Асфальтовые растворы

Асфальтовые растворы применяют при устройстве гидроизоляционных штукатурок и покрытий, тротуаров, полов. Они могут быть горячими (литыми) и холодными. Состав асфальтовых растворов подбирают в зависимости от условий эксплуатации их в сооружениях.

Холодный асфальтный раствор изготовляют из смеси нефтяных битумов (5-10 %) с добавкой растворителя (бензола), порошкообразного минерального наполнителя (известняка, доломита) и чистого сухого песка, замешанной в специальных растворомешалках с разогревом до 110—120 °C. Твердение холодного асфальтового раствора происходит вследствие испарения растворителя.

Горячий асфальтовый раствор изготовляют из смеси битума (или дёгтя, пёка), порошкообразного минерального наполнителя и песка. Смесь составляющих горячего асфальтового раствора перемешивают в специальных мешалках с разогревом до 120—180 °C. Асфальтовый раствор укладывают слоями в горячем состоянии с укаткой каждого слоя катками.

Асфальтобетоны

Асфальтобетоны приготовляют на специализированных асфальтовых заводах или установках. В зависимости от назначения их подразделяют на дорожный, для устройства полов; в зависимости от состава — на битумный и дёгтевый; в зависимости от температуры укладки — на холодный и горячий.

Холодный асфальтобетон укладывают слоями на сухие или слегка влажные поверхности с лёгкой укаткой катками. Изготовляют его из смеси жидких битумов, растворителей, порошкообразного минерального наполнителя (известняка, песка) чистого щебня и песка путём смешивания и нагрева.

70В зависимости от исходного сырья битумы бывают природные и нефтяные.

П р и р о д н ы е битумы добывают из асфальтовых пород различными способами: получают из дробленой черной породы при помощи растворителей или выпаривают в воде.

Нефтяные  битумы   получают  как остаток при перегонке нефти.

По способу переработки эти битумы подразделяются на остаточные гудроны, окисленные, крекинговые и экстрактные. По физико-механическим показателям твердые и полутвердые нефтяные битумы должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 2.

Нефтяные битумы (ГОСТ 781—68) БН-1, БН-И при нормальной температуре ( + 18° С) мягкие и пластичные; их используют, при; строительстве дорог. Битумы БН-11-V, БН-III и БН-III-V средние по твердости. Применяют их в производстве рулонных кровельных материалов для пропитки картона, а также для приготовления битумных сплавов   (мастик)   с заданной температурой размягчения.

Битумы БН-IVи БН-Y относятся к наиболее твердым; их используют для приготовления сплавов ив производстве рулонных материалов для покровного слоя. Битум БНК-2 применяется в производстве кровельных рулонных материалов для пропитки, а битум БНК-5 — для образования наружного покровного слоя.

Дегти (ГОСТ 4641—49) подразделяются по исходному сырью — на каменноугольные, буроугольные, торфяные, древесные и сланцевые; по способу переработки—на коксовые и газовые.

Коксовые дегти получают в результате коксования исходного сырья. В зависимости от температуры коксования дегти бывают высокотемпературные, получаемые в результате коксования при температуре 900—-1200° С, и низкотемпературное, получаемые в результате полукоксования исходного сырья при температуре 450—600° С.

Газовые дегти получают при газификации топлива в производстве светильного газа.

В строительстве и в производстве кровельных и пароизоляционных материалов в основном применяют каменноугольные и сланцевые дегти.

К'а'гд енноу го л ьны е в ы с о коте мне р ату р н ы е д е г-ти подразделяются на сырые, (каменноугольные смолы), отогнанные и составленные.

Каменноугольный деготь (или, как называют, сырой деготь) принадлежит к побочным продуктам при производстве кокса. Деготь представляет собой черную или темно-крричневую маслянистую жидкость, которая значительно тяжелее воды. Деготь имеет резкий запах карболки.

Сырой деготь для кровельных работ непригоден. Чтобы улучшить качество сырого дегтя, его очищают, т. е. удаляют из него все легкие вещества и отгоняют воду. Обработанный таким образом деготь: называется отогнанным. Его применяют для окрасочных и наклеечных работ, а также, как составной элемент для приготовления дегтевых мастик.

Дегти составленные получают: при сплавлении пеков с дегтевыми маслами или обезвоженными сырыми дегтями.

71

72Основными качественными показателями битумов и дегтей являются вязкость, деформативность и теплоемкость. Эти свойства зависят в основном от состава. С увеличением содержания масел снижается вязкость, возрастает деформационная способность и уменьшается температура размягчения. Смолы обусловливают вяжущие свойства битумов и дегтей, придают им пластичность, увеличивают клеящую (адгезионную) способность. Асфальтены в битумах и свободный углерод в дегтях повышают температуру размягчения и твердость.

Вязкость дегтей и жидких битумов определяется вискозиметрами по времени истечения пробы через отверстие диаметром 5 или 10 мм при постоянной температуре.

Вязкость полутвердых и твердых битумов условно оценивается по пенетрации — глубине проникновения иглы определенного диаметра при температуре 25° С в десятых долях миллиметра (градусах пенетрации). С повышением температуры вязкость дегтей снижается быстрее, чем битумов, что объясняется незначительной устойчивостью дегтевых мицелл.

Способность к пластическим деформациям определяется для битумов. Для твердого дегтевого продукта (пека) она незначительна. Деформативность битумов характеризуется растяжимостью (дуктильностью) — способностью вытягиваться в нить. Чем больше растяжимость, тем будет выше и пластичность. Твердые битумные и дегтевые материалы, как и другие вещества аморфного строения, не имеют определенной точки плавления, а характеризуются температурой размягчения, определяемой на стандартном приборе «Кольцо и шар» (КиШ). Под температурой размягчения понимают температуру, при которой битум или твердый остаток после разгонки дегтя (пек), залитые в кольцо, под действием стального шарика выдавливаются на определенную глубину.

Кроме указанных, при необходимости определяются и другие свойства — температура вспышки, хрупкости, растворимость и др.

Поскольку основные свойства битумов и дегтей в конечном счете определяются групповым химическим составом, они взаимосвязаны. Так, с увеличением пенетрации (глубины проникновения иглы) возрастает растяжимость и снижается температура размягчения, а с уменьшением — наоборот.

Битумные и дегтевые вяжущие являются гидрофобными материалами, не смачиваемыми водой и нерастворимыми в воде. Значения истинной и средней плотности их колеблются в интервале 0,9—1,3 г/см3 и практически равны. Обладая высокой водостойкостью и ничтожной пористостью, они с успехом используются как основной компонент гидроизоляционных материалов, имеющих высокую водонепроницаемость.

Битумы и дегти химически инертны к водным растворам минеральных солей и кислот, что позволяет широко применять их в строительстве для антикоррозионной защиты. Агрессивное действие на эти материалы оказывают концентрированные щелочи (уже 10%-ный раствор щелочи вызывает омыление битума) и сильно концентрированные кислоты, обладающие высокой окислительной способностью.

Битумы и дегти хорошо растворяются в органических растворителях, особенно неполярного типа (дихлорэтане, бензоле, хлороформе, уайт-спирите и др.).

Битумы в отличие от дегтей в условиях влажной среды, зараженной микроорганизмами, не предохраняют пропитываемые органические материалы от загнивания. Дегти полностью биостойки, поэтому дегтевые материалы более предпочтительны в условиях скрытой гидроизоляции. Кроме того, дегти обладают более высокой адгезионной, т. е. клеящей, способностью, чем битумы, что вызвано повышенным содержанием в них поверхностно-активных веществ (фенолы, карбазол и др.).

Как битумы, так и дегти (причем последние в большей мере) склонны к старению, т. е. ухудшению качественных показателей и снижению долговечности при действии атмосферных факторов. Сущность процесса старения заключается в медленно протекающем при обычных температурах последовательном окислении компонентов. Снижение со временем в битумных и дегтевых материалах доли масел и смол приводит к падению их пластичности и увеличению хрупкости.

73Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO₂), 39 % оксида алюминия (Al₂О₃) и 14 % воды (Н₂O). Al₂O₃ и SiO₂ — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов. Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин — серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов — хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный,желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).

Различают несколько разновидностей глины. Каждая из них используется по-своему. Глину с числом пластичности от 0,17 до 0,27 называют лёгкой, свыше 0,27 - тяжёлой. Большую часть добываемых и поступающих в продажу глин составляет каолин, который применяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве фарфора и огнеупорных изделий. Вторыми по важности материалами являются обычная строительная глина и глинистый сланец. Огнеупорная глина идет на изготовление огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий.

Важное место среди видов глин занимает бентонит. Считают, что эта глина образовалась в результате химического распада вулканического пепла. При погружении в воду она разбухает, увеличивая свой объём в несколько раз. В основном она используется в буровых растворах при бурении скважин.

Сукновальная глина ценится за её отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Фильтры из сукновальной глины применяются при очистке растительных и минеральных масел.

Гончарная глина, именуемая также комовой, находит применение при изготовлении посуды. Глина или глинистый сланец представляет собой важное сырье, которое вместе с известняком используется в производстве портландцемента.

Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника. Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.