Материаловедение и технология конструкционных материалов для строительства* Конспект лекций (стр. 34 )

С применением битумов, модифицированных полимерами, и битумно-полимерных вяжущих, а также биостойкой основы из стеклоткани в настоящее время выпускается много материалов с улучшенными свойствами (прежде всего эластичностью и гибкостью при низких температурах, что во многом определяет их большую долговечность) и разными фирменными названиями, например, «Рубемаст», «Стеклобит», «Стекломаст», «Эластобит», «Элабит», «Линокром», «Филизол», «Изопласт», «Бикрост» и др. Сегодня на мировом рынке представлены два основных класса кровельных битумно-полимерных материалов – модифицированные атактическим полипропиленом (АПП) и стирол-бутадиен-стирольным каучуком (СБС). Первые отличаются высокой теплостойкостью, неплохой гибко­стью на холоде (до -20 °С), высокой устойчивостью к атмосферным воздействи­ям и ультрафиолетовому излучению. Вторые – повышенной гибкостью на холоде (до -30 °С), но большей чувствитель­ностью к ультрафиолетовому излучению. Все это позволяет уменьшить количество слоев в кровельном покрытии по сравнению с обычным рубероидом (1-2 слоя вместо 5-7 слоев) и значительно увеличить срок его службы.

Выпускаются материалы на основе металлической фольги, кото­рые обладают повышенной газо - и водонепроницаемостью. Фольгоизол – рулонный двухслойный материал, состоящий из тон­кой рифленой или гладкой алюминиевой фольги, покрытой с нижней стороны защитным битумно-резиновым составом. Он предназначен для устройства кровель и парогидроизоляции зданий и сооружений, герметизации стыков. Внешняя поверхность фольгоизола может быть окрашена в различные цвета атмосферостойкими лаками.

Металлоизол – гидроизоляционный материал из алюминиевой фольги, покрытой с обеих сторон битумной мастикой. Металлоизол выпускают двух марок, отличающихся толщиной алюминиевой фольги. Он имеет высокую прочность на разрыв и долговечен. Применяют металлоизол для гидроизоляции подземных и гидротех­нических сооружений.

Применяют безосновные рулонные материалы. Бризол изготовляют, прокатывая массу, полученную смешиванием нефтяного битума, дробленой резины (от изношенных автопокры­шек), асбестового волокна и пластификатора. Бризол стоек к воде и некоторым агрессивным средам. Его применяют для защиты от коррозии подземных металлических конструкций и трубопроводов.

Изол – безосновный рулонный гидроизоляционный и кровельный материал, изготовляемый прокаткой резинобитумной композиции, полученной термомеханической обработкой девулканизированной резины, нефтяного битума, минерального наполнителя, антисептика и пластификатора. Изол эла­стичен, биостоек, незначительно поглощает влагу. Изол применяют для гидроизоляции гидротехниче­ских сооружений, бассейнов, резервуаров, подвалов, антикоррозион­ной защиты трубопроводов, для покрытия двух - и трехслойных поло­гих и плоских кровель.

Штучные кровельные изделия. В современном строительстве для улучшения декоративных свойств крыш широко применяют мягкую цветную черепицу. Еще с первой половины XX века известна плитка "Шинглс" от англ. «shingle» (другие названия – черепица, гонт), получаемая вырубкой из рубероида отдельных кровельных плиток, посыпанных цветной каменной крошкой, которые укладывают на кровлю аналогично кровельному сланцу или шиферу. Современная мягкая черепица – это листы из кровельного картона, стеклоткани, полиэстера, пропитанные битумом и покрытые цвет­ной минеральной крошкой.

Мастики представляют собой смесь нефтяного битума или дегтя (отогнанного или составленного) с минеральным наполнителем. Для получения мастик применяют пылевидные (измель­ченный известняк, доломит, мел, цемент, зола твердых видов топ­лива) и волокнистые наполнители (асбест, минеральная вата и др.). Наполнители адсорбируют на своей поверхности масла, при этом повышается теплостойкость и твердость мастики. Кроме того, уменьшается расход битума или дегтя; волокнистые наполнители, армируя материал, увеличивают его сопротивление изгибу.

Мастики подразделяют: по виду связующего – на битумные, битумно-резиновые, битумно-полимерные; по назначению – приклеивающие, кровельно-изоляционные, гидроизоляционные (асфальтовые) и герметизирующие, а также антикоррози­онные. Кроме того, по способу применения мастики бывают горячие, применяемые с предварительным подогревом (до 160 °С для битумных мастик и до 130 °С для дегтевых мастик), и холодные, содержащие растворитель, используемые без подогрева при темпера­туре воздуха не ниже 5 °С и с подогревом до 60-70 °С при температу­ре воздуха ниже 5 °С. В качестве растворителей для получения холодных мастик применяют как летучие (бензин, лигроин, керосин), так и нелетучие (соляровое масло, мазут, нефти) растворители.

Приклеивающие мастики применяют для склеивания рулонных материалов при устройстве многослойных кровельных покрытий и оклеечной гидроизоляции. Марку приклеивающей мастики устанавливают по показателю те­плостойкости. Выбор марки мастики производят в зависимости от максимальной температуры воздуха и уклона кровли.

Кровельно-гидроизоляционные мастики применяют для уст­ройства безрулонных кровель, гидроизоляции, в качестве приклеи­вающего материала. Такие мастики обладают повышенной эластич­ностью, гибкостью, морозостойкостью.

Гидроизоляционные асфальтовые мастики применяют для зали­вочной гидроизоляции швов гидротехнических сооружений.

Антикоррозионные битумные мастики служат для защиты строительных конструкций и трубопроводов от агрессивных воз­действий. Применяют для защиты от действия раз­бавленных растворов кислот и щелочей, оксидов азота, сернистого газа, аммиака и паров кислот при температуре до 60 °С. Битумно-резиновые мастики для изоляции подземных стальных трубопроводов применяют как в горячем, так и в холодном со­стоянии – с растворителем. Битумно-полимерные мастики содержат добавку каучука или синтетической смолы, придающей эластичность на морозе и теп­лостойкость.

Эмульсии  и  пасты. Битумные и дегтевые эмульсии представляют собой дисперсные системы, в которых в воде как дисперсионной среде (разбавителе) в виде частиц размером около 1 мкм диспергированы битум или деготь. Устойчивость эмульсии обеспечивается путем введения в нее эмульгаторов – по­верхностно-активных веществ, уменьшающих поверхностное натя­жение на поверхности раздела «битум (деготь) - вода». Эмульгаторами служат мыла (нафтеновых, сульфонафтеновых, смоляных органиче­ских кислот), лигносульфонаты технические. К твердым эмульгато­рам относятся тонкие порошки глин, извести, цемента, каменного угля, сажи. Твердые эмульгаторы, как и жидкие, адсорби­руются на поверхности частиц (глобул) битума или дегтя, образуя защитный слой, препятствующий слипанию частиц. Эмульсии приготовляют в специальных машинах – диспергаторах, гомогенизаторах, установках с использованием ультразвуко­вых колебаний и т. п. Приготовление эмульсии включает: разогрев битума (дегтя) до 50-120 °С, приготовление эмульгатора, диспергирование вяжущего в воде с добавлением водного раствора эмульгатора. Со­держание битума (дегтя) в обычных эмульсиях 50-60 %, в пастах – 60-70 %. Количество жидких эмульгаторов в эмульсии обычно не превышает 3 %, твердых эмульгаторов – 5-15 % в зависимости от ви­да эмульгатора и дисперсности битумной (дегтевой) фазы.

Пасты, являющиеся высококонцентрированными эмульсиями и исходными эмульсиями с твердыми эмульгаторами, разбавляют водой до по­лучения эмульсий нужной вязкости.

Эмульсии применяют для грунтовки осно­вания под гидроизоляцию, приклеивания рулонных и штучных би­тумных и дегтевых материалов, для устройства гидро - и пароизоляционного покрытий и в качестве вяжущего вещества при изготовле­нии асфальтовых (дегтевых) растворов и бетонов. При взаимодейст­вии эмульсии с каменным материалом (щебнем и песком) происходит ее распад вследствие адсорбции эмульгатора, поглощения и испаре­ния воды; при этом битум (деготь) обволакивает и связывает между собой зерна заполнителя.

Лакокрасочные покрытия. Битумно-смоляные лаки представляют собой растворы битумов и орга­нических масел в органических растворителях. При добавлении алюминиевой пудры получают теплостойкую краску, применяемую для окра­ски санитарно-технического оборудования.

12.2. Кровельные и гидроизоляционные материалы  на основе полимеров

Гидроизоляционные пленочные (рулонные) материалы изготовляют экс­трузией, механическим или пневматическим вытягиванием из поливинилхлорида, полиэтилена, пропилена, ацетилцеллюлозы, син­тетического каучука и других полимеров. Толщина пленочных мате­риалов зависит от их назначения. Для устройства противофильтрационных завес используют полиэтиленовую пленку толщиной 0,2 мм (200 мкм); гидроизоляцию туннелей и других сооружений против действия аг­рессивных вод выполняют из поливинилхлоридной или полиэтилено­вой пленок толщиной 1,5-2 мм.

Полиэтиленовые пленки обладает стойкостью против действия природных вод, нейтральных солевых, щелочных и кислотных растворов с содержанием этих веществ до 5 %. Повышение меха­нической прочности пленки осуществляется армированием стекло­тканью, синтетическими волокнами и соединением с бумажной или тканевой подосновой.

Полипропиленовые пленки имеют более высокие физико-ме­ханические свойства. Предел прочности их при растяжении 25-30 МПа; водопоглощение за 24 ч 1,5 %; их эластичность сохраняется до -20 °С.

Поливинилхлоридные пленки имеют относительное удлинение при разрыве 100-300 %; водопоглощение за 24 ч 0,15-0,2 %. Стареют они быстрее; поэтому применять эти пленки лучше в закрытых конструкциях, куда не попадают солнечные лучи.

Полимерные мембраны – особый класс пленочных материалов из синтетических каучуков, термопластичных полиолефинов, эластичного поливинилхлорида. Отличительной особенностью этих материалов является большая ширина пленок. Благодаря этому можно свести количество швов к минимуму. Эти материалы характеризуются высокой прочностью, эластичностью, высокой атмосферостойкостью, стойкостью к окислению и воздействию ультрафиолетовых лучей, а также морозостойкостью. Кровельные мембраны долговечнее других известных материалов для мягких кровель. Полимерные мембраны, как правило, на 20-30 % дороже битумно-полимерных материалов, но срок службы у них значительно больше. Так, ведущие производители кровельных мембран дают им гарантию на 10-20 лет, а прогнозируемый срок безремонтной службы полимерной кровли – до 50 лет (при точном соблюдении технологии).