8.4 Искусственные строительные материалы на основе органических вяжущих

Материалы представлены битумами, дегтями и твердеющими композициями на их основе.

Битумы – сложные смеси углеводородов, получаемых при переработке нефти, которые могут находиться в жидком, твердом или полутвердом виде. Основные их достоинства заключаются в водонепроницаемости, пластичности, кислотостойкости. В зависимости от назначения битумы классифицируются на строительные, кровельные и дорожные, используемые для устройства гидроизоляции, получения рулонных кровельных материалов, сооружения дорог и асфальтобетонных покрытий.

Дегтевые вяжущие являются продуктами конденсации летучих углеводородов, образующихся при сухой перегонке твердых топлив и других органических веществ, которые называют смолами. При нагревании до 360°С из них последовательно удаляются влага и различные масла. После отгонки масел и остывания получают твердое или вязкое аморфное вещество (пек).

Из строительных материалов на основе битумных и дегтевых вяжущих наиболее распространены гидроизоляционные асфальтовые дегтевые бетоны и растворы.

Асфальтобетон – дорожно-строительный материал, получаемый в результате уплотнения и затвердевания смеси щебня, гравия, песка, минерального порошка и битума. Исходные смеси могут быть горячими (до 120°С), укладываемыми на сухое основание, и холодными, которые кладут на влажное основание при температуре окружающей среды не ниже +5°С.

Асфальтовые растворы представляют смесь битумной мастики и песка. Мастики – это пластичные гидроизоляционные материалы, получаемые смешиванием органических вяжущих веществ с минеральными наполнителями и различными добавками, улучшающими качество смеси. Такие растворы используют для устройства полов, тротуаров, гидроизоляции.

В последние годы на мировом рынке битумные материалы полностью вытеснены полимерными и полимерно-битумными со сроком службы до 25 лет.

8.5 Комбинированные строительные материалы

В данную группу входят материалы, включающие в свой состав как органические, так и неорганические компоненты. Наибольшее практическое значение имеют полимербетоны, бетонополимеры и древесно-цементные материалы.

8.5.1 Полимербетоны и бетонополимеры

Материалы являются химически стойкими и используются в агрессивных средах.

Полимербетонами называют бетоны, в которых вяжущими служат различные полимерные смолы с отвердителями, а заполнителями являются неорганические материалы – песок и щебень.

Компоненты полимербетонов перемешивают в высокоскоростных смесителях, укладывают в формы, уплотняют на вибростендах или с помощью наружних вибраторов и упрочняют в естественных условиях в течение 28 суток.

Бетонополимеры готовят на базе обычного бетона, пропитывают полимерными составами. Производство может быть организовано по различным технологиям. Наиболее высокая прочность достигается по такой схеме: операция сушки – вакуумирование – пропитка мономером и полимеризация последнего непосредственно в теле бетона.

Сушка с подогревом удаляет влагу из изделий до определенного уровня или в поверхностном слое.

Вакуумирование является операцией, обеспечивающей более глубокую и ускоренную пропитку.

Лучшее результаты пропитки получают при использовании маловязких мономеров типа метилметакрилата, образующего при полимеризации полиметилакрилата (органическое стекло) или стирола (жидкий углеводород ароматического ряда), полимеризующего в полистирол. Ускорению пропитки способствует проведение ее под вакуумом, а затем с небольшим избыточным давлением. Продолжительность операции колеблется от 10–20 минут до 3–5 часов. Пропитку и полимеризацию осуществляют в сухой установке, что снижает потери мономера.

Полимеризацию проводят в жидких или газовых средах, а также под пленкой или другим изолирующим материалом. Жидкие среды (вода, глицерин, парафин и т.д.) имеют высокий коэффициент теплопередачи и тем самым ускоряют прогрев изделия, но при этом могут вымыть или частично растворить мономер из поверхностных слоев. Газовые среды (инертные газы, водяной пар) зеркально отражают достоинства и недостатки жидких сред. Продолжительность полимеризации составляет 3–6 часов.

К недостаткам полимербетонов и бетонополимеров относятся усложненность технологии и высокая стоимость, что ограничивает их широкое распространение в строительстве.