10.4. Гидротехнические асфальтобетоны и растворы

В отличие от обычного дорожного гидротехнический асфальтобетон должен иметь повышенную водонепроницаемость, водоустойчивость, теплоустойчивость, химическую стойкость, эластичность. Содержание битума и минерального порошка в нем на 1–2% больше, чем в дорожном.

Горячие асфальтобетоны применяют при устройстве противофильтрационных экранов в плотинах, дамбах, каналах и других гидромелиоративных сооружениях.

Холодные асфальтобетоны используют обычно при устройстве противофильтрационной облицовки каналов следующего состава: 10–25% щебня или гравия крупностью до 15 мм, 40–65% каменной крошки крупностью до 5 мм, 15–25% песка средней крупности, 15–20% минерального порошка, 10–15% битума.

Применяют их и при асфальтировании полов и кровель зданий мелиоративного назначения. Они дешевле горячих асфальтобетонов (до 40%), но уступают им в долговечности. Холодные асфальтобетоны укладывают слоями на сухие или слегка влажные поверхности с легкой укаткой.

Асфальтовые растворы в мелиоративном и водохозяйственном строительстве применяют при устройстве гидроизоляционных штукатурок и покрытий, полов, водоизоляционного ковра плоских кровель и гидроизоляции зданий или сооружений. Они могут быть горячими (литыми) и холодными.

Состав асфальтовых растворов подбирают в зависимости от условий эксплуатации их в сооружениях.

Холодный асфальтовый раствор изготовляют из смеси нефтяных битумов (5–10%) с добавкой растворителя (сольвент-нафты, бензола), порошкообразного минерального наполнителя (известняка, доломита) и чистого сухого песка, замешанной в специальных растворомешалках с разогревом до 110–120 ^оС и последующим охлаждением до 60 ^оС. Твердение холодного асфальтового раствора происходит вследствие испарения растворителя и летучих составляющих битума.

Горячий асфальтовый раствор изготовляют из смеси битума (или дегтя, песка, битумной пасты либо эмульсии), порошкообразного минерального наполнителя и песка. Вместо битума и наполнителя можно применять асфальтовые мастики или пасты. Тонкоизмельченный наполнитель повышает температуру размягченного раствора, сокращает расход вяжущего. Смесь составляющих горячего асфальтового раствора перемешивают в специальных мешалках с разогревом до 120–180 ^оС.

Асфальтовый раствор укладывают слоями в горячем состоянии с укаткой каждого слоя.

Глава 11. Материалы и изделия из полимеров и пластических масс

11.1. Общие сведения о полимерах и пластмассах, их состав

Полимеры представляют собой высокомолекулярные соединения (смолы), молекулы которых состоят из многократно повторяющихся структурных звеньев. По происхождению полимеры подразделяют на природные и искусственные (синтетические).

Природные полимеры известны с давних времен. На протяжении многих тысяч лет они обеспечивают человека пищей, одеждой, теплом, крышей. Вот перед нами дерево. Его древесина — не что иное, как природный полимер (высокомолекулярное соединение углерода, водорода и кислорода). То же самое относится к волокнам хлопка и джута, натуральному шелку и шерсти, каучуку и битуму. Природными полимерами являются белки, нуклеиновые кислоты и некоторые другие соединения.

Искусственные полимеры, применяемые в производстве строительных материалов, получают из различных видов сырья (каменный уголь, нефтепродукты, природный газ и др.) путем его переработки на химических предприятиях методами полимеризации или поликонденсации.

При реакции полимеризации большое количество одинаковых молекул простых соединений (мономеров) соединяется в одну сложную молекулу (полимер) без выделения побочных продуктов. Полимеризацией получают полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен и другие синтетические полимеры.

Простейшим примером полимеризации является реакция образования полиэтилена ( — СН2 — СН2 — ) п из мономера этилена СН2СН2.

При реакции поликонденсации из нескольких простых соединений образуется полимер, состав которого отличается от состава исходных продуктов. Процесс образования полимера сопровождается выделением побочных веществ (воды, аммиака и др.). Поликонденсацией получают фенолоформальдегидные, карбамидные, полиамидные, полиэфирные и другие синтетические полимеры.

В зависимости от поведения полимеров при нагревании и охлаждении их разделяют на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры характеризуются способностью размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении. Они обладают большим электросопротивлением, малым водопоглощением и высокой химической стойкостью, однако имеют низкую теплостойкость, малую твердость, легко разбухают и растворяются в органических растворителях. К этой группе относится большинство полимеризационных полимеров.

Термореактивные полимеры затвердевают при действии теплоты и давления и не размягчаются при повторном нагреве. Они отличаются от термопластичных полимеров большей прочностью, теплостойкостью и твердостью. К этой группе относят фенолоформальдегидные, карбамидные, эпоксидные и некоторые другие полимеры.

На основе искусственных и природных высокомолекулярных соединений — полимеров — приготовляют пластические массы, характерной особенностью которых является способность в процессе переработки принимать заданную форму и устойчиво сохранять ее.

Пластическими массами называют материалы, в состав которых входят полимеры — органические вещества с высокой молекулярной массой. Эти вещества придают пластическим массам на определенной стадии их переработки пластичность, т.е. способность принимать требуемую форму и сохранять ее после снятия давления. Природные полимеры, а также синтетические полимеры, которые часто неправильно называют смолами, являются основой пластических масс. Их применяют в сочетании с наполнителями, пластификаторами, красителями, стабилизаторами и некоторыми другими веществами.

В производстве пластических масс используют наполнители порошкообразные (кварцевую муку и др.), волокнистые (асбестовые, древесные и стеклянные волокна) и слоистые (бумагу, хлопчатую ткань, стеклоткань, древесный шпон и др.). Они придают пластмассам высокую прочность, теплостойкость, кислотостойкость, долговечность, повышенную ударную вязкость и др. Наполнители намного дешевле полимеров, поэтому введение их в состав пластических масс значительно снижает стоимость материалов и изделий.

Пластификаторы применяют для придания пластичности и улучшения формовочных свойств пластмасс. В качестве пластификаторов рекомендуются дибутилфталат, камфора, олеиновая кислота и др.

Отвердители вводят для сокращения времени отвердения пластмасс и ускорения технологического процесса производства изделий.

Красители придают пластмассам определенные цвета. Красителями служат стойкие во времени и к действию света органические (нигрозин, хризодин) и минеральные (охра, сурик, мумия, умбра и др.) пигменты.

Стабилизаторы тормозят старение пластмасс, повышают долговечность пластмассовых изделий.

Смазывающими веществами являются химические добавки (стеарин, олеиновая кислота, соли жирных кислот и др.), которые вводят в пластмассы для предупреждения прилипания изделий к стенкам формы в процессе их формования.

В составе пластмасс могут быть специальные добавки, влияющие на их свойства. Например, для получения ячеистых пластмасс к полимерам добавляют порофоры (порообразователи) — твердые, жидкие или газообразные вещества, вспенивающие пластмассу.