1. Физические свойства

К ним относятся плотность, теплопроводность, водостойкость и др.

Плотность. Для битумов она составляет 0,8…1,3 г/см³.

Теплопроводность. Теплопроводность битумов составляет 0,5…0.6 Вт/м^оС.

Водостойкость. Она характеризуется содержанием водорастворимых соединений (в битуме не более 0,2-0,3% по массе). Чем меньше водорастворимых веществ, тем более водостоек битум.

2. Химические свойства

Наиболее важным свойством является химическая стойкость битумов к воздействию агрессивных веществ. Битумы хорошо сопротивляются действию щелочей (с концентрацией до 50%), соляной (до 25%) и уксусной (до 10%) кислот. Менее стойки битумы в атмосфере, содержащей оксиды азота а также при действии концентрированных растворов кислот. Битум растворяется в органических растворителях. Благодаря своей химической стойкости битумные материалы широко применяют для защиты от коррозии железобетона, стали труб и др.

3. Физико-механические свойства

При высоких температурах битумы приближаются по свойствам к жидкостям, а при низких температурах приобретают свойства твердых тел. К важнейшим свойствам битумов можно отнести следующие.

Вязкость – важнейшая реологическая характеристика, изменяется в широких пределах в зависимости от группового состава и температуры. Наиболее значимое влияние на вязкость битумов оказывает соотношение асфальтенов и масел. С увеличением содержания асфальтенов вязкость повышается.

Для характеристики вязкости приняты следующие показатели:

- глубина проникновения иглы (пенетрация), определяемая пенетрометром

- температура размягчения битума, определяемая на приборе “кольцо и шар”.

Глубина пенетрации. Показатели глубины погружения иглы определяют по ГОСТ 11501. Они зависят от температуры битума а также от давления на иглу и времени ее погружения. Испытания проводятся при 25 ^оС и при 0^оС. За единицу пенетрации принята глубина проникания иглы равная 0,1 мм. В России приняты стандартные условия:

- нагрузка на иглу – 100 г при 25^оС и 200 г с при 0^оС

- продолжительность погружения – 5 с при 25^оС и 60 с при 0^оС

Достаточно часто для оценки пенетрации используют индекс пенетрации ИП, который рассчитывается по формуле 30:

ИП = , (30)

где А = ;

П₂₅ –глубина проникания иглы (в 0,1 мм) при 25^оС

Т_разм – температура размягчения.

Температура размягчения. Она определяется по ГОСТ 11506 на приборе “Кольцо и шар”. Для испытаний готовят образцы битума в латунных кольцах, которые помещают в прибор над отверстиями в подвеске. Прибор заполняют водой, водой с глицерином или глицерином (в зависимости от температуры размягчения). На поверхность битумных образцов помещают стальные шарики, а прибор нагревают до температуры, при которой они продавливают битум и касаются основания прибора. Эта температура называется температурой размягчения.

Большое значение имеет соотношение между глубиной погружения иглы и температурой размягчения. Более ценными являются битумы, у которых при данной температуре размягчения более высокий показатель глубины погружения иглы. Это будет означать относительно меньшую восприимчивость битумов к изменению температуры.

Температура хрупкости. Это характеристика вязкости дорожно-строительных битумов при отрицательных температурах. Она определяется на приборе Фрааса. Определение производится в тонком слое битума, нанесенном на металлическую пластинку. Пластинка подвергается изгибанию при равномерно снижающейся температуре. Температура, замеренная в момент появления излома в испытуемом слое битума, принимается за температуру хрупкости. Температура хрупкости – эта та температура, при которой битум становится хрупким, т.е. теряет свои вязко-пластичные свойства.

Растяжимость. Это свойство битумов принято оценивать по их способности растягиваться в нить определенной длины под действием нагрузки. Определение растяжимости (дуктильности) производится по ГОСТ 11505 с помощью дуктилометра, в котором битумный образец в виде восьмерки растягивается с постоянной скоростью. Длина нити в момент разрыва, выраженная в см, является показателем растяжимости. Чем больше вязкость битумов, тем меньше его растяжимость, т.е. чем меньше глубина проникания иглы, тем меньше его растяжимость.

Носителем эластичности битумов являются смолы, чем больше смол, тем больше растяжимость.

Растяжимость определяется при 25^оС и скорости растягивания 5см/мин.

Коэффициент стандартных свойств. Расчет коэффициента стандартных свойств проводится для определения структурного типа битума. Его определяют по формуле 31:

(31)

где Т_разм – температура размягчения

Т_хр – температура хрупкости

Д₂₅ – растяжимость (дуктильность) при 25^оС.

Если К_стд составляет ≥ 1,15, то битум имеет структуру геля (I структурный тип), при К_стд ≤ 0,65 – структуру золя (II структурный тип), при К_стд = 0,65…1,15 для битума характерен III структурный тип (золь-гель).

Старение битумов. Под старением битумов подразумевают совокупность всех химических и физических процессов, приводящих со временем к изменению их свойств. Обычно на битумы действуют тепло, солнечный свет, кислород воздуха, озон, вода, бактерии, а на битумы в дорожных покрытиях – динамические нагрузки от автомобильного транспорта. Эти факторы вызывают в молекулах битумов разрыв химических связей и образование свободных радикалов. Устойчивость битумов к действию тепла и кислорода зависит от их строения и, прежде всего, от наличия легкоокисляющихся групп и связей в макромолекулах, количество которых устанавливается методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). В результате старения возрастает содержание твердых хрупких составляющих (асфальтенов) за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел.

Оценка интенсивности старения битумов основана на изучении степени изменения свойств в результате нагрева. По ГОСТ 22245-90 изменение их свойств определяют после нагревания битума до 160^оС в течение 5 часов. Изменение температуры размягчения после прогрева и служит показателем его устойчивости к старению. Битумы, обнаруживающие большие изменения этого показателя, оказываются более склонными к атмосферному старению.

Повышение сопротивления старению битумов обеспечивают добавками ингибиторов, способствующих подавлению окислительных процессов, например, продуктов алкилирования n-крезола изобутиленом. Замедлению старения битума способствует введение в состав асфальтобетона сажи или технического углерода. Добавки алифатических аминов стабилизируют асфальтены битума, предотвращая их агрегирование, что также замедляет старение.

Марка битума. Марку битума определяют твердостью, температурой размягчения и растяжимостью. Буквенные обозначения отражают назначение битума. Например, БН – битум нефтяной, БНК – битум нефтяной кровельный, БНД – битум нефтяной дорожный и т.д.

Для битумов кровельных цифровые показатели выражаются дробью, в которой числитель – среднее значение показателя температуры размягчения в ^оС, а знаменатель – среднее значение показателя глубины проникания иглы при 25 ^оС в 10^-1мм. Например, битум БНК 45/190 – это битум нефтяной кровельный с температурой размягчения 45 ^оС и глубиной проникания иглы 190 ·10^-1мм.

Для вязких дорожных битумов цифры в обозначении марки по ГОСТ 22245-90 указывают на допустимые для марки пределы показателей глубины проникания иглы при 25^оС. Вязкие нефтяные дорожные битумы выпускаются 5 марок: БНД 40/60; БНД 60/90; БНД 90/130; БНД 130/200, БНД 200/300.

Вязкие нефтяные дорожные битумы изготовляют окислением продуктов прямой перегонки нефти и селективного разделения нефтепродуктов, а также компаундированием окисленных и неокисленных продуктов или в виде остатка прямой перегонки нефти.

Свойства вязких нефтяных дорожных битумов должны соответствовать следующим показателям (табл. 12):

Таблица 12 - Показатели свойств вязких нефтяных дорожных битумов

Наименование показателя	Норма для битума марки									Метод испытания по ГОСТ
	БНД 200/300	БНД 130/200	БНД 90/130	БНД 60/90	БНД 40/60	БН 200/300	БН 130/200	БН 90/130	БН 60/90
1.Глубина проникания иглы, 0,1мм: при 25оС при 0оС 2.Температу-ра размягчения по кольцу и шару, оС, не ниже 3. Растяжимость, см, не менее: при 25оС при 0оС 4.Температу-ра хрупкости, оС, не выше 5.Темперту-ра вспышки, оС, не ниже 6. Изменение температуры размягчения после прогрева, 0оС, не более	201-300 45 35 - 20 -20 220 7	131-200 35 40 70 6,0 -18 220 6	91-130 28 43 65 4,0 -17 230 5	61-90 20 47 55 3,5 -15 230 5	40-60 13 51 45 - -12 230 5	201-300 24 33 - - -14 220 8	131-200 18 38 80 - -12 230 7	91-130 15 41 80 - -10 240 6	60-90 10 45 70 - -6 240 6	11501 11506 11505 11507 4333 18180 11506
7.Индекс пенетрации	От -1,0 до + 1,0					От -1,5 до + 1,0				По приложению 2

Битумы нефтяные дорожные жидкие (разжиженные) (ГОСТ 11955-82) – битумы, приготовленные разжижением вязких битумов жидкими нефтяными продуктами установленного фракционного состава с добавлением ПАВ, разделяемые на марки по вязкости, определяемой вискозиметром и по комплексу показателей. Применяют для производства “холодных” асфальтобетонов при строительстве всех типов усовершенствованных дорожных покрытий и оснований, а также при укреплении грунтов.

Жидкие битумы в зависимости от скорости формирования структуры подразделяются на:

- густеющие со средней скоростью (СГ);

- медленногустеющие (МГ);

- медленногустеющие из остаточных нефтепродуктов (МГО).

В зависимости от условной вязкости, определяемой по вискозиметру временем в секундах, за которое 50 мл битума с температурой 60^оС выливается через отверстие вискозиметра диаметром 5 мм, жидкие битумы подразделяются на следующие марки:

СГ 40/70 СГ 70/130 СГ 130/200

МГ 40/70 МГ 70/130 МГ 130/200

МГО 40/70 МГО 70/130 МГО 130/200

Для разжижения вязких битумов с целью получения жидких (разжиженных) битумов используют жидкие нефтепродукты (керосин, бензин, мазут и др.).

Битумы нефтяные дорожные жидкие (разжиженные) должны иметь следующие показатели свойств по ГОСТ11955-82 (табл. 13).

Таблица 13 - Качественные показатели жидких дорожных битумов, нормируемые ГОСТ 11955-82

Показатель	Норма для марки									Метод
	СГ 40/70	СГ 70/130	СГ 130/200	МГ 40/70	МГ 70/130	МГ 130/200	МГО 40/70	МГО 70/130	МГО 130/200
Условная вязкость по вискозиметру, с Количество испарившегося разжижителя, % не менее Температура размягчения остатка после определения количества испарившегося разжижителя, оС, не ниже Температура вспышки, оС, не ниже	40-70 10 37 45	71-130 8 39 50	131-200 7 39 60	40-70 8 28 100	71-130 7 29 110	131-200 5 30 120	40-70 - - 120	71-130 - - 160	131-200 - - 180	ГОСТ 11503 ГОСТ 11504 ГОСТ 11506 ГОСТ 4333 ГОСТ 11508
Испытание на сцепление с мрамором или песком	Выдерживает в соответствии с контрольным образцом № 2

Битумы нефтяные типа БН маркируются также, как и битумы дорожные. Битумы БН выпускаются 4 следующих марок: БН 60/90; БН 90/130; БН 130/200; БН 200/300.

Для определения типа битума можно использовать стандартные показатели в соответствии с данными табл. 14.

Таблица 14 - Сравнительные характеристики битумов различных структурных типов при равном значении проникания иглы

Показатели свойств	Тенденция изменения показателей свойств для битумов типа
	гель	золь	золь-гель
Коэффициент стандартных свойств	≥ 1,15	≤ 0,65	0,65…1,15
Индекс пенетрации	≥ 1,0	≤ - 1,0	-1,0…1,0
Когезия	низкая	высокая	промежуточные свойства
Растяжимость при 25оС при 0оС	низкая высокая	высокая низкая	промежуточные свойства
Температура размягчения хрупкости	высокая низкая	низкая высокая	промежуточные свойства
Склонность к изменению свойств при старении	большая	малая	промежуточные свойства

Асфальтобетоны

Асфальтобетоны изготавливаются из асфальтового вяжущего, представляющего собой смесь битума с тонкомолотым минеральным порошком, крупного заполнителя – гравия или щебня и мелкого заполнителя – песка.

Асфальтобетоны по назначению подразделяются на гидротехнические, дорожные и аэродромные.

Основные свойства асфальтового бетона зависят от примененного асфальтового вяжущего, состава бетона и его пористости. Пористость асфальтового бетона составляет 1-18%. Плотные бетоны (с пористостью не более 5%) обычно водонепроницаемы. Пористость ухудшает долговечность асфальтового бетона в связи с возрастанием водопоглощения, снижением морозостойкости и снижением стойкости к химической коррозии.

В отличие от цементного бетона, на показатели прочности асфальтобетона сильно влияет температура. Например, если предел прочности при сжатии асфальтобетона при 20^оС составляет ~ 2-2,5 МПа, то при 50^оС ~1 МПа.

Асфальтобетоны укладывают в горячем или холодном состоянии. Наиболее распространены горячие асфальтобетонные смеси, имеющие при укладке температуру от 140 до 170 ^оС. Для их приготовления предварительно высушенные и подогретые до 180-200 ^оС минеральные составляющие бетона (тонкомолотый минеральный порошок, песок, щебень) загружают в смеситель, в котором их перемешивают с расплавленным битумом. Готовые асфальтобетонные смеси укладывают и уплотняют катками. Через 1-2 часа асфальтобетон отвердевает, приобретая прочность камня.

Асфальтобетоны, укладываемые в холодном состоянии, приготовляют на жидких битумах и битумных эмульсиях. Жидкий битум подогревают до 110-120 ^оС и смешивают с высушенными и подогретыми до той же температуры заполнителями. Асфальтобетонную смесь с температурой 60 ^оС развозят на места и укладывают при температуре окружающей среды не ниже +5 ^оС.

Качество асфальтобетона зависит от его состава, технологии приготовления смеси, укладки и уплотнения. Изучение физико-химических процессов на границе минеральный материал - битумное вяжущее дает возможность обоснованно выбрать состав асфальтобетонной смеси, который при определенном режиме приготовления обеспечивает требуемые физико-механические свойства асфальтобетона. Природа, прочность, пористость, гранулометрический состав минеральной части оказывает влияние на особенности взаимодействия с различными вяжущими материалами.

Классификация асфальтобетона

ГОСТ 9128-97 “Cмеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия” устанавливает следующие классификационные признаки асфальтобетона

1. Асфальтобетонные смеси на вязких битумах называются горячими, на жидких – холодными.

2. По наибольшей крупности минеральных зерен асфальтобетон может быть крупнозернистым – до 40 мм, мелкозернистым – до 20 мм и песчаным до 5 мм.

3. В зависимости от содержания щебня асфальтобетон подразделяется на типы:

А – 50..60%

Б – 40…50%

В – 30…40%

Г – песчаный с искусственным (дробленым) песком

Д – песчаный с природным песком

Для обозначения холодных смесей добавляется индекс х, например, Б_х, В_х и т.д.

4. По пористости асфальтобетон из горячих смесей подразделяется на разновидности:

- высокоплотные………1…2,5% пор по объему

- плотные……………….2,5…5,0% пор

- пористые………………5…10% пор

- высокопористые………10…18% пор

5. По качеству составляющих материалов и физико-механическим свойствам асфальтобетон подразделяется на марки:

I – для горячего высокоплотного асфальтобетона

I-II-III – для горячего плотного асфальтобетона

I-II – для горячего пористого и высокопористого и для холодного асфальтобетона

Тип асфальтобетона и его марку назначают в зависимости от характера движения автомобилей конструкции дорожной одежды, имеющихся материалов, климатических условий района строительства и условий производства работ. Если выбранный асфальтобетон не соответствует условиям эксплуатации, на покрытии возникают и развиваются деформации и разрушения, а именно:

- пластические сдвиги, волны, колея при высокой летней температуре

- трещины зимой

- шелушение поверхности и выбоины при знакопеременной температуре весной.

Минеральные материалы для асфальтобетона

Щебень (ГОСТ 8267-93) – дробленый и разделенный на фракции материал из монолитных горных пород, или получаемый дроблением гравия. Для дробления используют в основном граниты и известняки и применяют различные по конструкции и мощности камнедробильные машины, от которых зависит качество получаемой продукции. Лучшей формой зерен щебня считается кубовидная или тетраэдрическая.

Производство щебня включает следующие этапы: добычу камня, дробление, сортировку (грохочение). Добыча камня производится в карьерах в основном буровзрывным способом, затем сырье доставляется на дробильно-сортировочный завод.

Содержание зерен щебня лещадной (ширина их в 3 раза превышает толщину) и игловатой (длина в 3 и более раза превышает толщину и ширину) формы не должно быть больше допустимых стандартов, приведенных в табл. 15.

Таблица 15 - Нормируемый показатель содержания в щебне зерен пластинчатой и игловатой формы

Группа щебня	Содержание зерен в щебне, % по массе
1	До 15 включительно
2	15-25
3	25-35
4	35-50

Для дорожного строительства щебень применяют в основном четырех фракций: с размером зерна 5-10; 10-20; 20-40; 40-70(80) мм.

Гравий (ГОСТ 8267-93) получают делением (разгрохоткой) на фракции песчано-гравийных смесей.

Природный гравий представляет собой рыхлую смесь окатанных обломков горных пород размером от 5(3) до 70(80) мм. По происхождению он может быть горным, речным, морским и ледниковым. Горный гравий имеет более угловатую форму зерен, что благоприятно сказывается на сцеплении с вяжущим, но более загрязнен пылевато-глинистыми примесями. Речной и морской гравий имеет гладкую поверхность, что ухудшает сцепление с вяжущим. Лучшей разновидностью гравия считается ледниковый, который менее окатан и имеет более равномерный зерновой состав. Из-за недостаточного сцепления с цементным камнем в бетоне гравий, как правило, не применяется в бетонах с пределом прочности выше 30 МПа.

Обработка гравия заключается в его сортировке по фракциям и промывке. При содержании в гравии природного песка от 25 до 40% материал называют гравийно-песчаной смесью.

Гравий для асфальтобетонов должен соответствовать требованиям ГОСТ8267-93. Для асфальтобетонов применяют гравий фракций 5-10, 10-20(15), 20(15)- 40, а также смеси указанных фракций.

Качество щебня и гравия характеризуется показателями:

- прочности (маркой по раздавливанию в цилиндре, по сопротивлению износу в полочном барабане, по морозостойкости)

- крупностью и формой зерен (фракции 5…40 мм. форма зерен- кубовидная, количество лещадных зерен для смеси А до 15%, для смеси Б 25% и В -35% по массе)

- степенью загрязненности пылевато-глинистыми частицами (не более 1,5% по массе)

- петрографическим составом, который влияет на шероховатость покрытия. Чем выше шероховатость, тем лучше сцепление колес автотранспорта с дорогой. Шероховатость для гранита сохраняется до 5 лет эксплуатации дороги, а для известняка – один сезон, хотя адгезия битума к поверхности известняка больше, чем к граниту.

Песок (ГОСТ 8736). Песком называют рыхлую смесь зерен материала природного или искусственного происхождения размером от 0,16 до 5 мм.

По минерало- петрографическому составу различают кварцевые, полевошпатные, карбонатные и другие пески. Как правило, лучшие по качеству пески – кварцевые, и они чаще других используются. Однако при производстве бетонов и асфальтобетонов их можно заменять на другие пески.

По происхождению пески подразделяются на горные (овражные), речные, морские, барханные, дюнные и др. Каждый из них имеет положительные и отрицательные свойства: горные пески содержат повышенное содержание глины, но обладают неокатанной формой зерен, более благоприятно влияющей на прочность сцепления с цементным камнем в бетоне. Морские могут содержать обломки раковин, снижающих прочность бетонов и асфальтобетонов. Кроме того, речные и морские пески имеют гладкую поверхность зерен, не обеспечивающую достаточного сцепления с вяжущим веществом, но они более чистые. Дюнные и барханные пески сложены очень мелкими частицами, не отвечающими требованиям стандартов.

Показателями, характеризующими пески, являются:

- зерновой состав и модуль крупности

- содержание пылеватых и глинистых частиц

- минерало-петрографический состав

В асфальтобетонах могут применяться различные пески. Крупные пески оцениваются модулем крупности М_кр > 2,5 и содержанием в них зерен крупнее 0,63 более 50%. Пески средние оцениваются модулем крупности М_кр = 2 – 2,5 и содержанием в них зерен крупнее 0,315 в пределах 35- 50%.

Применяемый для асфальтобетонов песок природный и из отсевов дробления горных пород должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736, согласно которому cодержание глинистых частиц не должно превышать 0,5% для асфальтобетона марок I и II, и не более 1% для марки III.

Прочность песков оценивается по прочности горных пород, при естественном разрушении которых они образуются (природные пески), или из которых получаются при дроблении (дробленые пески).

Минеральный порошок (ГОСТ 52129-2003). Он представляет собой полидисперсный материал и является важнейшим структурообразующим компонентом асфальтобетона. На его долю приходится до 95% суммарной поверхности минеральных зерен асфальтобетона.

Основное назначение минерального порошка – переводить объемный битум в пленочное состояние. При этом повышается вязкость и прочность битума. Вместе с битумом минеральный порошок образует структурированную дисперсную систему, которая выполняет роль вяжущего материала в асфальтобетоне. Кроме того, минеральный порошок заполняет поры между частицами песка что способствует повышению плотности асфальтобетона и снижению расхода битума.

Основные закономерности взаимодействия битума и минерального порошка в асфальтовом связующем

Лучшими для асфальтобетонов являются минеральные порошки, получаемые в результате тонкого измельчения известняков и доломитов. Также широкое применение нашли минеральные порошки из отходов промышленности: цементной пыли, золы-уноса ТЭЦ, молотых основных доменных шлаков, шламов доменного и конверторного производства, пиритных огарков и др. В Башкортостане проведены исследования и показана возможность применения отходов содового и сахарного производства для этой цели.

Карбонатные и доломитовые горные породы дают лучшее сцепление с битумом. На поверхности минерального порошка из этих материалов битум образует водонерастворимые химические соединения, то есть происходит хемосорбционное взаимодействие. Кислые горные породы (гранит, андезит и другие), содержащие более 65% SiO₂, при взаимодействии с битумом не образуют хемосорбционных соединений. Адгезия битума к этим зернам пониженная, а асфальтобетон отличается более низкими показателями прочности, водо- и теплостойкости.

Для повышения гидрофобности и сцепления с битумом минеральный порошок активируют ПАВами в процессе помола или после помола введением гидрофобизаторов. В качестве ПАВ в этом случае применяют анионные соединения – смолу госсиполовую (хлопковый гудрон), гудрон жировой и другие.

Активность минерального порошка объясняется его высокоразвитой поверхностью, которая составляет 2500…5000 см²/г. Чем выше этот показатель, тем выше активность минерального порошка. Однако очень высокая дисперсность порошков приводит к слипанию наиболее мелких частиц. По ГОСТ 52129-2003 в минеральном порошке должно содержаться частиц меньше 0,071 мм не менее 70% в неактивированном и не менее 80% в активированном порошке. При этом все остальные зерна минерального порошка должны проходить через сито с отверстиями 1,25 мм.

Битум. Вяжущим в асфальтобетоне могут быть жидкий и вязкий нефтяные битумы.

Рулонные битумные материалы

В настоящее время выпускаются основные и безосновные рулонные битумные материалы, которые используются для устройства кровель, гидроизоляции и других целей. Основой являются кровельный картон, асбестовое полотно, стеклоткань и стекловойлок и т.п. Безосновные получают в виде полотнищ определенной толщины, применяя прокатку смесей из битума, наполнителя (минерального порошка или дробленой резины) и добавок.

С целью улучшения механических свойств и предотвращения слеживаемости поверхность таких материалов покрывают минеральными посыпками из песка, шлака, слюды и других материалов. Посыпки бывают пылевидные, мелкозернистые, среднезернистые, крупнозернистые и чешуйчатые.

Основные рулонные материалы. Основные рулонные материалы представлены в широком ассортименте. К ним относятся следующие материалы.

Пергамин. Его изготавливают из кровельного картона пропиткой нефтяным битумом марки БНК 45/180. Применяют как подкладочный материал при устройстве мягких кровель, а также для пароизоляции.

Рубероид. Его изготавливают из кровельного картона пропиткой нефтяным битумом марки БНК 45/180 с последующим покрытием тугоплавкими покровными битумами БНК 90/40 и БНК 90/30. Для уменьшения слеживаемости и повышения термостойкости осуществляют посыпку поверхности. Выпускают рубероид следующих марок:

- РКК – рубероид кровельный с крупнозернистой посыпкой;

- РКМ - рубероид кровельный с мелкозернистой посыпкой;

- РПМ - рубероид подкладочный с мелкозернистой посыпкой;

- РКЧ - рубероид кровельный с чешуйчатой посыпкой;

- РЭМ - рубероид кровельный с эластичным покровным слоем;

- РК – наплавляемый рубероид кровельный;

- РМ - наплавляемый рубероид подкладочный.

Гидроизол. Он представляет собой беспокровный гидроизоляционный материал, получаемый путем пропитки асбестового картона нефтяными битумами. Применяют для создания гидроизоляционного слоя в подземных сооружениях и для противокоррозионной защиты.

Стеклорубероид и стекловойлок. Их получают путем двухстороннего нанесения битумного вяжущего на стеклянный холст или стекловойлок и покрытия с одной или двух сторон слоем посыпки. Применяют для оклеечной изоляции и изготовления кровельного ковра.

Фольгоизол. Его изготавливают из алюминиевой фольги, покрытой битумно-резиновым составом. Применяют для пароизоляции, герметизации стыков и изготовления кровельного ковра.

Толь. Толь получают пропиткой кровельного картона дегтем, с последующим покрытием дегтем и посыпкой песком или крошкой. Используют для гидроизоляции и устройства мягких кровель.

Бикрост. Он представляет собой покрытие окисленным битумом стеклохолста. Используют как кровельный и гидроизоляционный материал.

Бикроэласт. Он представляет собой покрытие окисленным битумом полиэфирного нетканого полотна. Применяют для изготовления кровельного ковра, гидроизоляции и защиты трубопроводов.

Безосновные рулонные материалы. Их получают прокаткой смесей из битума, наполнителя (минерального порошка или дробленой резины) и добавок. К ним относятся следующие материалы.

Изол. Изол получают прокаткой на каландрах резинобитумной композиции на основе девулканизированной резины, минерального наполнителя, антисептика и пластификатора. Он более долговечен, чем рубероид, обладает эластичностью и биостойкостью. Используют для гидроизоляции бассейнов, резервуаров, стен подвалов, а также для защиты трубопроводов и труб.

Бризол. Его получают прокаткой на каландрах массы из нефтяного битума, дробленой резины, асбестового волокна и пластификатора. К недостаткам бризола можно отнести развитие усадочных деформаций из-за старения резины. Применяется для гидроизоляции, а также для защиты трубопроводов от коррозии.

Обмазочные и оклеивающие материалы

Эмульсии. Эмульсией называется коллоидная высокодисперсная система, в которой дисперсная фаза и дисперсионная среда являются несмешивающимися жидкостями в присутствии эмульгатора, препятствующего их расслаиванию. Эмульгатор представляет собой поверхностно-активное вещество (ПАВ), необходимое для образования стабильной эмульсии. Он создает защитные оболочки вокруг частиц дисперсной фазы, в результате чего они не слипаются между собой.

Существуют различные виды водных эмульсий, в частности:

-эмульсия анионоактивная

- эмульсия катионоактивная

- эмульсия прямая

- эмульсия обратная.

Эмульсией анионоактивной называется эмульсия, приготовленная с применением в качестве эмульгатора анионоактивных веществ, имеющих щелочные полярные группы: рН таких эмульсий колеблется в пределах 9…13.

Эмульсией катионоактивной называется эмульсия, приготовленная с применением в качестве эмульгатора катионоактивных веществ, имеющих кислотные полярные группы: рН таких эмульсий колеблется в пределах 2…6.

Эмульсия прямая – это эмульсия, в которой органическая жидкость является дисперсной фазой и в виде мельчайших капелек распределена в дисперсионной среде – воде.

Эмульсия обратная – это эмульсия, в которой диспергирована на мельчайшие капельки вода, а дисперсионной средой служит органическая жидкость.

Главной задачей эмульгатора является стабилизация элементов дисперсной фазы в эмульсии. Эмульгаторы должны удовлетворять следующим требованиям:

- хорошо и быстро растворяться в дисперсионной среде;

- обеспечивать получение устойчивых во времени эмульсий;

- не допускать образование обратных эмульсий.

Битумные эмульсии – дисперсные системы, которые состоят из битума, воды и эмульгатора, придающего системе устойчивость. Битум в такой системе может выступать как в виде дисперсной фазы, так и дисперсионной среды. В первом случае он образует прямую эмульсию, во втором – обратную эмульсию.

Битумные дорожные эмульсии (ГОСТ 18659) относятся к эмульсиям прямого типа, в которых битум распределен в виде капель. Содержание битума определяется целевым назначением эмульсии и обычно составляет 30-70% по массе. Цвет битумных эмульсий – коричневый, от светлого (при невысоком содержании битума) до темного в зависимости от степени дисперсности входящего в них битума. Важным показателем является устойчивость эмульсий при хранении. Катионные эмульсии необходимо хранить и применять при температуре не ниже 5^оС. Замораживание эмульсии недопустимо, поскольку при последующем оттаивании она разрушается необратимо. Максимальная температура, при которой можно хранить и применять битумную эмульсию, не должна превышать 85^оС.

Эмульсии достаточно устойчивы в объеме, но обладают высокой чувствительностью при соприкосновении с поверхностью различных материалов. При нанесении на поверхность или при смешении с каменными материалами эмульсия распадается на составные части – битум и воду. Битумные эмульсии по скорости распада подразделяются на:

- быстрораспадающиеся (в течение нескольких минут)

- среднераспадающиеся (в течение нескольких часов)

- медленнораспадающиеся (в течение нескольких суток)

Необходимая скорость распада эмульсий определяется технологией применения. Быстрораспадающиеся эмульсии используют для поверхностной обработки, грунтовки и устройства щебеночного покрытия методом пропитки. Среднераспадающиеся эмульсии применяют для приготовления черного щебня, устройства поверхностной обработки, проведения ямочного ремонта и укладки слоев дорожной одежды по методу пропитки. Медленнораспадающиеся эмульсии используются для устройства слоев дорожной одежды из минеральных наполнителей (щебня, гравия, песка), обработанных способом смешения на дороге, а также для плотных щебеночных, гравийных и песчано-гравийных смесей, приготовленных в установке, и для укрепления грунтов.

Прямые битумные эмульсии в зависимости от типа эмульгатора делятся на 4 вида:

- анионные (ЭБА 1,2,3);

- катионные (ЭБК 1,2,3);

- неионные;

- пасты (эмульгаторы - минеральные порошки).

Неионные эмульсии применяются очень редко, в случаях, когда требуется исключительная стабильность эмульсий, в первую очередь для холодных асфальтобетонных смесей, содержащих большое количество мелкодисперсного заполнителя. В основном в дорожном строительстве используют анионоактивные и катионоактивные битумные эмульсии.

Катионоактивные битумные эмульсии. Наиболее применяемыми в последнее время стали эмульсии катионного типа, с электроположительным зарядом капель битума (рис.14). В качестве катионных эмульгаторов используются аминные соединения типа моноамина RNH₂ или диамина R-NH-R₁-NH₂ . Аминные соединения нерастворимы в воде, и в растворимую форму их переводят взаимодействием с соляной кислотой, в результате чего образуются водорастворимые хлористые соединения типа хлорамина R-NH₃Cl. Показатель рН катионных эмульсий составляет от 1 до 6 за счет избытка соляной кислоты.

Катионоактивные битумные эмульсии (ЭБК) подразделяются на три класса:

- быстрораспадающаяся эмульсия ЭБК-1;

- среднераспадающаяся эмульсия ЭБК-2;

- медленнораспадающася эмульсия ЭБК-3.

Эмульсии ЭБК представляют собой суспензии, состоящие из битума, во-

ды, эмульгаторов, соляной кислоты и хлористого кальция, применяемого в качестве стабилизатора – вещества, влияющего на стабильность эмульгатора.

Анионоактивные битумные эмульсии. Анионоактивные битумные эмульсии (ЭБА) с электроотрицательным зарядом капель битума (рис.15) используются реже, так как они менее стабильны и хуже осаждаются на поверхности каменного материала, особенно с кислотным характером.

В качестве анионных эмульгаторов используются: асидол-мылонафт, кубовые остатки нефтепереработки, контакт Петрова, госсиполовая смола (хлопковый гудрон), жировой гудрон, таловое масло и др. В состав анионных эмульгаторов входят жирные кислоты общей формулой RCOOH.

Рисунок 14 - Катионоактивная битумная эмульсия

Эмульгаторы являются нерастворимыми веществами, и в раствор их переводят при химическом взаимодействии с гидроксидом натрия, в результате чего образуются водорастворимые натриевые соли данных кислот. Показатель рН таких эмульсий составляет от 9 до 13, и, как правило, они содержат избыточное количество гидроксида натрия.

Рисунок 15 - Анионоактивная битумная эмульсия

Эмульсия, стабильная при хранении и транспортировке, при нанесении на минеральный заполнитель или на поверхность дорожного покрытия, должна необратимо разрушаться с требуемой скоростью. Скорость разрушения эмульсий регулируется типом и количеством эмульгатора. Однако на скорость разрушения влияют и другие факторы, такие как природа минерального заполнителя, температура и другие климатические условия. Когда эмульсия наносится на поверхность минерального заполнителя, электрические заряды поверхности минерала быстро поглощают определенное число ионов эмульгатора до уровня, при котором начинается разрушение эмульсии. Битум, высвобождаемый в процессе разрушения катионной эмульсии и имеющий на своей поверхности положительные заряды, хорошо прилипает к поверхности минерала с отрицательными зарядами.

На скорость разрушения и адгезию битумных эмульсий оказывает большое влияние минеральный состав заполнителя. Заполнители можно характеризовать как имеющие щелочной и кислотный характер поверхности. Примером заполнителя со щелочным характером поверхности может служить известняк, примером заполнителей с кислым характером поверхности – гранит и кварцит. Эмульсии по-разному ведут себя на заполнителях различной природы (табл. 16)

Таблица 16 -Поведение битумных эмульсий на заполнителях различной

природы

Эмульсия	Заполнитель	Результаты
		скорость разрушения	адгезия
анионная	кислотный	медленная	слабая
анионная	щелочной	средняя	высокая
катионная	кислотный	быстрая	очень высокая
катионная	щелочной	быстрая	высокая

На стабильность эмульсий оказывает влияние температура. При повышении температуры ускоряется испарение воды из эмульсии, что приводит к уменьшению объема дисперсионной среды (воды), повышается концентрация битума и битумные капли начинают соединяться друг с другом. В ходе этого процесса некоторая часть водной фазы может оказаться внутри битума, в результате чего образуется обратная эмульсия. Помимо температуры, на скорость распада эмульсий влияют такие погодные факторы, как относительная влажность и скорость ветра. При понижении влажности воздуха будет также происходить ускоренное испарение воды из эмульсии, что может привести к превращению ее в обратную. Разрушение эмульсий может быть ускорено воздействием механических сил, например, вибрацией катков или сильными порывами ветра.

Мастики. Мастиками называются смеси битума или дегтя с минеральными наполнителями: пылевидными (цементом, золой, мукой из известняка, мела, доломита и др.) и волокнистыми (асбестом, минеральной ватой и др.).

Классифицируют мастики по виду связующего. Они бывают битумные, битумно-резиновые, битумно-полимерные, дегтевые, дегтеполимерные, полимерные.

По назначению мастики подразделяются на кровельные, гидроизоляционные, кровельно-гидроизоляционные и антикоррозионные

По способу использования различают мастики:

- горячие. К ним относятся кровельные и кровельно-гидроизоляционные мастики. Температура нанесения их составляет 130…180^оС. Применяют для склеивания рулонных материалов, а также устройства мастичных кровель, армированных волокнистыми стекломатериалами.;

- холодные. К ним относятся гидроизоляционные мастики. Температура нанесения их составляет 70^оС. Применяют для штукатурной гидроизоляции.

Герметики. Герметики используют для уплотнения швов между элементами сборных конструкций. Они обеспечивают эластичность, необходимую для восприятия температурных и усадочных деформаций, и не допускают проникания влаги через швы. К герметикам относятся следующие материалы.

Пороизол. Его получают вулканизацией газонаполненной резины, модифицированной нефтепродуктами. Пороизол изготавливают в виде полос 40х40 и 40х30 мм, а также в виде лент и жгутов диаметром 10…60 мм.

Гернит. Гернит изготавливается в виде пористой эластичной прокладки (жгута) с водонепроницаемой пленкой на поверхности. Для этого используют негорючий полихлоропреновый каучук, который хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям. Длина – 3 м, диаметр 20, 40 и 60 мм. По своим свойствам гернит превосходит пороизол и является более долговечным материалом.

Мастика-изол. Это нетвердеющая и невысыхающая мастика на основе резинобитумного вяжущего с добавлением высокомолекулярного полиизобутилена, канифоли, кумароновой смолы, асбеста и антисептика. Этот материал применяется для обмазки и приклейки пороизола.