Казанский государственный технологический университет, г. Казань
Научно-технологический центр «Природные битумы»
Традиционные материалы – нефтебитумы, вырабатываемые по действующим стандартам, уже не могут в полной мере удовлетворять повышенным требованиям строителей, специалистов в области создания долговечных кровель и других гидро- и изоляционных материалов. Тем не менее, битумы и сейчас являются наиболее доступным и сравнительно недорогим материалом, а области его применения достаточно широки и многообразны. В связи с этим создание современных вяжущих и гидроизоляционных материалов на битумной основе считается сейчас весьма актуальной задачей. Так, например самым распространенным кровельным материалом на базе окисленного битума является рубероид, то есть картон, пропитанный битумом и посыпанный в качестве защиты крупнозернистой или мелкозернистой посыпкой, однако этот материал имеет ряд существенных недостатков:
-быстрое старение рубероида в связи с окислением слоя битума кислородом воздуха и ухудшением в связи с этим его гибкости, морозостойкости, что приводит к образованию трещин в слоях рубероида, проникновению воды под кровлю, нарушению гидроизоляции кровли;
- повышенный расход битума, в результате чего масса битума на 1 м2 рубероида составляет 7-8 кг. При обязательном двух- или даже трехслойном покрытии кровли это приводит к увеличению нагрузки на кровлю и повышению трудовых затрат;
- недостаточные прочностные свойства такой кровли: максимальная пластическая деформация ее составляет 3%, после чего она начинает трескаться и разрушаться.
Таким образом, кровли, выполненные из рулонных материалов на основе только окисленного битума, становятся чрезвычайно дорогими.
С целью сокращения затрат и повышения срока службы кровельных материалов в силу физической природы и структурных особенностей является изменение структуры и свойств органических вяжущих материалов путем введения специально подобранных полимерных модификаторов в соответствие с их химической природой и реакционной способностью в условиях эксплуатации в строительстве. Введение подходящего полимерного модификатора придает вяжущему материалу большую тепло- и морозоустойчивость, эластичность, повышенную сопротивляемость усталостным нагрузкам, повышает долговечность.
Вследствие старения в процессе эксплуатации кровли понижается пластичность, увеличивается хрупкость материала, что приводит к необходимости замены старой кровли на новую. В связи с этим не менее актуальным является вопрос о применении вторично использованного рубероида (ВИР) в создании на его основе технологий производства битумных материалов, который решает экологический и экономический аспекты проблемы утилизации ВИР. Например, только в Москве за год образуется 25 000 - 40 000 тонн в год отходов кровельных материалов. При решении данной задачи достигается технический результат, заключающийся в возможности оптимизации безотходной, экологически чистой переработки битумосодержащих кровельных отходов с наименьшими энерго- и материальными затратами при увеличении производительности выпуска готового битума, сажи и лака. В настоящее время предъявляются повышенные требования к адгезионно-прочностной и упруго-деформативной устойчивости битумных изоляционных материалов, в связи с тем, что область их применения существенно возрастает.
Поэтому в практике все в большем объеме применяются СБС- модифицированные битумные материалы с заданными характеристиками. Однако существенным недостатком является их товарная форма (твердая фаза), при смешении которой с битумом необходимо либо чрезвычайно энергозатратная коллоидная мельница, либо перемешивание не приводит к образованию гомогенной смеси, и материал получается неоднородным по свойствам. Решить озвученную проблему можно при применении разработанного модификатора серии «ПФМ». К его преимуществам следует отнести жидкофазность и меньшую температуру смешения 100 – 1100С в отличие от 175-2000С в случае СБС, а также использование обычного смесителя вместо коллоидной мельницы.
Необходимо отметить, что состав модификатора разработан таким образом, что каждый из компонентов его влияет непосредственно на данную часть битума: масла, смолы или асфальтены, увеличивая рабочий интервал определенно-заданных свойств покрытия. Полимерный модификатор, диспергируясь в битуме, образуют собственные коагуляционные структуры, уплотняющие битум и придающие ему ряд ценных реологических характеристик и высокую устойчивость к старению. А один из компонентов дополнительно обладает резко выраженным антиоксидантным действием, что способствует заметному увеличению срока службы битумсодержащих покрытий (дороги, кровля, лаки и краски) за счет образования пленки и препятствия на пути окисляющего и охрупчивающего кислорода к битуму. Таким образом, ПФМ представляет собой универсальный агент для производства битумно-полимерных вяжущих, используемых при устройстве кровельного ковра различных сооружений, в том числе мостовых, и ремонте дорожного полотна, в лакокрасочной промышленности, обладающих улучшенными показателями теплостойкости, упруго-деформационными свойствами и увеличенным сроком службы кровельного, гидроизоляционного покрытия и мастик для ремонта дорожного полотна на базе более доступных компонентов и их меньшего количества при более высокой технологичности получения модификатора и повышении экологичности производства модификатора и БПВ с его содержанием. Дополнительно данный модификатор позволяет перевести отходы обдира старых кровель в разряд основного сырья для производства современных кровельных материалов. И, как следствие, разработанный ПФМ закладывает основу для промышленного производства нефтяных битумов улучшенных, соответствующих самым жестким современным требованиям.
Библиографическая ссылка
Кемалов Р.А., Кемалов А.Ф.,
Муллахметов Н.Р., Фаттахов Д.Ф., Галиев А.А., Идрисов М.Р.
Бадретдинов Р.Ш., Файзрахманов А.Т. К ВОПРОСУ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ БИТУМНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНО ИСПОЛЬЗОВАННОГО БИТУМА // Научный электронный архив.
URL: http://econf.rae.ru/article/4550 (дата обращения: 07.05.2024).
Прочитать публикацию в формате PDF