Классификация рулонных кровельных и гидроизоляционные материалов

Кровельные и гидроизоляционные материалы на основе битумов и дегтей делят на рулонные, листовые и штучные изделия, обмазочные материалы — мастики, эмульсии и пасты, а по виду вяжущих — на битумные, дегтевые, гудрокамовые, резинобитумные, битумо- и дегтеполимерные. Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы могут быть двух типов — основные и безосновные. Основные материалы изготовляют путем обработки органическим вяжущим основы — кровельного картона, стеклоткани, стекловойлока, металлической фольги, асбестового картона и т. п. Безосновные материалы получают в виде полотнищ заданной толщины прокаткой на каландрах термомеханически обработанных смесей из органического вяжущего, порошкового или волокнистого наполнителя и специальных добавок. Наибольшее распространение в строительстве имеют материалы первого типа, некоторые представители их впервые были изготовлены в 1877 г. в России инж. А. А. Летним. В зависимости от класса сооружений, климатических и эксплуатационных условий, уклона кровли рулонные материалы укладывают в один, а чаще в несколько слоев, которые образуют монолитное покрытие, называемое кровельным ковром. В соответствии с назначением рулонные материалы, имеющие основу, делят на два вида: покровные и беспокровные. Покровные материалы, применяемые главным образом для верхней части кровельного ковра, получают пропиткой основы органическими вяжущими и нанесением на нее с двух сторон покровного слоя из более тугоплавких органических вяжущих, часто с добавкой в них наполнителей, антисептиков и других компонентов. Покровный слой воспринимает атмосферные воздействия. Беспокровные материалы, предназначенные для нижней и средней частей кровельного ковра, покровного слоя не имеют.

Рулонные материалы относятся к группе "мягкая кровля". Они представляют собой полотнища, скатанные в рулоны (отсюда они и получили свое название).
Полотнища выпускаются шириной около 1000мм и длиной от 7 до 20м, длина полотнища определяется толщиной материала, составляющей обычно 1,0-6,0мм.
В самодеятельном строительстве устройство рулонной крыши допускается лишь в том случае, если имеется реальная возможность для выполнения всех условий, требующихся для получения надежного и долговечного покрытия. Угол наклона крыш, покрываемых рулонными материалами, обычно составляет от 10 до 30°.
Рулонные кровельные материалы классифицируют по следующим основным признакам (ГОСТ 30547-97):

• По структуре полотна: основные (одно- и многоосновные) и безосновные.
• По виду основы: на картонной основе; на асбестовой основе; на стекловолокнистой основе; на основе из полимерных волокон; на комбинированной основе.
• По виду компонента покровного состава, вяжущего или материала: битумные (наплавляемые, ненаплавляемые); битумно-полимерные (наплавляемые, ненаплавляемые); полимерные (эластомерные вулканизированные и невулканизированные, термопластичные).
• По виду защитного слоя: материалы с посыпкой (крупнозернистой, чешуйчатой, мелкозернистой, пылевидной); материалы с фольгой; материалы с пленкой.

К первому поколению рулонных материалов относятся битумные материалы на картонной основе (рубероид, рубемаст и т.п.). Они по-прежнему широко применяются, хотя уже и не отвечают современным требованиям.
Важным шагом в развитии рулонных материалов стала замена биологически недолговечной картонной основы негниющими материалами: стеклохолстами, стеклотканями и т.п. (битумные материалы на негниющих основах). При этом кроме биологической долговечности материала увеличилась и его прочность, в то время как остальные минусы, присущие битумным материалам остались. Это, в первую очередь, проблемы, связанные со "старением" битума.
Поистине революционным стало применение в рулонных материалах полимеров, как в качестве модификаторов битума (битумно-полимерные материалы), так и для создания чисто полимерных кровельных материалов (полимерные мембраны).
К недостаткам рулонных кровельных материалов относится большое количество швов (нахлестов) при изготовлении ковра.
При выборе рулонного материала необходимо учитывать время года (температуру, при которой будут проводиться кровельные работы); соответствие долговечности материала, планируемой долговечности других материалов и конструкций здания; квалификацию кровельщиков; экономические возможности заказчика.
Кровлю из рулонных материалов кладут в теплую сухую и безветренную погоду, лучше поздней весной, летом или ранней осенью, так как на сухое основание мастика ложится прочнее. Не рекомендуется наклеивать рулонную кровлю дождливой осенью или зимой. Способы настилки могут быть разными, но в целом алгоритм работы не сильно отличается друг от друга. Различие заключается лишь в неодинаковых основаниях под рулонный ковер.
Выбор рулонного материала необходимо проводить по двум направлениям: изучение и анализ технических характеристик, обращая при этом внимание на применяемые для изготовления компоненты, а также получение дополнительной информации.

Мастики

Мастика – это жидкая вязкая однородная масса, которая после нанесения на поверхность и отвердевания превращается в монолитное покрытие.

Горячая кровельная мастика обладает одним неоспоримым преимуществом – крайне высокая скорость твердения. Обработанные такой битумно-полимерной мастикой материалы прочно скрепляются уже через несколько минут.

Холодные битумные мастики изготовляют из битумной пасты путем добавления в нее минерального наполнителя. Битумную пасту выпускает промышленность. Разбавляют мастику из пасты до рабочей вязкости водой.

Эму́льсия (новолат. emulsio, от лат. emulgeo — дою, выдаиваю) — дисперсная система с жидкой дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой. Эмульсии являются обычно грубодисперсными системами, у которых капельки дисперсной фазы имеют размеры от 1 до 50 мкм. Эмульсии состоят из несмешиваемых жидкостей, причем если одна из жидкостей является полярной (например, вода), то вторая - неполярная или малополярная (например, органическая жидкость). Например, молоко — одна из первых изученных эмульсий, в нём капельки жира распределены в водной среде. Эмульсии низкой концентрации — неструктурированные жидкости. Высококонцентрированные эмульсии — структурированные системы.

Основные типы эмульсий

• Прямые, с каплями неполярной жидкости в полярной среде (типа «масло в воде»)
• Обратные, или инвертные (типа «вода в масле»)

Тип эмульсии	Дисперсная фаза	Дисперсионная среда
Прямая	Вода	Масло
Обратная	Масло	Вода

Изменение состава эмульсий или внешнее воздействие могут привести к превращению прямой эмульсии в обратную или наоборот.

• Лиофильные эмульсии образуются самопроизвольно и термодинамически устойчивы. К ним относятся т. н. критические эмульсии, образующиеся вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз, а также некоторые смазочно-охлаждающие жидкости.
• Лиофобные эмульсии возникают при механическом, акустическом или электрическом эмульгировании (диспергировании), а также вследствие конденсационного образования капель дисперсной фазы в пересыщенных растворах или расплавах. Они термодинамически неустойчивы и длительно существуют лишь в присутствии эмульгаторов — веществ, облегчающих диспергирование и препятствующих коалесценции (слипанию). Эффективные эмульгаторы — мицеллообразующие ПАВ, растворимые высокомолекулярные вещества, некоторые высокодисперсные твёрдые тела.

Эмульсии играют большую роль при мыловарении, в технологии пищевых продуктов (сливочное масло, маргарин), при переработке натурального каучука, в живописи. В виде эмульсий получают смазочно-охлаждающие жидкости, битумные материалы, пропиточные композиции, пестицидные препараты, лекарственные и косметические средства.

Получение эмульсий

Эмульсии образуются двумя путями:

• путём дробления капель.

Этот метод осуществляется путём медленного прибавления диспергируемого вещества в дисперсную систему в присутствии эмульгатора при непрерывном и сильном перемешивании. Главными факторами, от которых зависит степень дисперсности частиц получаемой эмульсии и её устойчивость, является скорость перемешивания, скорость введения диспергируемого вещества, его количество, природа эмульгатора и его концентрация, температура и pH среды.

• путём образования плёнок и их разрыва на мелкие капли.

Механизм образования состоит в следующем. Жидкость, образующая дисперсную фазу (например, масло), при медленном прибавлении к дисперсионной среде образует плёнку. Эта плёнка разрывается пузырьками воздуха, выходящими из отверстия трубки, которые находятся на дне сосуда. Образуются мелкие единичные капли. Одновременно пузырьки воздуха энергично размешивают всю жидкость и этим самым способствуют дальнейшему эмульгированию. В настоящее время для получения концентрированной эмульсии масла с водой её подвергают действию ультразвука.

Пасты – это высоко концентрированные суспензии, обладающие структурой. Структура – это пространственная сетка, образованная частицами дисперсной фазы, в петлях которой находится дисперсионная среда.

Можно сказать, что пасты занимают промежуточное положение между порошками и разбавленными суспензиями. Их получают, соответственно:

растирая порошок в жидкости, обладающей достаточно большой вязкостью; например, некоторые сорта зубной пасты готовят путем смешивания мела с вязкой жидкостью, полученной путем варки крахмала в глицериновом водном растворе с добавлением небольшого количества ПАВ;

в результате седиментации разбавленной суспензии.

Так как пасты – структурированные системы, определяющим является их структурно – механические свойства, которые характеризуются такими параметрами, как вязкость, упругость, пластичность. Пасты обладают упруговязкопластическими свойствами.

Пасты имеют коагуляционную структуру, поэтому их механические свойства определяются, главным образом, механическими свойствами межчастичных жидких прослоек. Через эти прослойки действуют силы притяжения между частицами, зависящие от расстояния между ними (толщина прослоек) и обусловлена ван – дер – ваальсовыми и водородными связями. Прочность коагуляционного контакта составляет величину порядка 10-10 Н и ниже. Причем, прочность контакта могут уменьшать силы отталкивания между частицами, обеспечивающими агрегатную устойчивость суспензии, именно по этому структуры в агрегативно устойчивых суспензиях не образуются или, если и образуются, то очень непрочные.

Таким образом, механические свойства паст обусловливаются совокупностью двух различных основных причин: молекулярным сцеплением частиц дисперсной фазы друг с другом в местах контакта, там, где толщина прослоек дисперсионной среды между ними минимальна. В предельном случае возможен полный фазовый контакт. Коагуляционное взаимодействие частиц вызывает образование структур с выраженными обратимыми упругими свойствами;

наличие тончайшей пленки в местах контакта между частицами.

Коагуляционные структуры отличаются резко выраженной зависимостью структурно – механических свойств от интенсивности механических взаимодействий. Примером исключительной чувствительности структурно механических свойств коагуляционных структур к механическим воздействиям является зависимость равновесной эффективной вязкости h(р) от скорости деформации g или напряжения сдвига Р. Уровень h(р) отвечает вполне определенной степени разрушения трехмерного структурного каркаса в условиях деформации системы. Диапазон изменений h(р) = ¦(Р) может достигать 9 – 11 десятичных порядков.

Для паст, так же как и для любой коагуляционной структуры, характерны следующие свойства: невысокая механическая прочность (обусловлена малой прочностью коагуляционного контакта – порядка 10-10 Н и ниже), тиксотропия, синерезис, ползучесть, пластичность, набухание.

Никакие массообменные процессы в структурированных системах нельзя осуществить, не разрушив предварительно в них структуру.

Разрушение пространственных структур в пастах – достаточно сложный процесс, характеризуемый тем, что по мере увеличения степени разрушения существенно изменяется и сам механизм распада структуры.

Вопрос № 33

Асфальтовые бетоны

Асфальтовый бетон (асфальтобетон) — искусственный строительный материал, получаемый в результате отвердевания уплотненной асфальтобетонной массы, состоящей из рационально подобранных по качеству и количеству и тщательно перемешанных компонентов: щебня (гравия), песка, минерального порошка и битума. Асфальтобетон без крупного заполнителя (щебня) называют песчаным асфальтом или асфальтовым раствором.

Асфальтобетоны и растворы являются разновидностями искусственных строительных конгломератов, располагаются в единой классификации ИСК и относятся к группе безобжиговых материалов, получаемых на основе органических вяжущих веществ. Они в современном строительстве занимают одно из ведущих мест, поскольку являются важнейшими материалами для устройства дорожных и аэродромных покрытий, ирригационных каналов, плоских кровель, гидротехнических сооружений, штучных изделий.

К основным классификационным признакам асфальтобетонов относятся разновидность крупного заполнителя, вязкость битумов, размеры зерен щебня или гравия, структурные параметры, производственное назначение. В зависимости от вида крупного заполнителя асфальтобетоны разделяют на щебеночные, состоящие из щебня, песка, минерального порошка и битума; гравийные, в состав которых входят гравий, песок или гравийно-песчаный материал, минеральный порошок и битум; песчаные — асфальтобетоны, в которых отсутствует крупный заполнитель (щебень или гравий).

По вязкости применяемого битума и'по температуре укладки асфальтобетонной массы в конструктивный слой они подразделяются на горячие укладываемые при температуре не ниже 120°С; теплые, получаемые на основе вязких, но более мягких битумов или жидких битумов. Их укладывают в дорожные покрытия при температуре не ниже 70°С; холодные, приготавливаемые на жидких битумах марок МГ, СГ или битумных эмульсиях и укладываемые при температуре окружающего воздуха, но не ниже 5°С.

По наибольшему размеру зерен щебня или гравия горячие и теплые асфальтобетоны разделяют на крупнозернистые — наибольший размер зерен до 40 мм; мелкозернистые — до 20 мм; песчанные — с наибольшим размером зерен до 5 мм (иногда 3 мм). Холодные асфальтобетоны могут быть только мелкозернистыми или песчаными. Кроме того, горячие и теплые асфальтобетоны в зависимости от использования их в дорожной конструкции разделяют на плотные — для верхних слоев покрытия дорог с остаточной пористостью от 2 до 7%; пористые — для нижнего слоя и оснований дорожных покрытий, с остаточной пористостью от 7 до 12% по массе, высокопористые — с пористостью 12 ... 18%.

Плотные дорожные асфальтобетоны {горячие и холодные) в зависимости от количественного содержания в них крупного или мелкого заполнителя подразделяют на пять типов: А, Б, В, Г, Д. Так, например, тип А содержит 50 ... 65% щебня; тип Б — 35 ... 50% щебня или гравия; тип В — 20 ... 35% щебня или гравия. Кроме того, плотные горячие и теплые асфальтобетоны подразделяют на три марки — I, II, III в зависимости от качественных показателей.

По производственному назначению различают асфальтобетоны дорожные, аэродромные, гидротехнические, для плоской кровли и полов. По технологическим признакам асфальтобетонной массы в процессе ее укладки и уплотнения асфальтобетоны и растворы разделяют на жесткие, пластичные и литые. Для уплотнения жестких и пластичных масс применяют тяжелые и средние катки. Литую асфальтобетонную массу часто уплотняют специальными валками, легким катком или вовсе не уплотняют

Вопрос № 34