Smoły z węgla kamiennego

Przy ogrzewaniu węgla bez dostępu powietrza, czyli tzw. suchej destylacji, otrzymuje się koks, gaz, a jako produkt uboczny — smołę surową. Smoła surowa zawiera szereg lżejszych i cięższych olejów, pak oraz wodę. Woda i lżejsze oleje lotne są w smole przeznaczonej do celów budowlanych i drogowych składnikami szkodliwymi (program uprawnienia budowlane na komputer).

Obecność wody wywołuje burzenie się smoły przy podgrzewaniu i obniża odporność na działanie czynników atmosferycznych. Znaczniejsza ilość olejów lotnych przyczynia się do powstawania porów w pokryciach dachowych lub nawierzchniach drogowych, a następnie do pękania i kruszenia.

Smoła surowa jest przy +20°C gęstą cieczą o barwie od ciemnobrązowej do czarnej. Jej ciężar właściwy wynosi 1,l - l,25. Smołę surową uzyskuje się w skali przemysłowej przy przeróbce węgla na koks i gaz świetlny. Przy destylacji smoły surowej ulatnia się najpierw woda, a następnie oleje lekkie, jak benzen, ksylen, toluen i ich pochodne (do 170°C), potem oleje średnie zawierające przeważną część naftalenu i fenole (170-b270°C), dalej olej ciężki (270H-300°C), wreszcie tzw. olej antracenowy (300-350°C).

Jako pozostałość podestylacyjną otrzymuje się pak. Pak jest ciałem stałym lub półpłynnym, topliwym, barwy od ciemnobrązowej do czarnej, co wywołane jest dużą zawartością wolnego węgla (30-7-35%). Przełom paku jest muszlowy. Pak wykazuje wysoką plastyczność pod działaniem sił działających powoli i stopniowo, natomiast jest kruchy przy działaniu sił dynamicznych (uderzenia, wstrząsy).

Paki wykazują niską higroskopijność (sorpcję wilgoci) i wysoką odporność na działanie kwasów i soli. Ujemną właściwością paku jest tzw. „starzenie się”, tj. utrata plastyczności i obniżenie lepkości pod wpływem działania czasu i czynników atmosferycznych. Pod względem właściwości fizycznych paki są zbliżone do asfaltów.

Ciężar właściwy paku

Ciężar właściwy paku wynosi 1,25-7-1,33. Temperatura mięknienia wg metody Kramera-Sarnowa wynosi dla paku miękkiego 40-=-60°C, dla średnio twardego 60-H75°C, dla twardego powyżej 75 °C. Pak miękki ma zastosowanie do lepików, średnio twardy do smół budowlanych i drogowych oraz do wyrobu pap, twardy do lakierów itp. Smoły te otrzymuje się ze smoły surowej zasadniczo dwiema metodami (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Smołę preparowaną uzyskuje się ze zmieszania w odpowiedniej proporcji paku i niektórych olejów średnich i ciężkich oraz oleju antracenowego, otrzymanych uprzednio przy destylacji smoły surowej. Smołę destylowaną uzyskuje się przez oddzielenie od smoły surowej wody i lżejszych olejów za pomocą destylacji do około 250°C. Smoła destylowana jest zwykle gorsza od preparowanej, gdyż ilości składowych olejów nie są w niej dobrane według potrzebnej proporcji oraz nie są oddzielone niektóre niepożądane składniki. Smoły stabilizowane są to smoły destylowane lub preparowane zmieszane na gorąco z asfaltem, którego zawartość wynosi 15-f-20% (uprawnienia budowlane). Domieszka asfaltu uszlachetnia smołę, powstrzymując jej „starzenie się”, polegające na zanikaniu z biegiem czasu właściwości plastycznych i kruszeniu się. Asfalt przeciwdziała odparowaniu składników oleistych, uodparnia na wypłukujące działanie wody i uplastycznia pak.

Dobrą mieszankę smół z asfaltami można otrzymać tylko po przeprowadzeniu odpowiednich badań i prac laboratoryjnych. Smoła do smarowania dachów, preparowana lub destylowana, powinna być płynna w temperaturze 20 °C i odporna na działanie wody. Ciężar właściwy w temperaturze 25°C wynosi l,08-f-l,22. Powierzchnia smoły zagrzanej rozprowadzonej cienką warstwą na płytce szklanej powinna mieć barwę ciemnobrunatną, jednolitą bez grudek (program egzamin ustny).

Smoła nie powinna zawierać wody więcej niż 1%, naftalenu (z frakcji do 270°C) nie więcej niż 5%, składników kwaśnych (z frakcji do 270°C) nie więcej niż 5%, popiołu nie więcej niż 1%. Inne wymagania podane są w PN/C-97008. Lepiki smołowe określone są w normie PN-54/C-97009. Porównując właściwości smół i asfaltów należy stwierdzić, że smoły wykazują mniejszą odporność na działanie czynników atmosferycznych, gdyż ulatniające się ze smoły lotniejsze oleje smołowe powodują, iż smoły tracą z biegiem czasu swe właściwości plastyczne, stają się kruche i łamliwe (opinie o programie). Zjawisko to popularnie zwane „starzeniem się” smoły zachodzi zwłaszcza w miejscach, gdzie powierzchnia izolowana smołą jest bezpośrednio narażona na działanie czynników atmosferycznych. Smoły wykazują także mniejszą niż asfalty odporność na działanie kwasów i ługów. Również zmiana właściwości plastycznych wraz ze zmianą temperatury przebiega w smołach znacznie szybciej niż w asfaltach. Widać więc z tego, że smoły jako surowiec do produkcji materiałów izolacyjnych są w zasadzie materiałem gorszym niż asfalty.

Niemniej jednak należy mieć na uwadze, że dobra smoła może być znacznie lepszym materiałem od złego asfaltu. Smołę drzewną otrzymuje się przez suchą destylację odpadków drewna, głównie iglastego. Surowa smoła drzewna zawiera znaczną ilość wody, kwasu octowego i fenoli, które są składnikami szkodliwymi. Powinna być więc oddestylowana przy temperaturze do 300°C lub preparowana przed użyciem do celów budowlanych i drogowych (segregator aktów prawnych). Smoła drzewna nie łączy się z asfaltami i zawiera więcej składników nietrwałych niż smoła z węgla kamiennego, dlatego też uważana jest za materiał o gorszych właściwościach i nie jest zalecana do celów izolacyjnych i drogowych.

Smoła z drzew iglastych ma zastosowanie w budownictwie wiejskim jako słaby środek ochrony drewna przed grzybem. Ze smoły z drzew liściastych produkuje się przez oddestylowanie oleje mające zastosowanie do środków grzybobójczych (promocja 3 w 1).