Виды и основные свойства битумного вяжущего
Битум
Битум – это жидкие, полутвердые или твердые соединения сложных органических веществ, состоящих из смеси углеводородов и их соединений с кислородом, серой, азотом.
Битумы могут быть природного происхождения или получены при переработке нефти, торфа, углей и сланцев.
Для производства рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов используют искусственные битумы, полученные при переработке нефти.
Для производства битумных рулонных материалов применяют 2 вида вяжущего:
- на основе окисленного битума;
- битумно-полимерное вяжущее.
Окисленный битум
Окисленный битум – самый дешевый способ повышения температуры размягчения битумов – окисление. При этом в битуме образуется жесткая структура асфальтенов.
При образовании такой структуры резко повышается вязкость смеси (об этом свидетельствует уменьшение пенетрации), повышается жесткость. Естественно деформативные свойства и пластичность так же сильно снижаются.
Битумно-полимерное вяжущее
При модификации полимерами происходит изменение свойств битума за счет придания им новых свойств, аналогичных свойствам полимера-модификатора.
Битум сохраняет начальную пластичность, и смесь наследует уникальные свойства полимера.
СБС-модифицированные битумы
Получают путем введения в битумную массу стирол-бутадиен-стирол. СБС — искусственный каучук, относящийся к термоэластопластам, представляет собой полистирольные блоки, соединенные между собой полибутадиеном, выполняющим роль эластичной «пружинки».
При введении в битум полимер адсорбирует ароматические соединения масел, набухая в них. СБС активно влияет на свойства битума, понижая его температуру хрупкости (до -35°С), повышая температуру размягчения (до +110°С).
Смешивание СБС-полимера с битумом:
Кроме того, СБС-модифицированные битумы отличаются высокой эластичностью (удлинение при разрыве – более 600%).
АПП-модифицированные битумы
Получают путем введения в битумную массу атактического и изотактического полипропилена (изомеров полипропилена).
АПП довольно легко растворяется в битуме, и для производства качественного материала достаточно высокоскоростного миксера. При перемешивании полимер с растворенными в нем маслами образует защитную оболочку вокруг мелких частиц битума.
Чем равномернее распределен полимер в битуме, тем выше защита битума от преждевременного старения.
АПП–модифицированные смеси, применяемые для производства битумно-полимерных материалов, имеют высокую температуру размягчения - до +140°С и относительно небольшое удлинение при разрыве – около 150%. Температура хрупкости по Фраасу находится в пределах от -15 до -20°С.
АПП-битумы отличаются высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению, а также химической стойкостью к щелочам и кислотам, более высокой тепловой стойкостью по сравнению с СБС-модифицированными битумами.
Материалы на битумно-полимерном вяжущем обладают более высокими физико-механическими свойствами вяжущего (более широкий диапазон между гибкостью и теплостойкостью), что обеспечивает лучшую долговечность на кровле и на фундаментах.
Материалы на СБС-модификаторе рекомендуется применять в умеренном климате, материал остается гибким, эластичным и не растрескивается на морозе, при этом теплостойкость материала остается на высоком уровне.
Материалы на АПП-модификаторе рекомендуется применять в жарком климате (южные регионы), где очень важна теплостойкость и пластичность материала.
Основные свойства битумного вяжущего
Температура размягчения вяжущего
При нагревании битумы и битумные вяжущие постепенно переходят в жидкотекучее состояние.
Температура размягчения битумов - температура, при которой битумы из относительно твердого состояния переходят в жидкое.
Пенетрация
Глубина, на которую проникает игла определенного диаметра (вес 100 г за 5 сек, диаметр 1 мм).
Глубина проникновения характеризует мягкость битума.
Температура хрупкости
Температура, при которой вяжущее разрушается под действием кратковременной нагрузки.
Температура хрупкости по Фраасу – это температура, при которой модуль упругости битума при длительности нагружения 11 секунд для всех одинаков и равен 11 МПа.