Состав, свойства и основные виды органических вяжущих веществ

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И МАТЕРИАЛЫ НА ИХ ОСНОВЕ

Органические вяжущие вещества представляют собой природные или искусственные, жидкие или твердые про­дукты — смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных, изменяющие свои физи­ко-механические свойства в зависимости от температуры. При ее увеличении постепенно повышается пластичность органических вяжущих и они переходят в вязко-текучее состояние, при понижении температуры—пластичность теряется и вещества становятся хрупкими.

Органические вяжущие вещества в строительстве ис­пользуются для приготовления асфальтовых бетонов, производства кровельных, гидро- и пароизоляционных материалов, гидроизоляционных и дорожных мастик, эмульсий, паст и др. Широкое применение органических вяжущих веществ в строительстве обусловлено хорошей их сцепляемостью с твердыми материалами, высокой во­донепроницаемостью, устойчивостью против атмосфер­ных воздействий. Однако под действием солнечных лу­чей и кислорода происходит изменение их химического состава, а следовательно, и свойств, т. е. «старение».

К органическим вяжущим веществам относятся би-тумы и дегти.

Битумы — это твердые, полутвердые или жидкие природные или искусственные вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов и примесей.

Природные битумы представляют собой твердую, вязкую или вязкопластичную разновидность нефти. Они встречаются в виде самостоятельных отложений или про­питывают пористые породы (доломиты, песчаники, слан­цы, известняки). Для извлечения из горных пород их вы­варивают в котлах или при помощи органических раст­ворителей. При содержании битума в породе до 2—3 % его перемалывают в порошок и применяют в качестве компоненты асфальтобетона.

Природные битумы с содержанием минеральных при­месей свыше 20 % по массе принято называть при­родными асфальтами, а без минеральных при­месей— асфальтитами.

Перспективным является применение природных би-тумов в качестве энергетического сырья для получения синтетической нефти, а также серы, ванадия, никеля, германия, урана, кобальта и др.

Искусственные битумы получают в процессе перера­ботки нефти или остаточных нефтепродуктов. Такие би­тумы называются нефтяными. В зависимости от техно­логии производства они подразделяются на остаточ­ные (получаемые после отбора масел из гудронов), окисленные (получаемые продувкой воздухом гуд­ронов), крекинговые (получаемые окислением кре­кинг-остатков), экстракт ные (продукты обработки гудрона слабыми растворителями) и кислотные (про­дукты обработки гудрона серной кислотой).

Основными качественными характеристиками биту-мов являются вязкость (определяемая при 25 и 60 °С), пластичность, температуры размягчения, хрупкости и вспышки, интервал между температурами хрупкости и размягчения (температурный рабочий интервал). Эти характеристики определяют марку битумов.

Дегти, как и битумы, состоят из смеси высокомоле­кулярных углеводородов и их соединений с серой, кис­лородом и азотом. Они представляют собой вязкие жид­кости черного или бурого цвета и в зависимости от ис­ходного сырья подразделяются на каменноугольные, тор­фяные, сланцевые и древесные.

Наибольшее применение в строительстве имеют ка­менноугольные дегти. В зависимости от технологии полу­чения их разделяют на сыр ы е, или отогнанные (побочный продукт коксования каменных углей), со­ставленные (получаемые сплавлением каменно­угольного пека, антраценового масла или сырого дегтя) и газовые (побочный продукт получения светильно­го газа).

В зависимости от температуры коксования сырые дег­ти подразделяются на высокотемпературные (получа­ют при 900—1100°С) и низкотемпературные (500— 700°С).

Дегти по сравнению с битумами имеют меньшую теп­лостойкость и атмосфероустойчивость, но лучшую адге-зию и гнилостойкость.

Ассортимент органических вяжущих веществ

Битумы нефтяные выпускаются твердые, полутвер­дые и жидкие, а. по назначению— строительные, кровель­ные и дорожные.

Битумы нефтяные строительные (ГОСТ 6617—76) выпускаются марок БН-50/50, БН-70/30 и БН-90/10.

Битумы нефтяные кровельные (ГОСТ 9548—74) вы­пускаются пропиточные (для пропитки картона, стекло­ткани и др.) марки БНК-45/180 и покровные марок БНК-90/40 и БНК-90/30.

Битумы нефтяные дорожные применяются для строи­тельства дорожных оснований и покрытий и выпускают­ся жидкие и твердые. Жидкие дорожные битумы (ГОСТ 11955—82) выпускаются марок БГ-25/40, БГ-40/70, БГ-70У130, СГ-25/40, СГ-40/70, СГ-70/130, СГ-130/200, МГ-25/40, МГ-70/130 и МГ-130/200, твердые дорожные битумы—марок БНД-130/200, БНД-90/130, БНД-60/90 и БНД-40/60.

В обозначении марок: Б — битум, Н — нефтяной, К — кровельный, БГ — быстрогустеющий, СГ — густеющий со средней скоростью, МГ — медленно густеющий, Д — до­рожный. Цифры в маркировке указывают на температу­ру размягчения, °С (числитель), и твердость (знамена­тель). Твердость битумов определяется глубиной проник­новения иглы (мм) в битум при температуре 25 °С. Для дорожных битумов, выпускаемых в жидком виде, цифро­вая часть маркировки указывает на условную вязкость, определяемую при температуре 60 °С.

Каменноугольные дегти выпускаются 16 марок, в том числе 8 марок сырых (Д1... Д8) и 8 марок составленных (ДС-1,...,Д8). Марки дегтей отличаются вязкостью, фрак­ционным составом, температурой размягчения пека и др. Чем больше вязкость, тем выше цифры в маркировке.

Кроме битумов и дегтей выпускаются составленные органические вяжущие вещества — битумно-дегтевые, битумно-резиновые и битумно-дегтево-полимерные.

Битумно-дегтевые вяжущие получают смешиванием битума с дегтем или с дегтевыми продуктами (пеком, дегтевым маслом). Наиболе распространенным материа­лом данной группы является гудрокам, получаемый окис­лением нефтяного гудрона и антраценового масла. Гуд-рокам более эластичен при отрицательных температу­рах, чем битум.

Битумно-резиновые вяжущие получают введением в битум каучука или дробленой резины. Эти вяжущие от­личаются повышенной теплостойкостью и большей ус­тойчивостью к старению.

Битумно-дегтево-полимерные вяжущие изготавлива­ют путем смешивания органических вяжущих с каучу­ком или другими высокомолекулярными веществами. Та­кие материалы значительно превосходят органические вяжущие вещества по химической стойкости, водонепро­ницаемости, пластичности и др.

Материалы и изделия на основе органических Г "7 L^ вяжущих веществ

На основе органических вяжущих веществ получают различные растворы, эмульсии, мастики, лаки, эмали, краски, штукатурки, бетоны, а также рулонные и листо­вые материалы.

Растворы — высокодисперсные системы, состоящие из растворителя и органического вяжущего. Их применяют для огрунтовок оснований под гидро- и пароизоляцион-ные ковры мастичных кровель, а также для приготовле­ния мастик. Растворы наносят кистью или распылителем.

Эмульсии —дисперсные системы, состоящие из воды, органического вяжущего вещества и эмульгаторов. Они применяются для создания гидро- и пароизоляционных покрытий в качестве основания под гидроизоляцию и ру­лонные материалы, а также как добавка, повышающая водонепроницаемость и коррозионную стойкость бетонов.

Эмульсии негорючи. Их можно наносить на влажную поверхность. Однако при температуре ниже 10 °С они дол­го высыхают, а при отрицательных температурах — за­мерзают.

Маркировка эмульсий буквенно-цифровая. Напри­мер, ЭБЛ-Х-100, где Э—эмульсия, Б—битумная, Л— латексная, Х — холодная (используется в холодном со­стоянии), цифра (100) —теплостойкость, °С.

Разновидностью эмульсий являются пасты. Они от­личаются тем, что эмульгатор, входящий в их состав,— тонкодисперсные минеральные порошки (известь, моло­тый трепел, глины), придающие им пастообразное сос­тояние. Пасты обладают высокой стойкостью к атмос­ферным воздействиям, химической стойкостью, водо-, газо- и воздухонепроницаемостью. Применяются для на-

?55

несения защитных покрытий, уплотнения стыков кровли, изготовления мастик и др.

Мастики —это пластичные гидроизоляционные мате­риалы, получаемые диспергированием органических вя­жущих веществ, растворителей (лигроин, керосин, соля­ровое масло) и наполнителей (асбест, минераловата, по­рошки известняков, доломита, кварца, кирпича, талька и др.).

По способу применения мастики подразделяются на горячие (укладываются разогретыми до температуры 130—180 °С) и холодные (укладываются без подогрева или с подогревом до 60—70 °С при температуре окружаю­щего воздуха ниже 5 °С).

В зависимости от применяемого вяжущего различа­ют мастики битумные, дегтевые, битумно-дегтевые, гуд-рокамовые, битумно- и дегтеполимерные и др., а по на­значению — приклеивающие (для приклеивания кро­вельных и гидроизоляционных покрытий из рулонных материалов), кровельно-гидроизоляционные, гидроизоля­ционные асфальтовые и уплотнительные.

Маркировка мастик буквенно-цифровая. Например, МБК-Х-85; МБК-Г-65, где М — мастика, Б — битумная, К—кровельная, Х—холодная, Г—горячая, цифра— теплостойкость, °С.

Особую группу составляют эластичные полимеризу-ющиеся или вулканизирующиеся после укладки мастики (герметики). Они подразделяются на уплотняющие (изол Г-М, УМ-40) и защитные (тиоколовые герметики ГС-1, У-ЗОМ, У-ЗОС и др.).

Лаки, эмали и краски на основе органических вяжу­щих веществ применяются для защиты поверхностей строительных конструкций от воздействия слабоагрессив­ных газов, в качестве водостойких покрытий (битумно-дивинилацетатные лаки), кислотостойких покрытий (с добавками растительных масел и антисептиков). Они дешевые, однако подвержены разрушению вследствие атмосферных воздействий.

Штукатурки и бетоны на основе органических вяжу­щих веществ представляют собой смесь битума или дег­тя и минеральных заполнителей (песка, щебня, гравия).

Асфальтобетоны изготавливают на основе битума. В зависимости от температуры укладки они выпускают­ся горячие и холодные, по крупности заполнителя — крупно-, средне-, мелкозернистые и песчаные, по струк-

туре—плотные и крупнопористые, а по назначений—­дорожные, аэродромные, промышленные и декоративные.

Дегтебетон изготавливают на основе дегтей марок Д-5,...,Д-8. В отличие от асфальтобетона он менее изно­состоек, водоустойчив и теплостоек, а поэтому применя­ется для ремонта и строительства дорожных покрытий третьей категории.

Асфальтовая штукатурка используется для защиты подземных и гидротехнических сооружений, градирень, туннелей метрополитена и других сооружений, кроме контактирующих с агрессивными грунтовыми водами.

Рулонные и листовые материалы на основе органи­ческих вяжущих веществ более дешевы, отличаются лег­костью и хорошими защитными свойствами. Однако они быстро разрушаются под воздействием солнечного света, кислорода, низких температур и агрессивных газов. Вы­пускаются основные (получаемые пропиткой картона, стеклоткани или других материалов и последующим по­крытием органическими вяжущими) и безосновные ру­лонные и листовые материалы. К. основным материалам относятся пергамин, рубероид, стеклорубероид, гидро-изол, стеклоизол, стеклобит, фольгоизол, толь и др., к безосновным—изол, бризол, битумо-полимерный мате­риал и др.

Пергамин получают пропиткой кровельного картона легкоплавкими битумами и применяют в качестве под­кладочного материала под рубероид, а также для паро-изоляции. Он выпускается марок П-300 и П-350, где цифра — масса 1 м² сухого картона, г.

Рубероид получают пропиткой кровельного картона расплавленными битумами с последующим двусторон­ним покрытием тугоплавкими битумами и минеральной посыпкой. Он используется в качестве кровельного ма­териала и выпускается марок РКК-500А, РКК-400А, РКК-400Б, РКК-400В, РКМ-350Б, РКМ-350В, РПМ-ЗООА, РПМ-ЗООБ, РПМ-ЗООВ, РПП-350Б, РПП-350В, РПП-ЗООА. РПП-ЗООБ, РПП-ЗООВ, РКЧ-350В, где Р — рубероид, КК; КМ и КЧ — кровельный с крупной, мелкой или че­шуйчатой посыпкой; ПМ и ПП — подкладочный с мел­козернистой или пылевидной посыпкой, цифра—масса 1 м² картона, г; А, Б и В — марка картона.

Стеклорубероид получают двусторонным нанесени­ем битума и минеральной посыпки на стекловолокнис-тый холст. Он выпускается марок С-РК. (кровельный с

Крупнозернистой гюсыпкой), С-РЧ (кровельный с чешуй­чатой посыпкой) и С-РМ (гидроизоляционный с мелкой и пылевидной посыпкой) и отличается прочностью и дол­говечностью.

Гидроизол изготавливают пропиткой битумами асбес­товой бумаги. Он не гниет и не сгорает. Выпускается ма­рок ГИ-Г (для гидроизоляции и антикоррозионной за­щиты металлических трубопроводов, используемых при температуре до 40 °С) и ГИ-К. (для гидроизоляции плос­ких кровель).

Стеклоизол получают путем двустороннего нанесения на стеклохолст битумно-резиновой смеси. Он применяет­ся для оклеечной гидроизоляции подземных и гидротех­нических сооружений.

Стеклобит изготавливают покрытием стеклосетки утолщенным до 4 мм слоем битумно-резиновой мастики и применяют для уплотнения швов и перекрытия трещин.

Фольгоизол— это материал, состоящий из алюминие­вой фольги, покрытой с нижней стороны резино-битум-ным или полимербитумным вяжущим веществом, сме­шанным с минеральным наполнителем и антисептиком. Он выпускается кровельный и гидроизоляционный.

Толь выпускается кровельный, гидроизоляционный и беспокровный. В качестве его основы используется кар­тон, а органическое вяжущее — дегтепродукты. Толь кро­вельный изготавливают марки ТК.П-350, ТК.П-400, ТКК-350, ТКК-400 и ТКК-420 и применяется для верхне­го и нижнего слоев кровельного ковра. Толь гидроизоля­ционный (ТГ-300 и ТГ-350) применяют для гидроизоля­ции и в качестве нижнего слоя кровельного крова. Толь беспокровный (ТК-350 и ТГ-300) применяют для паро-изоляции и в качестве подкладочного материала под толь кровельный.

Изол — резинобитумный материал, применяемый для оклеечной изоляции подземных сооружений. Он облада­ет биостойкостью, эластичностью, водонепроницаемос­тью в интервале температур от —30 до +150 °С и вы­пускается марок И-БД (без полимерных добавок) И-ПД (с полимерными добавками).

Бризол — материал, состоящий из битума, дробленой утильной резины, асбеста и пластификаторов. Его приме­няют для защиты подземных стальных трубопроводов, гидроизоляции подземных сооружений и выпускают ма­рок Бр-С (средней прочности, эксплуатируемый при тем-

пературах от —5 до +30 °С) и Бр-П (повышенной проч­ности, эксплуатируемой при температурах от —5 до +45 °С).

Битумно-полимерный материал изготовливается из смеси битума, полиизобутилена, фенолоформальдегид-ной смолы и наполнителей, в качестве которых использу­ют асбест и тальк. Он отличается химической и биостой­костью, водонепроницаемостью, долговечностью и при­меняется для паро- и гидроизоляции тоннелей, плотин, металлических трубопроводов и др. Выпускается марок ГМП-4, ГМП-6, ГМП-8, ГМП-10 и ГМП-12, где цифра-процентное содержание полиизобутилена.

Дата добавления: 2014-01-11