Строительные материалы статьи

Модификация покровных битумов полимерными добавками


Полнмербнтумные композиции прн- ■ч-пяют в производстве кровельных н | идронзоляционных материалов, при i ооружении ответственных участков ; ц. юмобпльных дорог, получении лаков j красок, в электротехнической про - |и1,[1Нлеш10стн н др. В последние 15—20 >. | юг предложено много рецептур ком-

■ '•|Ш1Иий битума с различными видами Н ; юлнмеров. Ряд из них внедрен в "промышленное производство I! приме­ре • гется fi—31

^ - Практически весь имеющийся экс - В срнмеитальный материал накоплен Н лннрическнм путем при крайне не - М _.11.4'!нтелыюм объеме теоретических сообщений, что ограничивает круг экс-

-Ьерименталыгого поиска.

H последнее время вырисовались онтуры теоретических предпосылок, п. ,й).1Воляющих прогнозировать состав н I войства полимерСнтумиых композиции. •1нн базируются на следующих поло-

СИНЯХ.

Полнмербнтумные КОМПОЗИЦИИ в по - зиляющем большинстве представляют •бой физические смеси, при получении иторых не образуются новые хнми - сские связи Создание устойчивых Р7 тшмербитумных композиций обус­ловливается сходством химической при-

оды их компонентов, которое может ыть характеризовано близостью зиа - ’ii ин параметра растворимости. Бп - мы — это коллоидно-дисперсные сис - , мы. При совмещении с полимерами

:и могут резко изменяться вплоть полного разрушения. Модификация

Il умов может происходить в резуль - : i е изменения и увеличения колнчест - j его дисперсной фазы, изменения >!!СТВ дисперсионной средь! битум - го коллоида или вследствие обра-

0 -'МНИЯ нового грубодпсперсного ком - опционного материала.

Поскольку все полнмербнтумные ком - чнции основываются на битуме, он ставляет от 90—95 до 50% ее мас - а я важно знать, каковы последние че - юдставлення о составе и структуре

'1’ТЯНЫХ битумов [4]. iо н'ляд на химическое строение Бе­гств, входящих в состав нефтяных щя |,,тУМ0В, за последние 5—10 лет зна- чельно изменился. Если раньше хи­осский состав битумов характери - вдлся только количеством входящих пего компонентов (парафнно-нафтс - ■ii. ix, моио- и бициклоароматнческнх do. единений, толуольных и спиртото - Я >льных смол и асфальтенов), то пдня имеются уже представления ™ химическом строении этих веществ, >дстве и различии строения их мо-

Кул, взаимном превращении в про­се окисления гудронов и т. д.

Коллоидная система битумов состоит из дисперсионной среды (масла н смо­лы) н дисперсной твердой фазы — коллоидно-дисперсных слоисто-блочных образовании асфальтенов. Наиболее полярная часть смол, при анализе проявляющаяся как асфальтены, в битумах, по всей видимости, раство­рима н благодаря своим поверхност - но-активным свойствам # стабилизирует коллоидную систему. Свойства кол­лоидной системы битумов зависят от содержания в ней дисперсной фазы — концентрации асфальтенов.

Сделай вывод, что все полезные свойства битумов при совмещении с полимерами сохраняются, если остает­ся неизменной его коллоидная система.

Задачи получения оптимальных по свойствам и качествам композиций сохранение полезных свойств битума при совмещении с полимерными мате­риалами; придание композиции свойств, максимально приближающихся к свой­ствам полимера при минимальной до­бавке последнего.

Решение этой задачи ограничивается закономерностями совмещения полиме­ров с битумами, которое в подавляю­щем большинстве случаев представляет собой физический процесс, подобный растворению или образованию дисперс­ной системы. Однако, в ходе этого процесса может происходить разру­шение уже имеющейся системы биту­мов с коагуляцией твердой фазы ас­фальтенов. Это зависит от химическо­го строения и свойств полимера и от химического состава битумов. Поэто­му при создании полнмербитумных композиции необходимо учитывать, кроме свойств битумов, такие факто­ры, как природа полимера, его моле­кулярная масса, количество вводимого полимера.

Как влияет природа полимера на совместимость с битумом, количествен­но оценить пока трудно. Однако на основе физического смысла процесса совмещения, подобного растворению, предложено оценивать возможность совмещения полимеров с битумом, ис­ходя нз величины параметра раство­римости [5].

Параметры растворимости многих полимерных материалов, битумов и Их компонентов приведены в работе Г. Ненке ГМ. они могут быть исполь­зованы для предварительной оценки сов­местимости полимера с битумом. Чем ближе значение «параметра раствори­мости» полимера к его значению у? битума, особенно у мальтенов, тем лучше они совместимы.

Исходя из того, что компоненты битумов имеют разные, заметно от­личающиеся параметры растворимости, совместимость полимера с битумом может ограничиваться содержанием в последнем компонента с наиболее близ­ким к полимеру' параметром раство­римости. Поэтому на практике наблю­даются следующие случаи совмести­мости битумов с полимерами:

1) полимер нерастворим и не набу­хает в битуме. В определенных кон­центрациях (не выше 10—14% по объему) он образует гру^бодисперсные системы. При более высоких концент­рациях наступает расслоение системы (высокомолекулярный полиэтилен, поли­меры линейной насыщенной структу­ры);

2) полимер малорастворим, но на­бухает в масляной части битума. Вве­дение полимера в малых концентрациях (зависит от степени набухания поли­мера) ведет к увеличению теплостой­кости, но к снижению пенетрацин и морозостойкости композиции. При оп­ределенной концентрации набухшего, полимера (несколько выше 13—15%

Об.) образуется сплошная фаза набух­шего полимера, что сопровождается дальнейшим повышением или стабили­заций теплостойкости и, как правило, значительным понижением температу­ры хрупкости. Поглощение полимером при набухании ароматических масел нз битума приводит к коагуляции ас­фальтенов (это полимеры разветвлен­ной насыщенной структуры, например. СКЭП):

3) полимер частично растворим в мальтенах битума, но это сопровождает­ся уменьшением параметра растворимос­ти мальтенов. что вызывает коагуляцию асфальтенов (это относится к полиэти­леновому воску. ннзкомолекУлярным полимерам насыщенной линейной струк­туры) :

4) полимер частично растворим и мальтенах битума. Его растворение не вызывает коагуляции асфзльтенов, но при определенных концентрациях полимера происходит расслоение си­стемы (полимер ДСТ-30 и другие по­лимеры с ароматическими блоками).

Приведенные случаи являются край­ними проявлениями тех или иных свойств полнме, ров н битумов, на са­мом деле могут встречаться полиме­ры, которые займут промежуточное положение в этой градации.

Кроме природы полимера, нз его совместимость с битумом влияет мо­лекулярная масса. Чем она выше, тем хуже (в большинстве случаев) совме­щается полимер с битумом. Для обес­печения их оптимальной совместимости и получения желаемых свойств ком­позиции важно сочетание низко-и вы­

Сокомолекулярного полимера, воз о - на частичная вулканизация олигомера в массе битма путем введения серы или других вулканизирующих агентов, что повысит механическую прочность и теплостойкость КОМПОЗИЦИИ.

Наконец, свойства полнмербитумиых композиций зависят от количества вве­денного полимера. При малых коли­чествах полимера происходит пере­стройка надмолекулярной структуры битума, что сопровождается резким изменением товарных свойств компози­ции. Так, добавление в битум всего 1—2% (по массе) набухающих или частично растворяющихся в нем по­лимеров может привести к увеличению температуры размягчения на 5—20°С и снижению пенетрации. Температура хрупкости при этом, как правило, несколько возрастает.

Оптимальные свойства композиции достигаются в том случае, когда по­лимер образует в ее массе непрерыв­ную фазу (13—15% по объему).

Следует иметь в виду, что достиг­нуть указанных концентраций поли­мера в битуме без разрушения его коллоидной системы часто невозмож­но. Особенно это относится к каучу - кам, обладающим способностью набу­хать и поглощать при этом аромати­ческую часть мальтенов, что приводит к коагуляции асфальтенов. Поэтому каучуки перед введением в битум на­сыщают маслами, смолами, пенами или растворителями. В этом важном про­цессе нельзя упустить из виду тот факт, что вещество, поглощенное каучуками при их набухании после введения в битум, будет путем диффузии обме­ниваться на те соединения битума, которые имеют больше сродства к полимеру. Это может повлиять на стабильность коллоидной системы би­тума. Второе, что следует помнить, это — понижение механической прочно­сти набухшего каучука и снижение его эластических свойств по сравнению с ненабухшим.

Таким образом, количество и при­роду вводимого мягчителя (пластифи­катора) необходимо определять опыт­ным путем с учетом состава и свойств битумов.

При создании полимербитумных ком­позиций их теплостойкость и морозо­стойкость обычно достигают нужных значений благодаря полимеру. Значит, нет необходимости расходовать тепло­стойкие битумы с высоким содержа­нием асфальтенов. Целесообразнее ис­пользовать смолистые битумы с вы­соким содержанием ароматических ма­сел с температурой размягчения не выше 70°С, так как одно из полезных свойств битума п составе композиции — адгезия к различным материалам, а она зависит в основном от смолистых компонентов.

Третьим компонентом в полимерби - тумных составах является минераль­ный наполнитель. Он сорбирует на своей поверхности часть полярных ве­ществ. изменяя межмолекулярное взаи­модействие в дисперсной системе би­тума н полнмербитумноп композиции, снижает ползучесть, несколько пови­тает тепло - н морозостойкость мате­риала. Однако главным остается его сорбиионная характеристика, так что при создании композиции небезраз­лично, к да вводить минер ьнын на­полнитель — в битум или в полимер. В многочисленных патентах дается ре­комендация вводить наполнитель в полимер Таким образом «дезактиви­руется» его поверхность к полярным компонентам битума, обеспечивающим адгезию композиции к другим мате­риалам.

В настоящее время ряд рубероид­ных заводов используют в качестве добавок к битуму такие полимерные составляющие, как полиэтиленовый воск, этилпропнленовый каучук, бутилкаучук

II др. В связи с этнм появились новые кровельные материалы — экарбнт, армо - бптэп, эластобит И др. []].

Задачей кровельной промышленности сегодня яляется создание наплавляе­мого рубероида с массой покровного слоя до 2,6 кг/м2, из которых на нижинй слой приходится не менее

1 кг/м2. Производство такого рубероида невозможно без использования поли­мерных добавок.

Наплавляемый р'бероид более удо­бен в устройстве кровельных покры

Согласно существующим представле­ниям водостойкость смешанных гипсо­вых вяжущих, включающих в себя порт­ландцемент, воздушную известь и золу- уноса ТЭЦ, обусловливается гидратаци­ей названных компонентов, а также об­разованием сложных по составу гидро - сульфоалюминатов н гидутосульфофер - ритов кальция. При этом предполагает­ся, что последние кристаллизуются после возникновения первичного кристалличе­ского каркаса двуводного сульфата каль­ция и, таким образом, уплотняют струк­туру искусственного камня, способствуя повышению его водостойкости [11. Дол­говечность получаемого материала на­ходится в прямой зависимости от точ­ности дозировки исходных компонентов вяжущего. Правильно выдержанные граничные условия при подготовке со­става гарантируют оптимальную лля твердения гипсозольного вяжущего ще­лочную среду.

Можно полностью исключить из по­добных составов воздушную известь и портландцемент, если приготовлять гип созолыше смеси из строительного гипса ;| золы-уноса ог сжигания каменного гля с применением в качестве щелоч­ного компонента ионизированной в по­стоянном электрическом поле воды с показателем pH = 10— 1 1.

С, целью выявления природы взаимо­действия исходных компонентов при за - творепнп их ионизированной водой бы­ли проанализированы получаемые но - образования с использованием мето тни, при его использовании меньще трудоемкость кровельных работ, чец при настилке нескольких слоев руб{. роида Его применение в практике строительства, но данным НПО «По. лимерстройматерналы». на 70% иовц. шает производительность труда црц сооружении кровли. Одновременно ца 30% снижается материалоемкость. Это может обеспечить экономический эф. фект около 120—250 р. на 1000 м2 кр0. вельного покрытия.

Строительные материалы статьи

Способы борьбы со строительным мусором

Тема загрязнения окружающей среды актуальна не только для крупных мегаполисов, но и для обычных среднестатистических городов. Одно дело заводы и различные фабрики- они несут ответственность за загрязнение окружающей среды. Другое …

Ламинат: как выбрать и где купить?

Ламинат считается одним из самых популярных напольных покрытий, так как имеет немало преимуществ. Все о характеристиках этого материала и том, где его можно приобрести.

Изменение прочности плотного силикатобетона при его увлажнении

Исследователями утверждается, что прочность бетона уменьшается с увеличе­нием водонасыщсння. Такая зависимость установлена как для цементных бетонов, так и для силикатных — автоклавного твердения. Однако этот вопрос изучен недостаточно, хотя он …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.