СМ 2013

271

Битумы нефтяные кровельные (БНК). Выпускаются трех марок. Марка определяется по вязкости (глубина проникания иглы в битум) и температуре размягчения. Характеристики битумов нефтяных кровельных приведены в табл. 9.3.

Битумы БНК применяют для приготовления кровельных и гидроизоляционных материалов.

Примечание. БНК 40*/180** – пропиточный битум; БНК 45/190 – для пропитки и использования в качестве покровного слоя; БНК 90/30 – для покровного слоя;

*в числителе – среднее значение температуры размягчения;

**в знаменателе – среднее значение глубины проникания иглы (вязкость).

272 Глава 9.  Битумы, материалы на их основе

Битумы нефтяные строительные (БН) Выпускаются трех марок. Характеристики битумов приведены в табл. 9.4.

Марка строительных вязких битумов определяется по трем показателям: глубине проникания иглы (вязкость), растяжимости и температуре размягчения. Применяют БН для устройства гидроизоляции и кровли.

Битумы нефтяные изоляционные (БНИ). Выпускают трех марок: БНИ-IV; БНИ-V и БНИ-IV-3(зимний). Марка определяется по температуре размягчения (tp):

БНИ-IV-3 – выше 65 °С; БНИ-IV – выше 75 °С и БНИ-V – выше 90 °С. Применяются для изоляции трубопроводов.

Битумы нефтяные дорожные жидкие (гудрон, крекинг-оста- ток, компаундированные) подразделяются на три группы: БГ – быстро загустевающие, СГ – загустевающие со средней скоростью, МГ – медленно загустевающие.

Марка жидкого битума, например БГ 25/40, устанавливаются в зависимости от вязкости – по скорости вытекания битума через отверстие диаметром 5 мм в секунду при 60 °С.

Распространенным способом приготовления жидких битумов является смешивание нагретого вязкого битума с жидкими нефтепродуктами (керосин, лигроин, нефтяное масло). Вязкость жидких битумов регулируется применением разнообразных разжижителей. Жидкие битумы используют для приготовления холодных асфальтовых бетонов, растворов и мастик.

При приготовлении асфальтовых бетонов и растворов на основе вязких битумов для равномерного распределения последних в смеси необходимо

273

перевести их в жидкое состояние. Это достигается либо нагреванием вязкого битума, либо введением разжижителя, либо путем приготовления эмульсии.

9.2.4.  Битумные эмульсии

Битумные эмульсии – дисперсные системы, состоящие из двух жидких фаз: одна является дисперсионной средой, другая – дисперсной фазой. В битумной эмульсии дисперсионная среда – вода, а дисперсная фаза– битум. Битум в эмульсии содержится в виде частиц размером менее 1 мкм, равномерно распределенных в воде. Эмульсия – метастабильная система и ее устойчивость обеспечивается введением эмульгаторов – поверхностно-активных веществ (ПАВ). Молекулы ПАВ, которые являются диполями, адсорбируются на поверхности раздела битум – вода, образуют на частицах битума одноименные электрические разряды, снижают поверхностное натяжение и стабилизируют эмульсию. В качестве эмульгаторов в битумных эмульсиях применяют соли органических кислот – нафтеновых (асидол) и сульфонафтеновых (мылонафт). Применяются также твердые эмульгаторы – измельченные глина, трепел, известь и др. Частицы твердого эмульгатора также адсорбируются на поверхности раздела. Эмульсия на твердом эмульгаторе называется пастой.

Эмульсии получают смешиванием компонентов в лопастных мешалках или гомогенизаторах. Приготавливается водный раствор эмульгатора, нагретый до 70-80 °С. Далее в смеситель вводят битум, предварительно нагретый до 60-120 °С, и перемешивают.

Образование искусственных каменных материалов (например, асфальтового бетона) обеспечивается при распаде эмульсии, поэтому последняя должна иметь определенную скорость распада (коагуляции). При соприкосновении с заполнителями происходит коагуляция битума, вода отделяется, а битум образует пленку на поверхности зерен.

Битумные эмульсии применяются для приготовления холодных асфальтовых бетонов и растворов, а также гидроизоляционных мастик.

9.3.  Дёгти и пеки

Дёгти получают при разложении органических веществ – каменного угля, горючих сланцев, торфа, древесины. В строительстве применяется преимущественно дёготь, полученный при коксовании каменного угля.

При нагревании коксующегося каменного угля без доступа воздуха при температуре 500-600 °С или 1000-1100 °С образуются три продукта:

твёрдый – кокс, который используется в производстве чугуна, жидкий – сырая каменноугольная смола,

274 Глава 9.  Битумы, материалы на их основе

газообразный – газ, состоящий из метана и водорода.

Сырая каменноугольная смола содержит большое количество различных органических веществ, поэтому ее нагревают и подвергают перегонке – разделяют на фракции. Получают бензол, ксилол, фенол, нафталин, легкие, средние и тяжелые масла, антраценовое масло и твердый остаток – пек. Дегти получают двумя способами:

1-й способ – неполная перегонка сырой каменноугольной смолы (отогнанный дёготь).

2-й способ – сплавление пека и антраценового масла или сырой каменноугольной смолы в необходимой пропорции (составленный или препарированный дёготь).

По сравнению с битумами дёгти менее атмосферостойки и долговечны, но обладают повышенной биостойкостью, что объясняется высокой токсичностью содержащихся в них веществ.

Совместным окислением битума или нефтяного гудрона с антраценовым маслом или каменноугольным пеком получают вяжущее (гудрокам), сочетающее положительные свойства битума (атмосферостойкость, долговечность) и дёгтя (биостойкость). Гудрокам применяют для изготовления гидроизоляционных материалов.

9.4.  Асфальтовые бетоны и растворы

Асфальтовым бетоном называют искусственный каменный материал, полученный при твердении рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси, состоящей из крупного и мелкого заполнителей, битума и минерального порошка. В отличие от бетона, асфальтовый раствор не содержит крупного заполнителя. Смесь, состоящая из битума и минерального порошка, называется асфальтовым вяжущим веществом.

В зависимости от температуры приготовления и укладки асфальтовые бетоны подразделяются на три типа.

1.Горячие приготавливают на вязких битумах при температуре (120-160) °С, укладывают при температуре не ниже 100 °С;

2.Тёплые приготавливают на вязких или жидких битумах при температуре (80-130) °С, укладывают при температуре (70-80) °С;

3.Холодные получают на жидких битумах или битумных эмульсиях,

кладывают при температуре не ниже +5 °С.

По наибольшей крупности заполнителя различают асфальтовые бетоны крупнозернистые (до 40 мм), среднезернистые (до 20 мм), мелкозернистые (до 15 мм) и песчаные (до 5 мм).

Асфальтовые бетоны применяют при устройстве дорожных и аэродромных покрытий, а также для гидроизоляции.

Заполнители для асфальтобетона изготавливают из прочных, морозостойких горных пород. Зерновой состав заполнителей подбирают с

276 Глава 9.  Битумы, материалы на их основе

агрессивных жидкостей. Гидроизоляция обеспечивает нормальную эксплуатацию зданий и сооружений и повышает их долговечность.

Антифильтрующая гидроизоляция предназначена для защиты зданий и сооружений от проникновения воды.

Антикоррозионная гидроизоляция обеспечивает защиту материалов сооружений от агрессивных жидких сред.

Кровельные материалы также относят к гидроизоляционным. Они предназначены для устройства кровельных покрытий зданий и сооружений.

Гидроизоляционные материалы должны быть водонепроницаемыми. При устройстве гидроизоляции применяются различные материалы: глина, портландцемент, синтетические смолы, металлическая фольга и др. Широко применяются гидроизоляционные и кровельные материалы на основе битумов. Достоинствами этих материалов является сравнительно невысокая масса 1 м² гидроизоляции и стоимость, высокая деформационная способность.

По внешнему виду кровельные и гидроизоляционные материалы подразделяют на рулонные, листовые, эмульсии, мастики и пасты. Наиболее широко используются рулонные материалы.

9.5.1.  Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы

Рассматриваемые материалы классифицируются по назначению, структуре полотна, типу основы, типу основного компонента покровного состава и типу защитного слоя:

по назначению в строительстве – кровельные для устройства кровельного ковра, гидроизоляционные для устройства гидроизоляции строительных конструкций, пароизоляционные для пароизоляции строительных конструкций;

по структуре полотна – оснóвные и безоснóвные; по типу основы – на основе кровельного картона, на асбестовой осно-

ве, на металлической основе (фольга), на основе стекловолокна, на основе из полимерных волокон и тканей, на комбинированной основе;

по типу основного компонента (покровного и пропиточного состава) – битумные (наплавляемые и ненаплавляемые), битумно-полимерные (наплавляемые и ненаплавляемые), резинобитумные, полимерные;

по типу защитного слоя – материалы с посыпкой (крупнозернистой, чешуйчатой, мелкозернистой, пылевидной), материалы с пленкой.

При устройстве многослойного кровельного покрытия применяют материалы беспокровные (например, пергамин) и материалы для верхнего слоя кровли (покровные), например рубероид.

277

Производство рулонных материалов, например пергамина и рубероида, на основе кровельного картона, включает следующие технологические операции (рис. 9.1) – подготовку основы, пропитку основы в пропиточной ванне и камере допропитки, нанесение покровного слоя и нанесение посыпки.

При производстве рубероида кровельный картон проходит через ванну с нагретым битумом, например марки БНК 45/180, пропитка картона заканчивается в камере допропитки. Во второй ванне на картон наносятся покровные слои из битума БНК 90/40 с минеральным порошком (мастика), толщина слоя 0,4-1,5 см.

Посыпка, которая наносится на покровны слой кровельного картона выполняет три функции:

препятствует слипанию материала в рулоне, при его хранении; замедляет процессы старения битума под действием солнечного света

и кислорода воздуха. Важной характеристикой посыпки является коэффициент отражения;

повышает декоративность кровли.

Применяются такие посыпочные материалы, как тальк, слюда, каменная крошка из окрашенных горных пород (песок) и др. Распространён­ ными кровельными и гидроизоляционными материалами со сравнительно невысокой стоимостью являются рубероид и пергамин. Производство пергамина заканчивается в камере допропитки.

Рубероид – имеет покровные слои и крупнозернистую посыпку – слюдяную (чешуйчатую), песчаную (крупнозернистую) или пылевидную. Выпускается рубероид марок РКЧ, РПП, РКП, РКК, РМ: например, РКК–420А – рубероид кровельный с крупнозернистой посыпкой, масса 1 м² картона 420 г; РКЧ – с чешуйчатой посыпкой; РКП – с пылевидной посыпкой.

Укладывают рубероид на жесткое основание. Кровли повышенной водонепроницаемости устраивают путем укладки рулонного материала в три и более слоев (кровельный ковер). Для приклеивания применяют горячие и холодные мастики. Применяют рубероид для устройства плоских или пологих кровель с уклоном до 15°.

На поверхность наплавляемого рубероида наносится тонкая полимерная пленка. При устройстве кровли приклеивающая мастика не применяется, приклейка осуществляется расплавлением нижнего утолщенного покровного слоя.

Пергамин – рулонный беспокровный материал. Используется как подкладочный материал под рубероид, а также для гидро- и пароизоляции.

Толь кровельный –получают пропиткой и покрытием кровельного картона каменноугольным или сланцевым дёгтем с посыпкой с обеих сторон кварцевым песком или минеральной крошкой. Применяют для гидро- и пароизоляции.

основе их на материалы ,Битумы  .9 Глава 278

Рис. 9.1.  Технологическая схема работы пропиточного агрегата непрерывного действия 1 – станок для размотки картона;  2 – магазин запаса картона;  3 – установка предварительного полива картона;

4 – пропиточная ванна;  5 – обогатительная камера допропитки;  6 – смеситель;  7 – покровный лоток; 8 – посыпочно-холодильная секция агрегата;  9 – магазин запаса готового материала;  10 – смоточный станок

279

Гудрокамовые рулонные материалы – изготавливают пропиткой кровельного картона с последующим покрытием смесью на основе гудрокама (РГМ–420 и РГМ–350).

Кровля из рубероида и пергамина сравнительно недолговечна, что обусловлено старением битума. В капитальном строительстве применяют более долговечные рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы. В этих материалах используют более прочную и долговечную основу – стеклоткань, стеклохолст, ткань на основе синтетических волокон (полиэстер). Битум модифицируют синтетическими полимерами. Содержание полимера в связующем не превышает 30 %. Применяются различные модификаторы – атактический пропилен (АПП), стирол-бутадиен-стирол (СКС) и др. Применение битумно-по- лимерного связующего позволяет повысить гибкость кровельного материала при отрицательных температурах, теплостойкость, эластичность и долговечность.

Битумно-полимерные материалы в 4-8 раз дороже битумных, но продолжительность их эксплуатации достигает 20 лет. В зависимости от состава и производителя эти материалы могут иметь различные названия: кровляэласт, унифлекс и др. (приложение, рис. А.70).

Рубероид, полученный нанесением с двух сторон битумной мастики на поверхность ткани или холста, изготовленного из стекловолокна, называется стеклорубероидом. Выпускают стеклорубероид марок С-РК (с крупнозернистой посыпкой), С-РЧ (с чешуйчатой посыпкой).

Гидроизол – беспокровный гидроизоляционный материал, полученный путем пропитки асбестовой бумаги нефтяным битумом, применяется для подземной гидроизоляции и защиты металлических трубопроводов.

Металлоизол – рулонный гидроизоляционный материал, основа металлоизола из фольги толщиной 0,1-0,3 мм, изготовленной из алюминиевых сплавов. Покрывается с двух сторон битумной мастикой, содержащей асбестовое волокно. Применяется для гидроизоляции подземных сооружений.

Фольгоизол – получают путем нанесения на алюминиевую фольгу с одной стороны мастики, состоящей из резинобитумного или полимербитумного вяжущих и наполнителя. Фольгоизол – высококачественный кровельный материал для плоских и водоналивных кровель укладывается фольгой вверх и приклеивается к основанию. На поверхность фольги способом гальванопластики наносят цветные металлические покрытия. Кровля на основе фольгоизола обладает высокими долговечностью и декоративностью. Подразделяется на кровельный (ФК) и гидроизоляционный (ФГ) для защитного покрытия тепловой изоляции трубопроводов.

280 Глава 9.  Битумы, материалы на их основе

Изол – безосновный гидро- и пароизоляционный материал. Получают способами вальцевания и каландрирования смеси, состоящей из девулканизированной резины, нефтяного битума (резинобитумное вяжущее), минерального наполнителя, полимера (кумароновой смолы), антисептика и пластификатора. В качестве наполнителя в изоле применяют тонкомолотые известняк, мел, асбестовое волокно 7-го сорта и др. Изол – рулонный материал, ширина полотнища 800 и 1000 мм, площадь рулона 10 м². Отличается повышенной плотностью и морозостойкостью, биостоек. Выпускается также изол эластичный и температуростойкий. Применяется при устройстве плоских кровель, гидроизоляции фундаментов, устройстве оклеечной гидроизоляции туннелей, бассейнов, защите трубопроводов.

Бризол – рулонный материал, полученный из смеси, содержащей регенерированную резину, нефтебитум, наполнитель и пластификатор. Бризол обладает повышенной био-, водо-, морозостойкостью, высокой эластичностью и погодоустойчивостью. Получают способом экструзии с последующим каландрированием смеси. Применяется для защиты подземных сооружений от грунтовых вод, устройстве мягкой кровли.

Листовые кровельные материалы получают путем нарезки рулонных.

9.5.2.  Мастики

Битумные мастики – это вязкопластичные массы, представляющие собой смеси органического вяжущего (битумного, битумно-поли- мерного, резинобитумного) с наполнителем (порошкообразным или волокнистым).

По назначению мастики подразделяются на приклеивающие и гидроизоляционные. Приклеивающие мастики применяются при устройстве кровли из рулонных и листовых материалов, гидроизоляционные мастики – для гидроизоляции, в том числе и без применения рулонных материалов (приложение, рис. А.71).

По типу органического вяжущего различают битумные, битумно-по- лимерные, резинобитумные и полимерные мастики.

По способу и условиям применения различают мастики горячие и холодные. Горячие мастики нагревают до 130-180 °С, холодные используют без подогрева при температуре до +5 °С, при более низких температурах холодные мастики нагревают до 60-70 °С.

Мастика содержит наполнитель (измельченные мел, доломит, мрамор, тальк, шлаки, золы), который вводится для снижения расхода вяжущего и для повышения вязкости и теплостойкости мастики. Содержание