Битумы и материалы на основе битумов
Органические вяжущие – сложные коллоидные смолы. К битумным материалам относятся: • Природные битумы – вязкие жидкости или твердообразные вещества, состоящие из смеси углеводородов и их неметаллических производных: серы, азота кислорода и т. д. • Природные битумы получились в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти. • Природные битумы встречаются в местах нефтяных месторождений. Однако в чистом виде встречаются редко, чаще они пронизывают осадочные горные породы. • Асфальтовые породы – пористые горные породы (известняки, доломиты, песчаники, глины, пески), пропитанные битумом. Из этих пород извлекают битум или их размалывают и применяют в виде асфальтового порошка.
• Нефтяные (искусственные) битумы, получаемые переработкой нефтяного сырья. В зависимости от технологии производства битумы могут быть: • остаточные, получаемые из гудрона путем дальнейшего отбора их него масел; • окисленные, получаемые окислением гудрона в специальных аппаратах (продувка воздухом); • крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти. • Органические вещества наибольшее применение получили в промышленно-гражданском, гидротехническом, дорожном строительстве в виде кровельных, гидроизоляционных и уплотняющих материалов – асфальтобетона, асфальтораствора. • Органические вяжущие хорошо совмещаются с резиной и полимерами, что позволяет значительно улучшить качество битумных материалов.
Состав и свойства битума Углеводороды, молекулы которых можно разделить на элементарные звенья. Битумы состоят из полимеров. Молекулярная масса от 400 до 1000, определяет свойства битумов, зависит от степени полимеризации. Групповой состав битума: 1. Масла (жидкие углеводороды), плотность <1, 0 г/см 3, растворяются в бензине, от них зависит текучесть битумов. 2. Смолы, плотность приблизительно 1, 0 г/см 3, растворяются в бензоле, от них зависит способность к пластичным деформациям. 3. Асфальтены (основная часть битума) >1, 0 г/см 3, растворяются в хлороформе. 4. Карбены и карбоиды (нерастворимые) < 1% в битуме. 5. Асфальтогеновые кислоты – растворяются в спирте. Поверхностно-активные вещества. От них зависит свойство битума как связующего вещества.
Дисперсная система, которая состоит из твердых и жидких компонентов. Дисперсионная фаза – компонент в большом количестве. Остальное – дисперсная фаза. Свойства битума, как дисперсной системы, определяются соотношением входящих в него составных частей: масел, смол и асфальтенов. Повышение содержания асфальтенов и смол влечет за собой возрастание твердости, температуры размягчения и хрупкости битума Наоборот, масла, частично растворяющие смолы, делают битум мягким и легкоплавким. Снижение молекулярной массы масел и смол также повышает пластичность битума.
Структура битума Битум состоит из мицелл (комплексных частиц). Группы углеводородов, входя в состав битумов в различных соотношениях и образуя сложную дисперсную систему, предопределяет их структуру и свойства. Если в дисперсной системе имеется избыток дисперсной среды, то мицеллы не контактируют между собой свободно перемещаясь. Эта структура характерна для жидких битумов при нормальной температуре и для вязких битумов при повышенных температурах. При большом количестве мицелл они контактируют между собой, образуя пространственную сетку. Такая структура характеризуется высокой вязкостью и твердостью при высокой температуре.
Свойства битумов Физические свойства органических и неорганических вяжущих веществ на их основе, различны. Для органических веществ в отличие от минеральных характерны гидрофобность, атмосферостойкость, растворимость в органических растворителях, повышенная деформативность, способность размягчаться при нагревании вплоть до полного расплавления. Эти свойства обусловили применение органических вяжущих для производства кровельных, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов, а также их широкое распространение в гидротехническом и дорожном строительстве. Физико-химические свойства. Старение - процесс медленного изменения состава и свойств битума, сопровождающийся повышением хрупкости и снижения гидрофобности. Ускоряется под действием солнечного света и кислорода воздуха вследствие возрастания количества твердых хрупких составляющих за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел.
Физико-механические свойства битума. Марку битума определяют твердостью, температурой размягчения и растяжимостью. Твердость находят по глубине проникания в битум иглы (в десятых долях миллиметра) прибора – пенетрометра. Температуру размягчения определяют на приборе «кольцо и шар» , помещаемом в сосуд с водой; она соответствует той температуре нагреваемой воды, при которой металлический шарик под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное испытуемым битумом. Растяжимость характеризуется абсолютным удлинением (см) образца битума ( «восьмерки» ) при температуре 25 0 C, определяемым на приборе – дуктилометре.
Физико-механические свойства нефтяных битумов Марку битума выбирают в зависимости от назначения. По значению различают битумы строительные, кровельные и дорожные. Основные требования, предъявляемые к строительным и кровельным битумам приведены в таблице.
Строительные битумы применяют для изготовления асфальтовых бетонов и растворов, приклеивающих и изоляционных мастик, покрытия и восстановления рулонных кровель. Кровельные битумы используют для изготовления кровельных рулонных и гидроизоляционных материалов. Легкоплавким битумом пропитывают основу (кровельный картон), а тугоплавкие битумы служат для покровного слоя.
Материалы на основе битума Рулонные материалы. Кровельный картон – получают из вторичного текстиля, макулатуры, древесного сырья. Картон имеет рыхлую структуру и хорошо впитывает, в частности, расплавленный битум. Марка картона устанавливается по его массе (г) на 1 м 3 картона, она может быть от 300 до 500. Пергамин – простейший рулонный материал, получаемый пропиткой кровельного картона расплавленным легкоплавким битумом. Применяют пергамин для нижних слоев кровельного ковра и для устройства пароизоляционных прокладок в строительных конструкциях. Марки пергамина: П-300; П-350 и т. п. (П – пергамин; 300 – марка картона). Рубероид – многослойный материал, получаемый, как и пергамин, пропиткой кровельного картона легкоплавким битумом и последующего нанесения с обеих сторон слоя тугоплавкого битума, наполненного минеральным порошком. Лицевая сторона рубероида покрывается посыпкой (песком, слюдой, сланцевой мелочью и т. п. ), защищающей материал от УФ-излучения; нижняя сторона – порошком из известняка или талька, для защиты от слипания слоев в рулоне. Марки рубероида – РКК-400; РКЧ-350 и т. п. (Р – рубероид; К – кровельный; К и Ч – вид посыпки, соответственно крупнозернистая или чешуйчатая). Для нижних слоев кровельного ковра выпускается рубероид подкладочный с пылевидной посыпкой с обеих сторон.
Качество рулонных кровельных материалов оценивается в соответствии со стандартом комплексам показателей: прочностью при разрыве, Н. гибкостью на холоде, характеризуемой минимальной температурой, при которой материал не трескается при изгибе его вокруг бруса. теплостойкостью, характеризуемой максимальной температурой, при которой у вертикально подвешенного образца не наблюдается стекания покровной массы. водопоглощением. водонепроницаемостью, характеризуемой временем, в течение которого образец не пропускает воду при определенном давлении. Кровля из рубероида и пергамина представляет собой многослойный кровельный ковер, выклеиваемый на крыше с помощью битумных мастик.
Наплавляемый рубероид – отличается от обычного рубероида более толстым слоем битума ( в особенности, на нижней стороне материала. Из наплавляемого рубероида кровельный ковер получают без клеящих мастик путем подплавления нижней части рубероида с последующей прикаткой. Замена картонной основы на основу на базе стекловолокна и синтетического волокна в виде тканей, холста и нетканого полотна позволила значительно повысить качество рулонных материалов за счет малого удлинения при разрыве. Производят материалы на основе алюминиевой и медной фольги (фольгоизол). Фольга, находящаяся на лицевой стороне материала, придает ему декоративные свойства и защищает от солнечного излучения. Модификация битума полимерами позволило расширить диапазон рабочих температур, повышение его долговечности. Используют в основном термоэласты У современных битумно-полимерных материалов для защиты от солнечного излучения применяют посыпки из цветной минеральной (сланцевой, керамической) или полимерной крошки. Такие посыпки более надежны, чем традиционные, и придают декоративность материалу.
Штучные материалы. Для крыш с большим уклоном, поверхность которых уже является декоративным элементом здания, необходимы кровельные материалы, придающие кровле цвет и фактуру. Мягкая черепица - штучный материал, получаемый на основе традиционных рулонных материалов, путем вырубки из полотна фигурных полос, которые при укладке напоминают кровлю из натурального шифера. Мягкая черепица более долговечна, чем аналогичные по строению рулонные материалы, из-за того, что она на образует сплошного покрытия и деформации материала при старении локализуются в каждой плитке в отдельности, что исключает нарушение сплошности покрытия от внутренних напряжений. Волнистые битумно-картонные листы штучный материал для кровель, представляющий собой гибкие листы – волнистый картон, пропитанный битумом и с лицевой стороны окрашенный атмосферостойкой полимерной краской. Долговечность материала более 30 лет.
Гидроизоляционные материалы предназначены для предохранения строительныхконструкций от контакта с водой, поглощения воды или от фильтрации воды через них. Жидкие гидроизоляционные материалы. Битумные эмульсии готовят в гомогенизаторах (высокоскоростных смесителях). В них расплавленный битум диспергируют в горячей воде (85 -900 C), в которой предварительно растворяют поверхностноактивные вещества-эмульгаторы, обеспечивающие стабильность эмульсии. Эмульсии могут быть модифицированы полимерами или латексами каучуков. Пропитка эмульсиями целесообразна для влажных материалов. Пастообразные гидроизоляционные материалы Мастики - получаемых смешиванием органических вяжущих с минеральными наполнителями и специальными добавками (пластифицирующими, структурирующими и др. ). Битумные мастики имеют хорошую адгезию к большинству материалов. Выпускают такие мастики в двух вариантах: холодные, готовые к употреблению (они содержат растворитель) и горячие, нуждающиеся в нагреве до 160… 1800 C для
Скачать презентацию Битумы и материалы на основе битумов Органические
битумы.pptx