facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Wiki
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИСПЕРСНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ В МАСТИКАХ

Автор Доклада: 
Федоров М.Ю., Высоцкая М.А.
Награда: 
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИСПЕРСНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ В МАСТИКАХ

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИСПЕРСНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ В МАСТИКАХ

Фёдоров Михаил Юрьевич, аспирант
Высоцкая Марина Алексеевна, канд. техн. наук, доцент
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

 

В работе рассмотрена возможность использования дисперсных наполнителей для приготовления мастик и герметиков для дорожного строительства.
Ключевые слова: мастика, наполнитель, структурообразование, органическое вяжущее, герметик, дорожное строительство.

The paper considers the use of dispersed fillers for the preparation of mastics and sealants for road construction.
Keywords: mastic, filler, structure, organic binder, adhesive, road construction.

В настоящее время к инженерным сооружениям в транспортном хозяйстве предъявляют всё более возрастающие требования по эксплуатационной надёжности. Это связано с непрерывным ростом интенсивности и грузонапряжённости транспортных потоков, ростом требований безопасности и комфорта передвижения, а также некоторыми другими факторами. С другой стороны, большое внимание при эксплуатации сложных инженерных сооружений уделяется вопросам увеличения срока службы как отдельных элементов, так и сооружения в целом. Одной из таких мер может выступать применение различных герметизирующих и уплотняющих составов на органической основе [1], различных мастик, герметиков, паст. Довольно обширная номенклатура выпускаемых составов мастик и герметиков для дорожного строительства позволяет судить о их высокой востребованности в отрасли.

Рассмотрим основные типы герметизирующих составов горячего и холодного применения, используемых в России и за рубежом [2]. Мастики и герметики горячего применения изготавливаются, как правило, с использованием органического вяжущего. Обычно применяются нефтяные битумы. Герметизирующие составы горячего применения могут использоваться только в разогретом до температуры, указанной производителем, состоянии. Составы холодного применения в большинстве случаев имеют двухкомпонентное вяжущее, непосредственно вяжущее и отверждающий агент. Также, мастики холодного типа могут являться растворами многокомпонентной системы в органических растворителях. Так, например, мастика торговой марки «Изол» выпускается в двух вариантах – горячего и холодного типов. В первом варианте мастика используется в разогретом до 160-180°С состоянии для герметизации швов и трещин шириной более 5 мм. Холодная мастика представляет собой 30-50% раствор в бензине, и может использоваться для ремонта узких трещин и грунтования швов.

К мастикам горячего применения также можно отнести и резинобитумное вяжущее [3]. Данный композит представляет собой смесь нефтяного битума, дроблёной резины и вулканизирующего компонента, обеспечивающего гомогенизацию фаз и улучшающего сшивку каучуковых цепей резины и высокомолекулярных компонентов битума. На основе данного композита изготавливается битумополимерный аэродромный герметик. Его получают добавлением полимерных добавок в резинобитумное вяжущее. Герметик в разогретом состоянии применяется для герметизации швов аэродромных покрытий.

Также широкое применение получили многокомпонентные герметики и мастики горячего применения. Примером такого состава может служить аэродромная полимер битумная мастика [4]. В её состав входит гидроизоляционный битум повышенной морозостойкости, битум нефтяной дорожный, полимер класса термоэластопластов, органический растворитель и тонкодисперсный порошковый наполнитель. Введение минерального порошка в состав герметиков и мастик преследует несколько целей. Во-первых, с введением наполнителя повышается температура размягчения состава, что положительно сказывается при эксплуатации в условиях жаркого климата. Во-вторых, минеральный порошок, обладая развитой суммарной площадью поверхности, оказывает существенное структурирующее воздействие на битум, переводя его из объёмного состояния в плёночное. Однако в большинстве регионов страны применение наполнителей из карбонатных горных пород связано с существенными затратами и не является экономически целесообразным. В то же время, в регионе могут присутствовать различные техногенные порошковые материалы, с избытком накапливающиеся в процессе деятельности горнодобывающих, металлургических или других предприятий.

В связи с этим, актуальной представляется задача поиска возможностей использования нетрадиционных тонкодисперсных наполнителей, пригодных для производства строительных композиционных материалов, в частности, мастик и герметиков для дорожного строительства. Целью работы было установление возможности использования дисперсного пористого сырья из шунгита, цеолита и керамзита. Свойства исследуемых порошков представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Показатели свойств исследуемых наполнителей

Наименования показателя

Величина показателя для порошка

Требования ГОСТ Р 52129-2003

Шунгит

Цеолит

Керамзит

Зерновой состав, % по массе:

мельче 1,25 мм

< 0,315 мм

< 0,071 мм

 

100

98,1

73

 

100

98,4

80

 

100

98,1

83,7

 

Не менее 95

От 80 до 95

Не менее 60

Пористость, %, не более

37,54

54,89

39,02

40

Набухание образцов из смеси порошка с битумом, %, не более

1,87

3,2

3,7

3,0

Водостойкость образцов из смеси порошка с битумом, %, не менее

0,9

0,83

0,87

0,7

Показатель битумоёмкости, г, не более

48,1

136,2

95,7

80

Влажность, % по массе, не более

0,55

6,15

2,56

2,5

Истинная плотность, г/см3

2,41

2,66

2,46

Не нормируется

Средняя плотность, г/см3

1,65

1,2

1,5

Не нормируется

Все минеральные материалы, принятые для исследования, можно отнести к пористым, при этом стоит отметить высокую водостойкость образцов из смеси порошка с битумом. Так, для цеолита этот показатель составил 0,83, для керамзита 0,87 и для шунгита 0,9. Этот параметр является крайне важным для разработки долговечной и качественной мастики или герметика. Так как эти композиты выполняют герметизирующую и уплотняющую функции, при использовании минеральных наполнителей в их составе необходимо учитывать склонность этого сырья к набуханию при контакте с водой. Очевидно, что у наполнителя из цеолита и керамзита этот показатель превышает предельно допустимую величину, а наиболее эффективным наполнителем из представленного ряда минеральных порошков является шунгит.

При приготовлении асфальтобетонной смеси минеральный наполнитель, смешиваясь с битумом, переводит вяжущее из объёмного состояния в плёночное. Наполнитель, применяемый в мастике или герметике на основе органического вяжущего должен выполнять структурирующую функцию. Поэтому было целесообразно проверить влияние исследуемых порошков на такие показатели свойств системы, как температура размягчения и растяжимость. Для исследования были приняты битум марки БНД 60/90 и рассматриваемые наполнители в различных концентрациях (20-30%) [1]. Испытания проводились по стандартным методикам, растяжимость определялась при +25°С. Результаты представлены на рисунке 1.

Растяжимость битума

Рис. 1 – Растяжимость битума, структурированного наполнителем

Так, максимальная величина показателя растяжимости при использовании шунгита и цеолита была получена при концентрации наполнителя 25% от массы битума, а при использовании керамзита – при 20%. Причём наибольшие величины дуктильности достигнуты смесью битума с наполнителями из шунгита и керамзита, и составляют, соответственно, 32,6 и 33,7 см. Температура размягчения системы «битум – наполнитель» при указанных концентрациях наполнителей составила: для шунгита 56°С, для керамзита 63°С, для цеолита 71°С.

Таким образом, по совокупности показателей высокой водостойкости и растяжимости для дальнейших исследований возможности использования нестандартных тонкодисперсных порошков для приготовления мастик и герметиков целесообразно, на наш взгляд, использовать наполнители из шунгита и керамзита.

Литература:

  • 1. Резниченко П.Т. Мастики в строительстве / П.Т. Резниченко, В.Е. Бойко, В.М. Фетисова, Г.И. Середа. – Изд-во «Промiнь», 1975. – 255 с.
  • 2. Платонов А.П. Новые дорожно-строительные материалы / А.П. Платонов // Учебное пособие. – Л.: ЛИСИ, 1980. – 64 с.
  • 3. Беляев П.С. Исследование влияния резиновой крошки на физико-механические показатели нефтяного битума в процессе его модификации / П.С. Беляев, М.В. Забавников, О.Г. Маликов, Д.С. Волков // Вестн. ТГТУ. – 2005. – №4. – С. 923-930.
  • 4. Платонов А.П. Полимерные материалы в дорожном и аэродромном строительстве / А.П. Платонов. – М.: Транспорт, 1994. – 157 с.
  • 5. ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия. – М.: Госстрой России, 2004. – 33 с.
8.14286
Ваша оценка: Нет Средняя: 8.1 (7 голосов)
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.