Битумные и дегтевые эмульсии, пасты и мастики

Дегти и пеки

Дегти — это вязкотекучие продукты конденсации летучих ве­ществ, получаемых при сухой высокотемпературной перегонке различного вида топлив и других органических веществ. Дегти в зависимости от исходного сырья подразделяются на каменно­угольные, буроугольные, сланцевые, торфяные, древесные и не­фтяные.

Пеки являются остатками от перегонки различных органиче­ских веществ и подразделяются на дегтевые, жировые, феноль-ные, восковые и т.д. Дегтевые пеки, являясь остатками от пере­гонки соответствующих дегтей, частично проявляют свойства пос­ледних. Чем сильнее отогнан деготь и, значит, чем тверже пек, тем больше характерных дегтевых черт он теряет.

От битумов пеки отличаются преимущественно содержанием ароматических углеводородов и обилием свободного углерода, обусловливающего интенсивный черный цвет пеков. Для пеков как переохлажденных смесей характерно стекловидное аморфное строение.

 

Битумные и дегтевые эмульсии.Они представляют собой систе­мы, в которых битум (деготь) диспергирован в воде в виде частиц размером около 1 мкм. Получение битумной эмульсии основано на способности битумных материалов образовывать с водой кол­лоидные растворы в присутствии эмульгаторов. В качестве твердых эмульгаторов используют известь, жирные глины, цемент, ка­менный уголь, сажу. В качестве жидких эмульгаторов используют ПАВ (мыла нафтеновых и других органических кислот, лигносуль­фонаты и т.д.) в сочетании с едким натром, так как устойчивые эмульсии получаются в щелочной среде.

Молекулы водорастворимых эмульгаторов адсорбируются на поверхности диспергированных в воде частиц битума или дегтя, образуя разделительный слой, препятствующий их слипанию.

Эмульсии приготавливают в специальных машинах — дисперга-торах, гомогенизаторах, установках с использованием ультразвуковых колебаний. Приготовление эмульсии включает в себя: разог­рев битума (дегтя) до температуры 50...120°С, приготовление и подогрев эмульгатора до температуры 80...90°С, диспергирование связующего в растворе эмульгатора. Содержание битума (дегтя) в обычных эмульсиях составляет 50... 60 %, в пастах — 60... 70 %. Ко­личество водорастворимых эмульгаторов в эмульсии обычно не пре­вышает 3 %; твердых (в зависимости от вида эмульгатора) — 8... 20 %.

Битумные пасты.Они являются высококонцентрированными эмульсиями. Их получают также при использовании твердых эмуль­гаторов. Пасты можно разбавлять водой для получения нужной вязкости. Эмульсии и пасты применяют для грунтовки основания под гидроизоляцию, приклеивания рулонных и штучных битум­ных и дегтевых материалов, устройства гидро- и пароизоляцион-ного покрытий, а также в качестве связующего вещества при из­готовлении асфальтовых (дегтевых) растворов и бетонов. Мастику готовят, смешивая в мешалках периодического действия битум­ную пасту или эмульсию с наполнителем.

Битумные мастики.В отличие от эмульсий и паст битумные ма­стики содержат наполнители, которые бывают пылевидные, во­локнистые и комбинированные (составленные из двух первых). Пылевидные наполнители получают из отсевов дробления диаба­за, андезита, известняков, доломитов, помолом талька, кирпич­ного боя, различных шлаков. Используют также дисперсные по­роды (трепел, диатомит, мел, каолин) и вяжущие вещества (гипс, цемент, известь-пушонку). Кроме того, применяют сульфид и оксид цинка, диоксид титана, графит, газовую сажу, литопон (белый пигмент — смесь сернистого цинка и сернокислого бария). К во­локнистым наполнителям относятся коротковолокнистая шлако­вата, сечка стекловолокна, торфяная крошка, асбест и др. Напол­нители снижают расход связующего, повышают теплостойкость и твердость мастики. Волокнистые наполнители армируют матери­ал, увеличивая его сопротивление растяжению и изгибу.

Битумные (дегтевые) мастики бывают горячие и холодные.

Горячие мастики применяют нагретыми до 160...200"С. Горя­чие битумные мастики готовят варкой в специальных котлах при постоянном перемешивании. Когда температура битумного спла­ва достигает 160... 180 °С, в него постепенно порциями вводят про­сушенный и подогретый до 180...200°С наполнитель (10... 30% от массы мастики). Варку продолжают до получения однородной мас­сы и оседания пены. Марки горячих битумных мастик по ГОСТ 2889 — 80: МБК-Г-55... МБК-Г-100. Присутствие в мастике анти­ септиков или гербицидов обозначают буквами А или Г (напри­мер: МБК-Г-65А или МБК-Г-85Г).

Дегтевые горячие мастики готовят на основе дегте­вого связующего, составленного путем сплавления каменноуголь­ного пека с антраценовым или каменноугольным маслом и тех же наполнителей. Марки горячих дегтевых мастик: МДК-Г-50...МДК-Г-80.

Гудрокамовая горячая мастика изготавливается из гудрокама, нефтяного битума и наполнителей и обозначается мар­кой МГ-Г-70. Она отличается от битумной повышенной эластич­ностью и адгезионной способностью.

Гудрокам — органическое связующее, получаемое при окис­лении гудрона или нефтебитума с антраценовым маслом в про­порции 1 : 1 при температуре 200... 250 "С. Гудрокам также получа­ют из нефтебитума, пека и антраценового масла в пропорции 3:1:1.

Холодные мастики могут быть приготовлены на разбавлен­ном связующем или на основе эмульгированных битумов (дег-тей).

Мастики на разбавленном связующем содержат органический растворитель, который разбавляет битум и делает его текучим.

При изготовлении мастики битум расплавляют и в варочный котел небольшими порциями при непрерывном перемешивании вводят смесь наполнителя (извести-пушонки, асбеста) с раство­рителем (соляровым маслом или керосином). Перемешивание про­должают до прекращения вспенивания и получения однородной массы.

Мастики.на основе эмульгированных битумов приготавливают, смешивая битумные эмульсии или пасты с ми­неральным наполнителем. В качестве разбавителя для таких мас­тик применяют воду. В отличие от разбавленных мастик эмульси­онные мастики не токсичны, не имеют запаха, стоят дешевле. Их можно наносить на влажную поверхность. Однако они медленно твердеют и не пригодны для сплошного приклеивания рулонных материалов, так как вода как низколетучий растворитель при ис­парении не находит выхода и образует вздутия и пузыри под ру­лонным ковром.

Битумно-полимерные мастики.Битумно-полимерные мастики (БПМ) изготавливают на битумах, модифицированных полимер­ными добавками, улучшающими свойства битума. Они, так же как и битумные, бывают горячими и холодными.

Из горячих БПМ наиболее распространена битумно-бутилкау-чуковая мастика (марок МББ-Г-70 и МББ-Г-80), которую при использовании разогревают до температуры 140... 160 °С. Она при­меняется по бетону для мастичных кровель при уклонах до 10 %.

Перспективны горячие мастики на основе нефтебитума и низ­комолекулярных атактических полиэтилена или полипропиле­на.

Холодные БПМ на органических растворителях («Славянка», «Гиссар-1», «Гиссар-2» и др.) являются высыхающими с содер­жанием сухого остатка (ССО) от 40 до 60 %. В качестве полимер­ного компонента используются инден-кумароновая смола, бутил-каучук, полиизобутилен и др. В состав мастик могут входить рези­новая крошка, асбест, канифоль, пластифицирующие и другие добавки. Эти мастики можно наносить при отрицательной темпе­ратуре.

Битумно-латексные мастики получают на основе ла-тексов — коллоидных растворов (эмульсий, дисперсий) различ­ных каучуков в воде.

Битумно-латексные мастики представляют собой смесь битум­ной эмульсии и латекса, выпускаемого заводами синтетического каучука. Наполнители не вводятся. Эмульгатор для приготовле­ния битумной эмульсии должен обеспечить ее совместимость с латексом. В качестве латексов применяют бутадиенстирольный, дивинил стирол ьный, хлоропреновый, карбоксил атный, этилен-пропилендиеновый, этиленпропиленовый, нитрильный, акри-латные и др.

По сравнению с органическими растворителями латексы по­зволяют получать экологически менее вредные водоразбавляемые материалы.

Битумно-латексные эмульсии бывают анионные и катионные.

Анионная эмульсия очень устойчива, поэтому перед нанесе­нием в нее вводят коагулятор (например, 5%-й раствор СаС1₂), чтобы обеспечить ее распад и пленкообразование в покрытии. В ани­онной эмульсии применяют дивинилстирольный (мастики БЭЛ С), нитрильный (БЭЛН), хлоропреновый (БЭЛКК) и другие ла­тексы.

Катионная эмульсия начинает коагулировать сразу после со­единения битумной эмульсии с латексом, поэтому готовят ее не­посредственно перед нанесением состава. Коагулятор здесь не тре­буется.

Битумно-латексные мастики характеризуются высоким значе­нием относительного удлинения (400...600%) и гибкостью (от -10 до -40 °С).

Битумно-полимерные отверждающиеся масти­ки являются, как правило, двухкомпонентными. Они могут со­держать растворители, снижающие ССО. Так, мастика «Вента» (марка МББ-Х-120) на основе нефтяного битума и бутилкаучу-ка, содержащая 75 % растворителя (ксилола, толуола), имеет ССО = 30 %. Эта мастика отверждается при добавке 0,5 % отвердителя (парахинондиоксина).