Plsvet.ru

Использование битумов и пеков для противокоррозионных покрытий менее распространено вследствие их низкой теплостойкости. Кроме того, пековые материалы, особенно в подогретом состоянии или в виде пыли, характеризуются повышенной токсичностью (канцерогенностью). Битум, являющийся продуктом отхода нефтеперерабатывающего производства, — относительно дешевый материал. Это обстоятельство привело к появлению различных комбинированных или совмещенных композиций битумов с каучуком, резиной, маслом и синтетическими смолами (фенольной, эпоксидной, фурановой и т. п.); таким образом, удалось улучшить свойства битумов и получить достаточно экономичные материалы для противокоррозионной защиты. Классические способы использования битумов могут быть разделены на несколько основных направлений, включающих следующие операции: разогрев битумов до температур полного разжижения, обычно 150—200°С; смешение их в этом состоянии с различными микро - и макронаполнителями, нанесение или укладка в горячем состоянии в качестве различных мастик, растворов и бетонов, отвердевающих при охлаждении до нормальной температуры; растворение битумов в углеводородных жидкостях, а также в маслах, лакойле, этиноле и некоторых других органических растворителях, смешение с микронаполнителями, нанесение в холодном состоянии. Твердение пленок без наполнителя или холодных мастик в этом случае происходит за счет испарения растворителей; механическое диспергировайие битума с получением водорастворимых эмульсий или паст; последующее отвердевание эмульсий происходит за счет испарения воды, коагуляции и уплотнения частичек битума. Следует заметить, что растворение и эмульгирование битумов труднее, чем расплавление, но использование битумных эмульсий много безопаснее и проще, чем битумных растворов и расплавов.

Качество защитных покрытий самое низкое у эмульсий, выше у растворов и самое высокое у расплавов, при качественном их нанесении. Учитывая значительные трудности нанесения битума в горячем состоянии, в последнее время предпочитают его применение в виде растворов. Примерные составы битумно-пековых мастик, растворов и бетонов приведены в табл. 1. Таблица 1. Примерные составы битумно-пековых мастик, растворов и бетонов воздух, особенно с наличием окисляющих газов (окислов азота и некоторых других); окисляющее действие газов усиливается на свету (фотодеструкция); вода, которая может нарушить контакты вяжущего с заполнителем и снизить прочность и стойкость мастик и асфальтобетонов однако этот процесс протекает длительное время; большинство органических растворителей (особенно неполярного типа), растворяющих битумные материалы; низкие температуры (ниже —40, —50°С), которые вызывают стеклование битумов и значительную усадку и разрушение их; повышением темпертуры до 30—70°С, в зависимости от марки, вызывает размягчение, расплавление и стекание битумных покрытий; специально обработанные (окисленные) битумы длительно выдерживают температуру до 100°С; микроорганизмы, которые разрушают битумные покрытия в грунте. Однако, несмотря на недостаточно высокие противокоррозионные свойства, битумные мастики, асфальтобетоны и рулонные материалы, благодаря экономичности и доступности битума, широко используются в строительстве для водо - и химической изоляции. Стойкость битумов с наполнителями в большой степени зависит от природы и стойкости последних, а также от полноты контакта с наполнителем, что достигается тщательностью перемешивания. Не следует, например, для кислых сред использовать природный известняковый асфальт или включать карбонатные наполнители, каолин и трепел. Суммарная пористость асфальтобетонов достигает 10%, а иногда и 15% (рис. 1). Определяемая обычным способом суммарная пористость битумно-минеральной смеси составляет около 5%, из которых 1,5% приходится на поры заполнителей, 2%—на поры вследствие температурной усадки битума и 1,5%—на поры, заполненные воздухом, вовлеченным при приготовлении смеси.

Рис. 1. Изменение пористости и прочности асфальтобетонов в зависимости от количества битума в смеси Полное заполнение микропор достигается при содержании в смеси 12% битума и величине пор в межзерновых пространствах не более 3 мк. В этих же условиях наблюдается и максимальная прочность, которая при дальнейшем увеличении содержания битума снижается (см. рис. 1). Наличие в асфальтобетоне пор величиной 3 мк мало влияет на прочность, но снижает водоустойчивость. Постоянное присутствие воды в мелких порах способствует отслаиванию битума с поверхности минерального материала. Крупные поры оказывают значительное влияние на прочность асфальтобетона и практически не влияют на его водостойкость, способствуя только поступлению воды в мелкие поры. Сцепление битума с покрываемой поверхностью зависит от изменения вязкости, содержания активных веществ, введения некоторых добавок и от изменения толщины слоя битума. В свою очередь показатель сцепления определяет прочность и, что особенно важно, водостойкость асфальтобетона (рис. 2). Водонасыщение и набухание асфальтобетонов при понижении показателя сцепления резко возрастает.

Эти закономерности отмечены в отношении заполнителя как из кварцевого песка, так и из карбонатных пород. Изменение прочности асфальтобетона после 7—28-дневного пребывания в воде показано в табл. 2. Таблица 2. Как видно из таблицы большое влияние на повышение показателя сцепления, а вместе с этим на абсолютную прочность и водоустойчивость асфальтобетонов оказывает время перемешивания смеси. Вследствие того, что работа с горячими битумными мастиками не безопасна, применяются также и «холодные» мастики. Если горячие мастики приготовляются и наносятся при температуре 150—170°С и попадание их брызг на кожу вызывает болезненные ожоги, то холодные мастики могут использоваться уже при температуре 60—90° С, что менее опасно. Холодные мастики приготовляются на основе тех же битумов, но с добавлением в смесь до 20% зеленого масла (продукт нефтепереработки) или до 50% нетоксичного петролатума. Адгезия таких мастик с керамикой находится в пределах 5—7 кгс/см2, однако следует заметить, что холодные мастики по сравнению с горячими значительно медленнее сохнут и твердеют. Рис. 2. Изменение водостойкости асфальтобетонов в зависимости от показателя сцепления (степени покрытия песка битумом) Значительно более эффективные мастики и бетоны могут быть получены на основе синтетических смол.