14. Органические вяжущие материалы

14.1. Определение и классификация.

Органические вяжущие вещества представляют собой группу природных или искусственных твердых, вязкопластичных или жидких веществ, состоящих из смеси органических, относительно высокомолекулярных соединений, легко объединяющихся при оптимальной температуре с минеральными и органическими материалами (при их динамической вязкости 0,5 Па_*с) и образующих водоустойчивую и прочную пленку, стабильную по составу и структуре в процессе службы строительного материала.

Органические вяжущие (битумы и дегти) широко применяются в строительстве для устройства дорожных покрытий, тротуаров, полов, изготовления рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов, используются для защиты от коррозии бетона, металла, а также радиоактивных излучений.

Сырьем для производства органических вяжущих являются продукты органического происхождения: нефть, каменный уголь, горючие сланцы, торф, древесина. Эти сырьевые материалы подвергаются фракционной разгонке, пиролизу, термопластификации, в результате чего помимо ряда химических продуктов (бензин, керосин, лигроин и др.) образуются смолообразные остатки (гудрон, пек и др.). Эти остатки подвергаются дополнительной обработке (термоокислению, разжижению и т.д.), с целью доведения их свойств до требований, предъявляемым к органическим вяжущим.

В зависимости от свойств, химического состава, вида сырья и технологического процесса получения существует следующая классификация органических вяжущих веществ (рис. 14.1.):

- битумы (природные, нефтяные, сланцевые) - твердые или жидкие органические вещества, состоящие из углеводородов парафинового, ароматического и нафтенового рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных;

- дегти (каменноугольные, торфяные, древесные) - вещества, состоящие из смеси ароматических углеводородов и их кислородных, азотистых и сернистых производных.

По виду сырья эти вещества подразделяются на следующие:

- битумы природные, находящиеся в природе почти в чистом виде или извлекаемые из асфальтовых горных пород (асфальтовые известняки, песчаники, пески и др.); нефтяные, являющиеся продуктом перегонки нефти и ее смолистых остатков; сланцевые, образующиеся при переработке продуктов перегонки битуминозных (горючих) сланцев:

- дегти каменноугольные, получаемые в результате ректификации каменноугольной смолы, образующейся в процессе пиролиза каменного угля (при коксовании); торфяные и древесные, являющиеся продуктами пиролиза соответственно торфа и древесины.

Рис. 14.1. Классификация органических вяжущих веществ

Органические вяжущие вещества

Природа сырья

Битумы

Битумные и дегтевые пасты

Дегти

Вид сырья, условия происхождения

Искусственные

Природные

+

Условия залегания

Нефтяные

Сланцевые

Плас-товые

Жильные

Поверхностные

Древесные

Торфяные

Сланцевые

Каменноугольные

Способы получения

Остаточные

Окисленные

Компаундированные

Остаточные

Составленные

Окисленные

Консистенция

Жидкие

Вязкие

Твердые

Жидкие

Вязкие

По основным строительным свойствам и консистенции битумы и дегти делят на такие группы:

• вязкие - обладающие при температуре 20-25°С вязкостью и пластичностью, а при 120-180°С приобретающие подвижность;

• жидкие - полужидкие материалы, при температуре 20-25°С, содержащие в своем составе летучие углеводороды; обладают способностью загустевать по мере испарения летучих углеводородов, после чего приобретают свойства, близкие к вязким битумам и дегтям; применяют при 15-20°С.

Битумные эмульсии - это дисперсные системы, состоящие из диспергированного вяжущего материала в водной среде с добавкой эмульгатора. При нормальной температуре обладают текучестью, применяются в холодном или теплом состоянии (не ниже 2°С). При нанесении эмульсий тонким слоем на поверхность каменных материалов они распадаются, выделяя вяжущий материал с первоначальными (до диспергирования) свойствами.