.
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:
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 минеральных композиций мастик, растворов и бетонов
Составляющие материалы | Грунтовки (холодные) | Мастики | Растворы на битуме | Бетоны на битуме | |||||
на битуме | на пеке | холодные | горячие на битуме | ||||||
с бензином | с зеленым маслом или ла-койлем | с бензином | с зеленым маслом или ла-койлем | на битуме | на пеке | ||||
Битум марки БН-III-IV |
20—80
|
35—50
|
20—80
|
—
|
—
|
—
|
30—50
|
12—18
|
7—15
|
Битум марки БН-V или рубракс |
—
|
—
|
—
|
—
|
45—55
|
—
|
—
|
—
|
—
|
Пек каменноугольный |
—
|
—
|
—
|
45—45
|
—
|
30—35
|
—
|
—
|
—
|
Смола каменноугольная |
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
Бензин или бензол |
80—20
|
—
|
80—20
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
Зеленое масло или лакойль |
—
|
50—65
|
—
|
55—60
|
20—35
|
—
|
—
|
—
|
—
|
Асбест 6—7-го сорта |
—
|
—
|
—
|
—
|
20—30
|
2—5
|
5—15
|
5—8
|
—
|
Каменная мука |
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
60—65
|
40—55
|
20—30
|
0—10
|
Песок кварцевый . |
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
50—60
|
50—40
|
Щебень или гравий |
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
40—50
|
Агрессивные воздействия на битумно-пековые композиции оказывают:
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.
Рис. 1. Изменение пористости и прочности асфальтобетонов в зависимости от количества битума в смеси
1 — общая пористость; 2 — водопогло- щение; 3 — прочность при сжатии
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.
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.
Изменение прочности асфальтобетонов в зависимости от количества битума в смеси и времени перемешивания
Время перемешивания в мин | Процент покрытия заполнителя битумом | Водонасыщение в % | Прочность при сжатии в кгс/см2 | ||||
вначале | после кипячения | начальная | после выдерживания в воде в сутках | ||||
7 | 14 | 28 | |||||
Песчаный асфальтобетон (битума 7%)
|
|||||||
1
|
93
|
80
|
6
|
53
|
43
|
39
|
35
|
3
|
95
|
87
|
5,6
|
56
|
45
|
31
|
25
|
5
|
95
|
94
|
5,3
|
61
|
43
|
42
|
34
|
Песчаный асфальтобетон (битума 7%)
|
|||||||
1
|
66
|
59
|
5
|
173
|
65
|
53
|
33
|
3
|
77
|
69
|
3,6
|
81
|
76
|
60
|
23
|
5
|
92
|
84
|
2,3
|
85
|
83
|
81
|
62
|
15
|
95
|
94
|
0,8
|
87
|
85
|
83
|
67
|
210
|
99
|
93
|
0,7
|
109
|
114
|
124
|
105
|
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.