Учебники / Основин. Строительные материалы и изделия. Учебное пособие

По исходному сырью битумы подразделяют на природные и нефтяные.

П р и р о д н ы е б и т у м ы получают извлечением из битуминозных песчаников, известняков, доломитов либо прямой добычей из отложений в чистом виде. Особую ценность представляют собой асфальтовые известняки и доломиты, из которых изготавливают асфальтовые порошки, мастики и асфальтовые мелкозернистые пески – киры, содержащие до 60% битума. Из асфальтовых пород битум извлекают, обрабатывая измельченную массу горячей водой или воздействуя на породу органическими растворителями с последующим отделением растворителя от битума. Этот способ называют экстрагированием.

Н е ф т я н ы е б и т у м ы по способу получения разделяют на остаточные, окисленные, крекинговые и экстрактные.

Остаточные битумы образуются в трубчатых печах непрерывного действия в виде остатка после отгонки из нефти бензина, керосина и части масел.

Окисленные (или продутые) битумы получают окислением (продувкой воздухом) при температуре 260… 280 °С нефтяных остатков из трубчатых установок, крекинговые битумы – расщеплением при высокой температуре и высоком давлении нефти и нефтяных масел продувкой воздуха, экстрактные битумы – при очистке смазочных масел способом избирательного растворения выделением парафинов и осаждением асфальтенов.

По физическому состоянию нефтяные битумы представляют собой вещество черного и темно-бурого цвета плотностью 950…1050 кг/м3. По консистенции (при температуре 18 °С) их подразделяют на твердые, полутвердые и жидкие. Твердые и полутвердые битумы по назначению делят на дорожные, строительные и кровельные.

Битумы подразделяют на марки, которые характеризуются совокупностью физических показателей (вязкостью, температурой размягчения и вспышки, растяжимостью).

Вязкость измеряют на пенетрометре по глубине проникания в битум иглы под нагрузкой: чем больше глубина проникания иглы в битум, тем, следовательно, меньше его вязкость. Игла пенетрометра под определенной нагрузкой (100 г), при определенной продолжительности погружения (5 с) и температуре битума (25 °С) проникает в битум. Глубина проникания выражается в градусах; один градус соответствует погруже-

170

нию иглы на глубину 0,1 мм. Пенетрометр имеет много общего с прибором определения подвижности растворной смеси.

Температуру размягчения битума определяют на приборе «кольцо и шар». Это свойство характеризует пригодность битума для использования в различных температурных условиях.

Температура вспышки имеет значение для установления технологических параметров при работе с битумом. Измеряют ее на специальном приборе. За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при первом появлении синего пламени над частью или над всей поверхностью образца битума.

Растяжимость битума находят путем растяжения образца на дуктилометре. Длина вытянутого образца (в сантиметрах) в момент его разрыва является показателем растяжимости битума.

Строительные нефтяные битумы выпускают трех марок: БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10. Числа указывают следующее: числитель – температуру размягчения, °С; знаменатель – среднюю глубину проникания иглы, град. Эти битумы применяются для изготовления асфальтовых бетонов и растворов, приклеивающих и изоляционных мастик, покрытия и восстановления рулонных кровель.

Нефтяные кровельные битумы, применяемые для производства кровельных и гидроизоляционных материалов, выпускают трех марок: БНК-45/180 – пропиточный битум, БНК-90/40 и БНК-90/30 – покровные битумы. Числа указывают: числитель – среднее значение температуры размягчения, °С; знаменатель – среднюю глубину проникания иглы, град.

Нефтяные дорожные битумы, применяемые в качестве вяжущего при строительстве дорожных и аэродромных покрытий, выпускают пяти марок: БНД-200/300, БНД-130/200, БНД90/130, БНД-60/90, БНД-40/60. Числа указывают допускаемые пределы отклонения глубины проникания иглы при температуре 25 °С.

13.3.Дегтевые вяжущие вещества

Кдегтевым вяжущим веществам относят побочные продукты (дегти, масла и пеки), получаемые при переработке каменного и бурого углей, торфа, горных сланцев, древесины.

171

Дегти представляют собой вязкожидкие продукты разложения органических веществ, главным образом твердых видов топлива, при высокой температуре без доступа воздуха. Это вязкая невзрывоопасная маслянистая жидкость черного цвета с характерным запахом, обусловленным содержанием в ней фенолов и нафталина.

В состав каменноугольных дегтей входят определяющие их токсичные свойства каменноугольный пек (около 50%) и высококипящие фракции каменноугольной смолы. Высоко- и низкотемпературные дегти каменноугольные подразделяют на сырые, отогнанные, составленные и смешанные.

Сырой высокотемпературный деготь непосредственно для производства строительных материалов не применяют, так как он содержит воду и много летучих составных частей, используемых в других отраслях как самостоятельные продукты.

Отогнанный высокотемпературный деготь получают из сырого дегтя путем отделения воды, легких и средних масел.

Составленные дегти получают сплавлением при температуре 140…150 °С пека и масла или пека и обезвоженного сырого дегтя. Смешанные дегти получают сплавлением низкотемпературных дегтей (при температуре 450…600 °С) и высокотемпературных (получаемых при температуре 900… 1200 °С) или масел высокотемпературных дегтей.

Каменноугольный пек – твердый остаток после отгонки из каменноугольного дегтя всех летучих фракций. Отогнанные и составленные дегти, антраценовое масло и пек используют как сырье в производстве дегтевых кровельных материалов, приклеивающих и покрасочных мастик. Каменноугольные дегти в зависимости от значения вязкости подразделяют на шесть марок: Д-1, Д-2, Д-3, Д-4, Д-5, Д-6.

Дегтебитумные материалы – это смеси каменноугольных дегтепродуктов или сланцевых дегтей с нефтяными битумами. Дегтебитумные рулонные материалы изготавливают путем пропитки кровельного картона дегтепродуктами с последующим покрытием с обеих сторон нефтяным битумом.

Гудрокамовые материалы состоят из продуктов совместного окисления каменноугольных масел и нефтяного гудрона. Их изготавливают путем пропитки и покрытия с обеих сторон кровельного картона гудрокамом. Применяют гудрокамовые материалы для многослойных плоских и совмещенных кро-

172

вель, оклеечной гидроизоляции при склеивании холодными и горячими гудрокамовыми мастиками.

13.4. Асфальтовые бетоны

Асфальтовый бетон (асфальтобетон) – искусственный строительный материал, получаемый в результате отвердевания уплотненной асфальтобетонной массы, состоящей из рационально подобранных по качеству и тщательно перемешанных компонентов: щебня (гравия), песка, минерального порошка и битума. Асфальтобетон без крупного заполнителя (щебня) называют песчаным асфальтом или асфальтовым раствором. В современном строительстве он занимает одно из ведущих мест, поскольку является важнейшим материалом для устройства дорожных и аэродромных покрытий, оросительных каналов, плоских кровель, штучных изделий.

К основным классификационным признакам асфальтобетонов относятся разновидность крупного заполнителя, вязкость битумов, размеры зерен щебня или гравия, структурные параметры, производственное назначение и др.

П о в и д у к р у п н о г о з а п о л н и т е л я асфальтобетоны разделяют на щебеночные, состоящие из щебня, песка, минерального порошка и битума; гравийные, в состав которых входят гравий, песок или гравийно-песчаный материал, минеральный порошок и битум; песчаные – асфальтобетоны, в которых отсутствует крупный заполнитель (щебень или гравий).

П о в я з к о ст и п р и м е ня е м о г о б и т у м а и п о т е м - п е ра т у р е у к л а д к и асфальтобетонной массы в конструктивный слой они подразделяются на горячие, теплые и холодные. Горячие укладывают при температуре массы не ниже 120 °С, теплые – 70 °С. Холодные асфальтобетоны имеют температуру массы 25…30 °С, и их укладывают при температуре окружающего воздуха не ниже 5 °С.

Одним из главных показателей качества асфальтобетонов является предел прочности при сжатии, определяемый испытанием образцов-цилиндров при температуре 0, 20 и 50 °С. Отношение прочности при нормальной температуре к прочности при температуре 50 °С характеризует теплостойкость, а отношение прочности при нормальной температуре к прочности при 0 °С – деформативную способность и трещиностойкость

173

при пониженных температурах. Для асфальтобетонов нормируются также водостойкость, водопоглощение и набухание.

13.5.Рулонные гидроизоляционные

икровельные материалы

Гидроизоляционные и кровельные материалы подразделяют на эмульсии, пасты, мастики, эластичные герметизирующие прокладки, рулонные, листовые, плиточные и пленочные материалы. В зависимости от входящих в состав гидроизоляционных и кровельных материалов вяжущих веществ их подразделяют на битумные, дегтевые, дегтебитумные, битумнорезиновые, полимерные, полимерно-битумные и т.п.

По н а з н ач е н ию материалы подразделяют на кровельные (К), гидроизоляционные (Г) – для гидроизоляции строительных конструкций зданий и сооружений, гидроизоляционные (Гм) – для гидроизоляции мостового полотна.

По в и д у о сн о в ы выделяют материалы на стеклохолсте (СХ), стеклоткани (СТ), полиэфирном холсте (ПХ), полиэфирной ткани (ПТ), на комбинированной основе (КР).

П о в и д у в я ж у щ е го материалы подразделяют на битумные (Б), битумно-эластомерные (БЭ), битумно-пластомер- ные (БП), п о в и д у з а щ и т но г о с л о я – на материалы с крупнозернистой (цветной) посыпкой – К(Ц), с мелкозернистой посыпкой – М, с пылевидной посыпкой – П, с металлической фольгой – МФ, с полимерной пленкой – ПП.

13.6. Модификация битума полимерами

Применение новых прочных и долговечных основ потребовало модификации битумного связующего в плане повышения его долговечности и расширения диапазона рабочих температур. Эта задача была решена путем модификации битума полимерами. Полимерные добавки позволяют расширять интервал рабочих температур битума (снижая температуру хрупкости и повышая температуру размягчения) и обеспечивают длительное сохранение эластичности вяжущего. В настоящее время для модификации битума используют в основном термоэластопласты, в частности атактический полипропилен (АПП) и синтетические каучуки, например стирол-бутадиен-стирольный (СБС).

174

13.7. Битумные кровельные материалы

Рулонные кровельные материалы изготавливают из специального картона или стекловолокна путем пропитки его органическими вяжущими с последующим нанесением с одной или двух сторон тугоплавких нефтяных либо дегтевых вяжущих с заполнителем и посыпки.

Рубероид – рулонный материал, изготовленный из картона, который пропитан нефтяными кровельными битумами. Его поверхность покрыта с обеих сторон тугоплавкими нефтяными битумами и посыпкой – тонким слоем мелкоизмельченного талька или другого минерального порошка (может быть использована также крупнозернистая либо слюдяная посыпка). Крупная минеральная посыпка может быть различного цвета.

П о н а з на ч е ни ю рубероид подразделяют на кровельный (для устройства верхнего слоя кровельного ковра) и подкладочный (для устройства нижних слоев гидроизоляции строительных конструкций). Рубероид выпускают четырех марок: РКК500А, РКК-500Б и В, РКМ-350Б и В и РКЧ-350Б и В. Буква Р означает рубероид, буквы К и П – соответственно кровельный и подкладочный, третья буква – вид посыпки (К – крупнозернистая, М – мелкозернистая, П – пылевидная, Ч – чешуйчатая). Число после букв указывает марку картона. Например, РКК400В – рубероид кровельный с крупнозернистой посыпкой, изготовленный из картона марки 400В, массой 400 г (1 м2).

Рубероид, удовлетворяющий техническим условиям, в разрезе имеет черный цвет, без светлых прослоек непропитанного картона, полотно в рулоне не слипается, торцы ровные. Ширина полотна – 1000, 1025 и 1050 мм, общая площадь полотна в рулоне – 7,5, 10 и 15 м2.

Экарбит – полимербитумный наплавляемый рубероид, получаемый путем пропитки кровельного картона мягким нефтяным битумом с последующим нанесением на обе стороны покровных слоев, в состав которых входят битум, бутилкаучук, индустриальное масло и наполнитель.

Стеклорубероид – рулонный кровельный и гидроизоляционный материал. Его получают путем нанесения c обеих сторон на стекловолокнистый холст битумного вяжущего. В зависимости от вида посыпки и назначения стеклорубероид выпускают следующих марок: С-РК (с крупнозернистой посыпкой), С-РЧ (с чешуйчатой посыпкой) и С-РМ (гидроизоляционный с

175

мелкозернистой посыпкой). Площадь рулона стеклорубероида при ширине полотна 960 и 1000 мм – около 10 м2. Этот материал применяют для устройства кровельного ковра и оклеечной гидроизоляции.

Пергамин – рулонный кровельный материал на основе картона, пропитанного нефтяными битумами. В отличие от рубероида он не имеет покровного слоя битума и посыпки. Пергамин выпускают двух марок (П-300 и П-350) в рулонах шириной полотна 1000, 1025 и 1050 мм. Площадь рулона – 20 или 40 м2. Пергамин применяют в качестве подкладочного материала под рубероид при укладке на горячих мастиках, а также для устройства пароизоляции.

Кровляэласт – битумно-полимерный наплавляемый рулонный материал, получаемый путем двустороннего нанесения на стекло или полиэфирную основу битумно-полимерного вяжущего, состоящего из битума, бутадиен-стирольного термоэластопласта или аналогичных полимеров и наполнителя (рис. 13.1). Выпускается кровляэласт двух видов:

для верхнего слоя кровли (с крупнозернистой посыпкой

слицевой стороны и с полиэтиленовой пленкой с другой);

для нижнего слоя кровли (с покрытием полиэтиленовой пленкой с двух сторон или с покрытием лицевой стороны мелкозернистой посыпкой).

Для скатных крыш применяют битумную черепицу – легко укладываемый материал, изготовленный из окисленного битума, армированного стеклохолстом. Наружная сторона черепи-

Рис. 13.1. Структура кровельного ковра:

1 – полимерная микроперфорированная пленка; 2 – битумно-поли- мерное вяжущее; 3 – крупнозернистая посыпка (пленка); 4 – основа

176

цы покрыта крупнозернистой посыпкой, придающей черепице определенный цвет и защищающей от воздействия солнечного излучения. Нижняя сторона имеет липкий слой, защищенный силиконовой пленкой. Перед креплением пленка удаляется, и лепестки черепицы приклеиваются к поверхности нижележащей черепицы, образуя двухслойное герметичное покрытие. Форма лепестков – прямоугольная, трапециедальная и «хвост бобра», цвет – красный, зеленый, серый и коричневый. Длина – 1000 мм, ширина – 317...333 мм. Крыша из битумной черепицы обладает звуко- и теплоизоляционными свойствами.

Унифлекс «Вент» – рулонный наплавляемый модифицированный битумно-полимерный кровельный материал, предназначенный для изготовления нижнего слоя «дышащего» кровельного ковра. B качестве верхнего слоя используются материалы техноэласт ЭКП и унифлекс ЭКП или ТКП. Унифлекс «Вент» имеет с нижней стороны специальное покрытие.

Битумные листы предназначены для устройства кровельных покрытий жилых домов, садовых домиков, сельскохозяйственных построек и других сооружений с уклоном крыш не менее 30°, а также для облицовки вертикальных поверхностей (стен домов, строений и т.д.).

Кровельная плитка КATEPAL сочетает в себе твердость камня и эластичность битума. Благодаря уникальной системе самонаклеивания она абсолютно герметична. Основой плитки служит толстый стеклохолст, с двух сторон покрытый качественным битумом, что обусловливает практически нулевое водопоглощение, а следовательно, исключает коррозию и гниение.

Кровельная плитка «Роки» – новейшая разработка специалистов фирмы KATEPAL. Новая прямоугольная форма плитки придает крыше оригинальный вид: она напоминает старинную гонтовую кровлю, а шесть цветовых вариантов предоставляют самые широкие возможности для создания эстетичных и надежных кровель.

Плитка КЛ открывает серию плиток KATEPAL классической шестиугольной формы. Шестиугольные плитки так же технологически совершенны, как и прямоугольные «Роки». При этом три различных вида (КЛ, «Джази», «Катрилли») дают в общей сложности 14 оригинальных цветовых вариантов, что открывает неограниченные возможности в дизайне кровель. Плитка КЛ – традиционная одноцветная плитка, отличающаяся чистотой и ясностью цвета, черный и серый – это клас-

177

сическая строгость и сдержанность, коричневый и зеленый – максимально естественные, природные цвета, красный – ярок и гармоничен одновременно.

Плитки «Катрилли» благодаря «теням» в верхней части придают кровле объемный, рельефный вид, а их удивительные натурально-природные расцветки позволяют органично воплотить самые оригинальные архитектурные решения.

13.8. Резинобитумные материалы

Эластичные резинобитумные покрытия Icopal Polar (серого цвета) и Icopal Super Polar (различного цвета) состоят из двух слоев. В качестве нижнего резинобитумного слоя можно использовать ковер, монтируемый путем приклеивания или наплавления всплошную, либо слой, наплавляемый полосами и служащий для выравнивания давления пара. В качестве верхнего слоя применяют эластичный битумный слой с посыпкой, наплавляемый всплошную. (Цвет покрытия обусловлен цветом посыпки.)

Эпикром – кровельный материал нового поколения. Его выпускают двух марок: Р – рядовой и ПнГ – с пониженной горючестью на основе синтетического этиленпропиленового каучука. Это полимер, наиболее стойкий к воздействиям внешней среды, на основе которого в настоящее время производится около 80% мягких кровельных полимерных покрытий в передовых странах мира. Электронно-химическая вулканизация рулона позволяет обеспечить качество, сопоставимое с лучшими мировыми аналогами, резко снизить энергоемкость производства и в конечном счете выйти на отпускные цены в 2–3 раза ниже, чем у поставщиков импортных материалов. Он имеет высокие физико-механические показатели: прочность – 4… 6 МПа (в зависимости от марки), относительное удлинение – 250%, стойкость к ультрафиолетовому облучению, озону, кислотным и щелочным средам, морозостойкость. Все это позволяет обеспечить срок эксплуатации кровель 25–30 лет. В комплекте с эпикромом производится и поставляется шовный герметик с применением полимерного мягчителя «Стройпол». Этот герметик может использоваться не только для герметизации швов при соединении рулонов, но и для крепления к основанию без использования клеев, мастик и других адгезивов с легколетучими, пожаро- и взрывоопасными растворителями.

178

13.9.Материалы рулонные кровельные

игидроизоляционные на основе битумов

Техноэласт предназначен для устройства кровель с малыми уклонами и для применения в системах гидроизоляции с повышенными требованиями к надежности. Уникальные фи- зико-механические характеристики этого материала обеспечиваются применением в качестве модификатора битума искусственного каучука – стирол-бутадиен-стирола (СБС).

Рубитекс – модифицированный рулонный битумно-поли- мерный кровельный и гидроизоляционный материал повышенной долговечности. Он характеризуется высокой эластичностью и гибкостью при температуре до –25 °С, увеличенным сроком службы (25 лет), исключительной надежностью, возможностью укладки при отрицательных температурах, полной совместимостью с любыми кровельными материалами.

В качестве армирующей негниющей основы рубитекса применяется полиэфирное полотно (полиэстер), каркасная стеклоткань типа РАТЛ, стеклохолст. Использование полиэстера значительно повышает устойчивость рубитекса к деформациям, что позволяет применять его при повышенной подвижности зданий и мостов.

Новопласт – битумно-полимерный наплавляемый рулонный кровельный и гидроизоляционный материал. Получают его путем двустороннего нанесения на полиэфирную основу битумно-полимерного вяжущего, состоящего из битума, полимерной добавки и наполнителя.

Бикрост – кровельный и гидроизоляционный материал, предназначенный для устройства кровель с малым уклоном и их ремонта. Бикрост марок ОК и ОП состоит из прочной органической основы, пропитанной мягкими кровельными битумами, на которую с двух сторон нанесено высококачественное битумное вяжущее. Нижняя сторона бикроста покрывается легкооплавляемой полимерной пленкой, верхняя сторона – пленкой (марка ОП) либо защитной крупнозернистой минеральной посыпкой (марка ОК).

Линокром – кровельный и гидроизоляционный материал, предназначенный для устройства кровель с малым уклоном и гидроизоляции фундаментов зданий и сооружений. Он состоит из прочной негниющей основы (стеклоткань, стеклохолст или

179