6. Строительные материалы специального функционального назначения

К материалам функционального назначения относятся специально созданные композиции для защиты от намокания – гидроизоляционные, для сохранения тепла в помещении – теплоизоляционные, для защиты от шума – акустические, от воздействия кислой среды – кислотостойкие, а также жаростойкие, радиационностойкие, отделочные, т. е. материалы, выполняющие специальные функции.

6.1 Гидроизоляционные материалы

Материалы, изготовленные для защиты от воды, должны быть водонепроницаемыми, гидрофобными, стойкими к её воздействию. Самыми доступными и простыми в работе являются органические вяжущие материалы: битум, дёготь, полимеры, а также сера, парафин и др. Эти материалы при нагревании становятся подвижными, легко проникающими в поры другого материала жидкостями, имеют хорошую адгезию ко многим поверхностям, застывают в капиллярах при охлаждении, закрывая не только поры, но и дефекты, трещины.

Чтобы легко покрывать гидроизоляционным слоем большую поверхность, надо было найти гибкую основу, на которую наносится слой битума. Так появились рулонные гидроизоляционные материалы. В наше время выпускают и делают на местах различные составы мастик, паст, эмульсий, но рулонные материалы делают в заводских условиях.

Гидроизоляционные материалы разделяют по структурно-функциональным признакам на мастичные (окрасочная изоляция) и рулонные (оклеечная изоляция) материалы.

Мастичные составы – это те же асфальтовые растворы, где жидкой фазой является битум или дёготь, а наполнителем может быть любой минеральный порошок с добавкой антисептика. Чистый битум недолговечен, хрупок, особенно при низкой температуре, размягчается при повышении температуры, сплывая с поверхности. Чтобы сделать его более температуростойким, менее хрупким, более пластичным и «нестареющим», его наполняют тонкомолотыми порошками, лучше карбонатных пород. Это может быть измельчённый известняк, магнезит, тальк, отходы цемента, зола и волокнистые минеральные материалы: асбест, минеральная вата, стекловолокно. Наполнители адсорбируют на своей поверхности масла, составляют непрерывную каркасную сетку, укрепляя или армируя смесь, защищают углеводороды от воздействия ультрафиолетовых лучей и кислорода, стабилизируя состав на более длительный срок работы. Смесь становится гуще, устойчивее, долговечнее, у неё меньше расход вяжущего.

Мастики бывают по виду вяжущего: битумные, битумно-резиновые, битумно-полимерные. По способу применения: горячие (до 160°С), холодные (с растворителем), используемые без подогрева и с подогревом (до 60-70°С), укладываемые на защищаемую поверхность при температуре не ниже 5°С;

по назначению: приклеивающие, гидроизоляционно-асфальтовые, кровельно-изоляционные и антикоррозионные.

Холодные мастики с растворителем позволяют положить более тонкий слой, чем горячие. Приклеивающими приклеивают рулонные материалы при устройстве покрытий оклеечной гидроизоляцией. Теплостойкость мастики указывается на марке: МБК-Г-65 (мастика битумная кровельная, горячая с температурой размягчения 65°С) или МДК-Г-60 (мастика дёгтевая кровельная, горячая и т. д.).

Антикоррозионные мастики предназначены для защиты строительных конструкций и трубопроводов от намокания и воздействия внешней среды. В этих мастиках наполнитель волокнистой структуры, так как с волокнами легче сохранить битумно-полимерный изоляционный слой без трещин. Для изоляции подземных конструкций и трубопроводов составляют битумно-резиновые мастики. Более качественные мастики получают с добавкой полимеров, каучуков, придающих составу эластичность при низкой температуре.

Мастики, приготовленные из расплавов, используют горячими. При охлаждении покрытие структурируется, образуя твёрдую плёнку в несколько миллиметров.

Битумно-резиновые мастики делают холодными на растворителях. Получают раствор битума: в толуоле, керосине, бензине, и др. Жидкий состав наполняют порошком или волокном, резиновой крошкой, добавляют антисептик. Применяют такие растворы подогретыми и холодными. После нанесения его на защищаемую поверхность растворитель испаряется – появляется изолирующая непрерывная плёнка из оставшегося битума или дёгтя, склеивающая частички наполнителя. Если в составе есть полимер – происходит соединение битума с полимером.

Эмульсии – коллоидные системы, которые приготавливают из водного раствора эмульгатора – нерастворимого в воде минерального порошка или мыла, с добавлением в него взбитого в миксере с горячей водой ПАВ, битума или дёгтя. Устойчивость не смачивающемуся водой битуму, превращённому в мельчайшие капли, обеспечивают эмульгаторы: это мыла, ССБ, казеин, суспензия из порошков извести, глин, алеата натрия и др. Эти тонкие частички адсорбируются на поверхности капель битума или дёгтя, препятствуя их слипанию. Сначала подогретый битум или дёготь диспергируют в воде с ПАВ, затем вводят 5-15% эмульгатора.

Содержание битума в эмульсиях – 50-60%, в пастах – 60-70%.

Паста – это высоко концентрированная эмульсия, которую разводят водой до нужной консистенции. Пасты используют для приклеивания рулонных и штучных листов, грунтовок – оснований под гидроизоляцию, а также в качестве вяжущего при изготовлении асфальторастворов, асфальтобетонов. Для большей пластичности при низких температурах вводят 3-8% нефтяных масел в качестве пластификатора. Добавки полимеров, включаясь в коллоидную структуру битумов, улучшают их свойства, модифицируют битумы.

Рулонные гидроизоляционные материалы изготавливают в условиях завода, тогда как мастичные делают часто на месте строительства. Рулонные могут быть основными и безосновными, покровными и беспокровными.

Основные гидроизоляционные материалы содержат в структуре основу: бумагу, картон, ткань, фольгу или плёнку, которые пропитываются гидрофобным составом (легкоплавким битумом, дёгтем или их смесью с полимером). Затем на этот рулонный материал наносят дополнительно с одной или двух сторон покровный состав из тугоплавких битумов с посыпкой из минеральных порошков. После охлаждения рулон скатывается.

Посыпка бывает крупнозернистая (К) из молотых горных пород, мелкозернистая (М), пылевидная (П), чешуйчатая (Ч). Посыпки на поверхности битумного слоя повышают атмосферостойкость, твёрдость, температуростойкость покровного слоя. Основу для них получают из бумажной макулатуры, тряпья, древесной целлюлозы, стекловолокна, асбестоволокна, полимерных волокон, плёнок, фольги и металлических сеток.

Если это картон, пропитанный битумом, получают рубероид, если пропитан дёгтем – толь. Если основа из стекловолокна – получают стеклорубероид, если фольга – фольгорубероид, если бумага – пергамин, если несколько слоёв ткани пропитаны полимером – текстолиты.

Рубероид может быть кровельным (К) и подкладочным (П). Для районов Севера выпускают рубероид эластичный модифицированный РЭМ-350 с покровным слоем из битума с полимером. Добавка полимера, гудрона и наполнителя (волокон) снижает температуру хрупкости покровного слоя до -50°С, увеличивает долговечность.

Выпускают наплавляемый рубероид с утолщённым нижним покровным слоем. При его расстилке наклейка на основание осуществляется расплавлением пламенем горелки этого покровного слоя.

Рулонными изоляционными материалами изолируют от увлажнения пролётные строения мостов, путепроводов, туннелей, герметизируют сооружения в стыках, уплотняют деформационные швы.

Если к гидроизоляционному слою добавляют слой из пенистой пластмассы – получают ещё и теплоизоляцию. Таким материалом является пенофол, он служит для паро- и теплоизоляции стен, потолков подвалов.

Безосновные рулонные материалы получают в виде полотнищ, применяя способ формования – прокатку смеси до определённой толщины из битума, измельчённой резины или каучука, латекса и наполнителя, а также добавок пластификатора и антисептика.

Таким способом делают штучные изделия и рулонные покрытия, фасонные листы, кровлелит, черепицу (мягкую) и др. Изделия могут быть армированы металлической сеткой или стеклотканью.

К безосновным рулонным материалам относятся: изол, бризол, гидробутил. Толщина их – до 2 мм, поэтому используют для защиты подземных металлических конструкций и трубопроводов от коррозии, приклеивая к поверхности битумно-резиновой мастикой; изолируют резервуары, подвалы, фундаменты, плоские и пологие кровли, купола.

К гидроизоляционным относят плёночные полимерные материалы. Толщина плёнки зависит от назначения, она может быть от 0,2 до 2 мм, выпускается в рулонах из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида. Для повышения прочности её армируют стеклотканью, синтетическими волокнами.

Из стеклопластиков изготавливают кровельные листы; из кровельного картона или стеклянной ткани, пропитанных полимером, изготавливают рулонные кровельные покрытия.

Герметики служат для заполнения и уплотнения швов. Они могут быть нетвердеющими и отвердевающими. Нетвердеющие – это каучуки с добавкой тонкодисперсного минерального наполнителя (мел, известняк). Этот состав нагнетают шприцем после нагрева в разъем и закрывают строительным раствором.

Если герметик состоит из двух компонентов, то один из них вулканизирующая добавка или отвердитель. Смесь наносят из мундштука, затем идёт процесс полимеризации, герметик отвердевает.

Разработаны силиконовые герметики с отвердителем, переходящие из пастообразного состояния в резиноподобное.

Пористые жгуты – пороизол – делают из резиновой крошки, мягчителя, порообразователя и антисептика. Используют при заделке вертикальных и горизонтальных швов, зазоров между оконными коробками. Гернит – мягкий жгут в водонепроницаемой плёнке, более долговечен.

Применяют герметики сплошного и полого сечения, где можно создать вакуум. При размещении прокладки внутри стыка конец жгута отрезают, его полость наполняется воздухом, он, увеличиваясь в объёме, заполняет герметизируемое пространство.

Кремнийорганическими полимерами (силиконовыми) пропитывают пористые материалы и получают гидрофобные поверхности и гидрофобные ткани.

Разработано большое количество гидроизоляционных составов в зависимости от технических требований и имеющихся на месте компонентов. Небольшое количество модифицирующих добавок (полимера, резины, каучука, газообразователя, вулканизатора) позволило создать составы с улучшенными свойствами и новыми названиями.