Будівельні бітуми застосовують для виготовлення асфальтових бетонів і розчинів, що приклеюють і ізоляційних мастик, для покриття і відновлення рулонних покрівель. Покрівельні бітуми використовують для виготовлення рулонних і штучних покрівельних і гідроізоляційних матеріалів: руберойд, пергамін (їх сучасні модифікації), м'яка бітумна черепиця, руберойд, що наплавляється, стеклорубероид, стекловойлок, гідростеклоізол, фольгоізол, гідроізол, ізол, бризол та ін. Герметизуючі матеріали (герметики) на основі бітумів: мастики (в т.ч. нетвердеющіе), еластичні прокладки (пороізол, Герні) і ін.
Бітум застосовується і в покрівельних і гідроізоляційних матеріалах нового покоління. Для поліпшення властивостей бітумних матеріалів використовують:
- модифікацію бітумного в'яжучого полімерами;
- нові міцні, довговічні негниючі основи (склотканина, поліестер і ін.);
- нові види бронюють посипань і ін.
Дегтевиє в'яжучі речовини включають різні види дьогтю і пеки. Дьогті отримують в процесі сухої перегонки, тобто нагрівання без доступу повітря, твердих видів палива - кам'яного або бурого вугілля, сланцю, деревини, торфу та ін. З метою отримання коксу, напівкоксу, газу і т.п. Отримувані при цьому летючі речовини після конденсації (згущення) утворюють в'язкі, чорно-коричневого кольору рідини, звані дьогтями. У будівництві застосовують, головним чином, кам'яновугільні дьогті, одержувані в коксохімічному виробництві і володіють більш високими будівельними властивостями, ніж інші дьогті.
Види дьогтьових в'яжучих речовин:
- сирі дьогті - низько- і високотемпературні, одержувані при напівкоксуванні і коксуванні кам'яного вугілля відповідно при 500-700 і 900-1100 0 С; містять багато летючих речовин, що характеризуються низькою атмосферостійкістю і безпосередньо для виробництва будівельних матеріалів не застосовуються;
- відігнаний дьоготь (кам'яновугільна смола) отримують з сирого шляхом відгону води, легких і частково середніх масел; використовують у виробництві будівельних матеріалів;
- пек - твердий залишок перегонки сирої кам'яновугільної смоли; аморфна тендітна маса чорного кольору з = 1,25-1,28 г / см 3. складається з високомолекулярних вуглеводнів і їх похідних, а також вільного вуглецю (8-30%);
- складені дьогті отримують сплавом пеков з дьогтьових маслами (антраценового і ін.) або зневоднених сирими дьогтями; широко застосовуються в будівництві;
- наповнені дьогті отримують, вводячи в складені дьогті тонкоподрібнені матеріали (вапняк, доломіт і ін.), що підвищує в'язкість, атмосферо-і теплостійкість.
Склад дьогтю складний, він включає понад 200 різних органічних сполук, в основному вуглеводнів ароматичного ряду і їх неметалічних сполук. Дьоготь має характерний «Дегтярний» запах.
Властивості дьогтьових в'яжучих визначаються співвідношенням між твердої складової, смолами і маслами і в основному ті ж, що і у бітумів. Середня щільність - 1,25 г / см 3.
Атмосферостойкость дьогтьових матеріалів нижче в порівнянні з бітумними, тому що дьогті старіють швидше. Біостійкість дьогтьових матеріаловвише в порівнянні з бітумними, що пояснюється токсичністю міститься в дьогтю фенолу (карболової кислоти).
Застосування. Дьогті, антраценовое масло і пек застосовують для виготовлення дьогтьових покрівельних і гідроізоляційних матеріалів (толь покрівельний та гідроізоляційний), антикорозійних сполук, мастик, дьогтебетонів, а також дегтебітумних матеріалів на основі змішаних в'яжучих речовин (на основі бітумів, дьогтів, полімерів), емульсій та паст .
Питання для самоконтролю до глави 8
1. Які речовини утворюють групу органічних в'яжучих?
2. Що собою являють природні і штучні бітуми. Який їхній склад і будова?
3. Перерахуйте характерні властивості бітумів. Як встановлюють марку бітуму?
4. Які методи застосовуються для поліпшення властивостей сучасних бітумних покрівельних матеріалів?
5. Як отримують дегтевиє в'яжучі речовини? На які види вони поділяються?
6. Назвіть характерні властивості дьогтьових в'яжучих, в чому їхня відмінність від бітумів?
7. Які області застосування бітумних і дьогтьових в'яжучих речовин?
Глава 9. ПОЛІМЕРНІ БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ
Полімерними матеріалами або пластмасами називають матеріали, які в якості основного компонента містять полімер - високомолекулярна органічна сполука, що володіє на певній стадії переробки пластичністю.
Сировиною для полімерів служать продукти коксування і газифікації кам'яного вугілля, а також природний газ і так званий "попутний газ". Основні способи отримання соєвого молока:
- Полімеризація - процес з'єднання молекул мономера за рахунок розкриття подвійних зв'язків в макромолекули без виділення побічних продуктів. Полімеризацією отримують поліетилен, поліпропілен, поліізобутилен, полістирол, полівінілхлорид, полівінілацетат, поліакрилати, поліуретани, інденкумаронових полімери. Ініціювання процесу полімеризації здійснюється активізацією мономера під впливом нагрівання, світлових променів, іонізуючого випромінювання, добавок ініціаторів і каталізаторів.
- Поліконденсація - процес утворення макромолекул полімерів в результаті взаємодії між функціональними групами молекул вихідних речовин. Ця взаємодія супроводжується утворенням побічних низькомолекулярних продуктів. Поліконденсацією отримують фенолоальдегідние, поліефірні, фуранові, епоксидні і кремнійорганічні полімери.
Пластмаси можна віднести до композиційних матеріалів, що складається з основного компонента - матриці (сполучна речовина) і зміцнюючого компонента у вигляді волокон або твердих частинок.
Полімери - високомолекулярні сполуки, молекули складаються з багаторазово повторюваних ланок - однакових груп атомів. Молекулярна маса їх зазвичай вище 5000. Низькомолекулярні речовини мають молекулярну масу менше 500. Речовини, що мають проміжне значення молекулярної маси, називаються олигомерами.
За походженням полімери бувають природні і штучні (синтетичні). Для виробництва будівельних матеріалів застосовують синтетичні полімери. У пластмасах полімери виконують роль сполучної речовини.
По поведінці при нагріванні полімери ділять на термопластичні і термореактивні. Термопластичні полімери (термопласти) здатні багаторазово розм'якшуватися при нагріванні і тверднути при охолодженні при збереженні основних властивостей. Ця властивість обумовлена лінійною будовою молекул полімеру, їх малої зв'язком один з одним, що знижується при нагріванні. Термопластичні полімери отримують реакцією полімеризації; це - поліетилен, полівінілхлорид, полістирол, полівінілацетат, поліметилметакрилат і ін.).
Термореактивні полімери (реактопласти) мають просторову будову - довгі лінійні ланцюга пов'язані один з одним в єдину сітку коротшими поперечними ланцюгами. Такі полімери не можуть оборотно змінювати свої властивості, вони не здатні до повторного формуванню. При нагріванні відбувається розрив зв'язків між ланцюгами і всередині ланцюгів; відбувається деструкція (руйнування) полімеру. Термореактивні полімери називають смолами. Це - фенолоформальдегідні, карбамідні, епоксидні, поліефірні смоли і ін.
Наповнювачі знижують витрату полімеру і тим самим здешевлюють пластмаси. Крім того, вони надають пластмасам необхідні властивості: зменшують усадку і деформативність, підвищують атмосферостійкість і теплостійкість, знижують горючість, підвищують міцність і твердість і ін. Наповнювачі можуть бути органічними і неорганічними.
По виду наповнювачі бувають: порошкоподібні (деревне борошно, крейда, тальк, сажа і т.п.), волокнисті (скловолокно, азбест, органічні волокна), листові матеріали (папір, деревне шпон, тканини). Деякі пластмаси на 80-90% (за обсягом) складаються з наповнювачів (наприклад, деревостружкові плити, полімербетон, пінопласти).
Пластифікатори - речовини, що полегшують ковзання макромолекул один щодо одного і в результаті підвищують гнучкість, розтяжність, пластичність, технологічність пластмас; вводяться в кількості від 5 до 40% (наприклад, гліцерин, діоктилфталат і ін.). Стабілізатори сприяють збереженню властивостей пластмас у часі, тобто уповільнюють старіння. Вводять термо- (тонкодисперсні метали, оксиди перехідних металів) і світлостабілізатори (оксид цинку, газова сажа та ін.).
Смоли - речовини, які є ініціаторами реакції полімеризації, що прискорюють процес затвердіння пластмас. Пігменти або барвники служать для отримання кольорових пластмас; їх вводять відповідно в кількості 2-3% у разі мінеральних порошкоподібних матеріалів і 0,02-0,3% для органічних порошкоподібних речовин.
Пороутворювачі (Порофори) - спеціальні речовини, що забезпечують створення в матеріалі пір. Антипірени підвищують стійкість проти загоряння.