कंक्रीट#रीसाइक्लिंग देखें।

विभिन्न प्रकार के आरएएस और संबंधित स्वास्थ्य और सुरक्षा संबंधी चिंताओं के बारे में जानकारी के लिए डामर शिंगल#निपटान और पुनर्चक्रण देखें।

फुटपाथों और सड़कों को बहाल करने के लिए उपयोग की जाने वाली इन-प्लेस रीसाइक्लिंग विधियों के बारे में जानकारी के लिए, सड़क की सतह#रीसाइक्लिंग देखें।

अर्थशास्त्र

हालांकि बिटुमेन आम तौर पर फुटपाथ मिश्रण का केवल 4 से 5 प्रतिशत (वजन से) बनाता है, फुटपाथ के बाइंडर के रूप में, यह सड़क-फ़र्श सामग्री की लागत का सबसे महंगा हिस्सा भी है।[19]

आधुनिक फ़र्श में बिटुमेन के शुरुआती उपयोग के दौरान, तेल रिफाइनर ने इसे दूर कर दिया। हालाँकि, बिटुमेन आज अत्यधिक कारोबार वाली वस्तु है। 21वीं सदी की शुरुआत में इसकी कीमतों में काफी बढ़ोतरी हुई थी। अमेरिकी सरकार की एक रिपोर्ट कहती है:

2002 में डामर लगभग $160 प्रति टन में बिका। 2006 के अंत तक, लागत दोगुनी होकर लगभग $320 प्रति टन हो गई थी, और फिर यह 2012 में लगभग दोगुनी होकर लगभग $610 प्रति टन हो गई।[19]

रिपोर्ट बताती है कि औसतन 1-मील (1.6-किलोमीटर)-लम्बे, चार-लेन राजमार्ग में 300 टन डामर शामिल होगा, जिसकी लागत 2002 में लगभग 48,000 डॉलर होगी। 2006 तक यह बढ़कर 96,000 डॉलर और 2012 तक 183,000 डॉलर हो जाएगा... केवल 10 वर्षों में राजमार्ग के प्रत्येक मील के लिए लगभग 135,000 डॉलर की वृद्धि।[19]


स्वास्थ्य और सुरक्षा

File:Asfaltna baza Ivanovec.1.jpg
गर्म समुच्चय के लिए डामर मिक्सिंग प्लांट

लोगों को कार्यस्थल में धुएं में सांस लेने या त्वचा के अवशोषण से कोलतार के संपर्क में लाया जा सकता है। व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य के लिए राष्ट्रीय संस्थान (NIOSH) ने 5 mg/m की अनुशंसित जोखिम सीमा निर्धारित की है3 15 मिनट की अवधि में।[105]

बिटुमेन मूल रूप से एक अक्रिय सामग्री है जिसे उस बिंदु तक गरम या पतला किया जाना चाहिए जहां यह फ़र्श, छत और अन्य अनुप्रयोगों के लिए सामग्री के उत्पादन के लिए व्यावहारिक हो जाता है। बिटुमेन से जुड़े संभावित स्वास्थ्य खतरों की जांच में, अंतरराष्ट्रीय कैंसर अनुसंधान संस्था (आईएआरसी) ने निर्धारित किया कि यह अनुप्रयोग पैरामीटर हैं, मुख्य रूप से तापमान, जो व्यावसायिक जोखिम और बिटुमेन उत्सर्जन के संभावित जैवउपलब्ध कासीनजन खतरे/जोखिम को प्रभावित करते हैं।[106] विशेष रूप से, 199 डिग्री सेल्सियस (390 डिग्री फ़ारेनहाइट) से अधिक तापमान, बिटुमेन को कम तापमान पर गर्म करने की तुलना में अधिक जोखिम जोखिम पैदा करने के लिए दिखाया गया था, जैसे कि आम तौर पर डामर फुटपाथ मिश्रण उत्पादन और प्लेसमेंट में उपयोग किया जाता है।[107] IARC ने डामर के धुएं को IARC ग्रुप 2B कार्सिनोजेन्स संभावित कार्सिनोजेन्स की सूची के रूप में वर्गीकृत किया है, जो मनुष्यों में कार्सिनोजेनसिटी के अपर्याप्त सबूत का संकेत देता है।[106]

2020 में, वैज्ञानिकों ने बताया कि बिटुमेन वर्तमान में शहरी क्षेत्रों में वायु प्रदूषण का एक महत्वपूर्ण और बड़े पैमाने पर अनदेखा स्रोत है, विशेष रूप से गर्म और धूप की अवधि के दौरान।[108][109] हिमालय में पाया जाने वाला एक कोलतार जैसा पदार्थ और जिसे शिलाजीत के रूप में जाना जाता है, कभी-कभी आयुर्वेद औषधि के रूप में प्रयोग किया जाता है, लेकिन वास्तव में यह राल, राल या कोलतार नहीं है।[110]


यह भी देखें

टिप्पणियाँ

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स्रोत

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