Органические битумные вяжущие и материалы на их основе

В зависимости от способа получения битумы, состоящие из высокомолекулярных углеводородов и их производных, подразделяют на природные – продукт естественного окисления нефти, и искусственные, полученные глубокой переработкой нефти на заводе. Вследствие специфики состава битумы обладают черным цветом, абсолютной низкой плотностью, гидрофобностью, водостойкостью, водонепроницаемостью, химической стойкостью. Механические свойства битумов зависят от температуры окружающего воздуха. При отрицательной температуре относительно пластичные, аморфные материалы приобретают хрупкость, при нагревании наблюдается размягчение и постепенный переход в вязкопластичное состояние. Все превращения происходят без изменения состава и свойств, поэтому битумы относятся к термопластичным материалам. На этом свойстве основана не только технология получения рулонных, мастичных и асфальтобетонных материалов, но и технология производства строительных работ. В тоже время низкую термостойкость необходимо учитывать при использовании битумосодержащих материалов в качестве кровельных, дорожных, эксплуатация которых связана с действием солнечных лучей и нагревом поверхности до 70ºС. Для обеспечения заданных эксплуатационных свойств в составы вводят минеральные и полимерные добавки, а также выполняют защитные покрытия из минеральных зерен определенной фракции.

Используя свойство битумов растворяться в органических растворителях, получают красочные составы, как правило, антикоррозионного назначения. Однако эта способность ограничивает применение асфальтобетонных смесей при выполнении полов в цехах, работающих в условиях действия растворителей. К отрицательным свойствам этих органических материалов можно отнести горючесть, токсичность продуктов горения, процесс старения, особенно на воздухе при смене температуры и действии ультрафиолетовых лучей. Огнестойкость изделий повышают за счет дополнительного введения армирующих волокнистых (стеклоткань, базальтовые и стеклянные нити) или тонкомолотых (песок, шлак) материалов минерального происхождения. Процесс старения, который сопровождается изменением вещественного состава, повышением хрупкости замедляют специальными добавками – оксидантами.

Качество и марку битума определяют по трем основным показателям: температуре размягчения, твердости и растяжимости. В зависимости от величины этих показателей битумы классифицируют по назначению на строительный (БН 90/10), кровельный (БНК 90/40) и дорожный (БНД 130/220). Цифровые значения в первых двух показывают температуру размягчения и твердость (вязкость) в градусах, в третьем – интервал вязкости в градусах.

На основании комплекса вышеперечисленных свойств в строительстве битум применяют при производстве антикоррозионных, кровельных, гидроизоляционных, герметизирующих материалов, а также при выполнении дорожных покрытий и полов на промышленных предприятиях. Гидроизоляционные и кровельные материалы, отличающиеся временем контакта с водой, выпускают в виде основных и безосновных рулонных изделий, мастичных, асфальторастворных и асфальтобетонных составов. В качестве основы используют специально пропитанный картон, стекло-сетку, стеклоткань, а также нетканые рулонные полимерные полиэфирные материалы. Для обеспечения водостойкости, водонепроницаемости их покрывают битумными или битумно-полимерными мастичными составами. Лицевую поверхность защищают минеральными материалами разной степени измельчения. Качество рулонных материалов определяют по гибкости при минимальной температуре эксплуатации, теплостойкости, прочности на разрыв, водопоглощению и водонепроницаемости.

Мастичные смеси, пластичность которых обеспечивают нагреванием (горячие) или введением растворителей (холодные), содержат кроме связующего: простого (битума) или многокомпонентного (битумно-полимерного), наполнители, повышающие термостойкость, уменьшающие деформации при отверждении, и добавки, корректирующие эксплуатационные свойства. С целью повышения безопасности работы все большее распространение приобретают мастичные составы на основе битумной водной эмульсии, получаемой методом механического тонкого измельчения битума в воде. Качество мастик оценивают по тем же показателям, что и битумы.

Асфальторастворные и асфальтобетонные смеси содержат наполнитель, песок, а в случае бетона – крупный заполнитель (гравий, щебень), обеспечивающие жесткость и термостойкость покрытию. Эти составы используют для выполнения плоских кровель общественных зданий, тротуаров, дорог и аэродромных покрытий. В зависимости от температуры укладки они могут быть холодные на основе битумной эмульсии, теплые (до 70ºС) и горячие (до 120ºС). Качество асфальтового покрытия оценивают по прочности при температуре 0, 20 и 50ºС, износостойкости, водостойкости и атмосферостойкости.

Герметизирующие материалы предназначены для заполнения швов в трубах, дорожных покрытиях, между стеновыми панелями в качестве уплотнителей дверей и окон. С этой целью применяют жгуты, шнуры, отверждаемые и неотверждаемые мастики.

Их упругость, герметичность достигаются введением в состав тонкоизмельченных отходов резины, синтетических каучуков.

Применение материалов на основе битума представлено в табл. 2.2.

Таблица 2.2