автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Физико-химическое и технологическое обоснование повышения качества кровельных и гидроизоляционных водоэмульсионных мастик

На правах рукописи

ЕЩЕНКО АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КРОВЕЛЬНЫХ И ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ МАСТИК

Специальность: 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь - 2005

Работа выполнена на кафедре промышленного, гражданского строительства и производства изделий и конструкций Северо-Кавказского государственного технического университета

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Печеный Б.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Романов С.И.

кандидат технических наук, доцент Дараган Н.С.

Ведущая организация: Открытое акционерное общество

«Ставропольпроектстрой», г. Ставрополь

Защита состоится «22» декабря 2005 г. в 14 00 часов на заседании диссертационного Совета КМ 212.245.01 при Северо-Кавказском государственном техническом университете (СевКавГТУ) по адресу: 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2, С 216.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СевКавГТУ

Автореферат разослан «21» ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета КМ 212.245.01, кандидат технических наук, доцент В.В. Лукьяненко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Назначение кровельных и гидроизоляционных материалов одинаковое - защитить конструкцию от проникания воды. Практика показывает, что кровельные работы при строительстве зданий и сооружений являются одними из самыЯ дорогих и трудоемких. На долю покрытий (кровельных, гидроизоляционных, отделочных и др.) приходится до 40% стоимости общестроительных работ и до 35% их трудоемкости. Кроме того, кровли и гидроизоляции являются наименее долговечными из конструктивных элементов зданий и сооружений и требуют гораздо более высоких эксплуатационных расходов по сравнению с размерами эксплуатационных затрат на любые другие конструктивные элементы стен зданий и сооружений.

В последние десятилетия наблюдается появление колоссального разнообразия кровельных и гидроизоляционных материалов и мастик, в том числе с фантастически высокими эксплуатационными характеристиками, представляющие собой в основном полимерные рулонные или мастичные материалы на растворителях. Естественно, чем выше качество и долговечность материала, тем выше его цена. Но кроме высоких показателей качества и долговечности, важную роль играют технологические характеристики материала, безвредность и безопасность работ при их приготовлении и нанесении. А об этом, как правило, в рекламных описаниях не сообщается. В послевоенные годы и особенно в 60-70 годы в Советском Союзе и за рубежом весьма большое распространение получили водоэмульсионные кровельные и гидроизоляционные материалы. Работами школы д.т.н., профессора Попченко С.Н. во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Пащенко Н.С., Глебова П.Д., Крейцера Г.Д., Рыбьева И.А., Коржуева A.C., Баглай А.П. в НИИСП Госстроя Украины, Завражина H.H. ЦНИИОМТП, Бабаева М.Г., Довмат Т.А. НИИ сейсмостойкого строительства Госстроя Туркменской ССР, Павлюк О.Т. ДИСИ, Манина Л.Н. ХИСИ, Дараган Н.С. ХабПИ, Абдуллаева Т.И. ТашНИГ, Ван Асбека В.Ф., Циганек В. и др. убедительно показана высокая технико-экономическая эффективность производства и применения водоэмульсионных кровельных мастик в различных климатических зонах Советского Союза и за рубежом. Несмотря на явные преимущества водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик по сравнению с горячими и холодными мастиками на растворителях или рулонными материалами по технологическим, экономическим, экологическим и, в частых случаях, по качественным показателям, эти материалы в современной строительной практике используются в ограниченных объемах. Причиной этому является несовершенство технологической и нормативной документации на производство и применение водоэмульсионных мастик из-за недостаточной теоретической и экспериментальной проработки этого водоэмульсионного композиционного материала. Кстати, аналогичное состояние проблемы применения битумных эмульсий наблюдается в дорожном строительстве: - весьма успей» ь^^^^ьтаТЬГМрувгяад -

Ь" .fcKA

У с '¡ti^fiypt

ства и применения их в одних случаях, и неудачи - в других, что ограничивает возможности их применения в этой отрасли. Составы водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик весьма различаются. Например, содержание волокнистого наполнителя асбеста может составлять в мастиках от 25 до 200% по отношению к массе битума, содержание твердого эмульгатора (глинистого компонента самой различной природы) - от 2 до 20%. Однозначно говорить о влиянии на качество и технологию производства мастик того или иного компонента сложно еще и потому, что в их составе содержатся и другие компоненты. Эти вопросы требуют специального изучения.

Кровельные и гидроизоляционные покрытия наносятся на самые различные основания и, естественно, работа покрытия в целом должна рассматриваться с учетом упругих и деформативных свойств слоев покрытия, также как и их диффузионного и адгезионного взаимодействия.

В связи с изложенным, установление оптимальных составов кровельных и гидроизоляционных водоэмульсионных мастик, обеспечивающих высокое качество на различных основаниях, с разработанной оптимальной технологией их производства, требует теоретических и экспериментальных исследований и обоснования.

Настоящая работа выполнена в соответствии с целевой комплексной краевой научно-технической программой «Научные разработки по совершенствованию коммунального хозяйства в Ставропольском крае на период 2002-2005г.г.», а также в соответствии с «Международной программой совместных исследований Северо-Кавказского государственного технического университета с корпорацией по исследованию и развитию асфальтов в транспортном секторе и промышленности Республики Колумбия Coras-faltos» от 22 августа 2001 г.

Цель и задачи работы.

Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное изучение физико-химических, технологических и эксплуатационных свойств холодных кровельных и гидроизоляционных мастик и покрытий из них на различных основаниях и создание структуры, обеспечивающей повышение качества кровель и гидроизоляций.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— на основании анализа отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы разработать теоретические предпосылки по созданию кровельных и гидроизоляционных покрытий с высокой трещиностой-костью и долговечностью;

— теоретически обосновать, подобрать и при необходимости разработать методики для определения дилатометрических свойств, внутренних напряжений, трещиностойкости и устойчивости к старению покрытий;

— обосновать выбор сырьевых компонентов и составов водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик и материалов стяжек;

— провести экспериментальные исследования технологических, физико-

химических и физико-механических свойств водоэмульсионных кровельных, гидроизоляционных мастик и материалов стяжек и определить оптимальные составы и технологические режимы их производства и укладки;

— провести экспериментальные исследования трещиностойкости и устойчивости к старению кровельных и гидроизоляционных покрытий;

— апробировать на производстве составы и технологии производства кровельных и гидроизоляционных мастик повышенного качества;

— разработать нормативную документацию для реализации результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна: - теоретически обосновано и экспериментально подтверждено решающее значение критической концентрации твердого эмульгатора (ККТЭм) (порошкового или волокнистого) на эмульгирование битумов в воде. Показана возможность эмульгирования битумов в воде при использовании твердых эмульгаторов самого различного происхождения при достижении их критической концентрации в воде. Предложена методика определения ККТЭм Установлено влияние дисперсности порошковых эмульгаторов и ККТЭм на эмульгирование битумов в воде в процессе получения мастик;

- показано, что при введении в дисперсионную среду (воду) всех волокнистых и порошковых наполнителей в количестве, соответствующем или превышающем ККТЭм, обеспечивается получение мастики высокой дисперсности и однородности, что не достигается при содержании эмульгаторов ниже ККТЭм. В этом случае полученные покрытия из мастик отличаются высокими эксплуатационными показателями свойств: тепло-, трещино-, водостойкости и долговечности;

- разработан прибор и методика определения внутренних напряжений, температур растрескивания и устойчивости к старению покрытий, с помощью которых изучено влияние на эти показатели компонентного состава, технологии приготовления и устройства кровельных и гидроизоляционных мастичных покрытий на различных основаниях;

- установлено, что получение трещиностойких и долговечных кровельных мастичных покрытий достигается при нанесении их на стяжки, устроенные на жестких теплоизоляционных слоях из пенополистирола или ячеистого бетона;

- наиболее рациональным материалом для стяжек является песчаный керамзитоасфапьтобетон, приготовленный на битумных эмульсиях. Разработаны составы, технология приготовления и укладки керамзитоасфальто-бетона на битумных эмульсиях.

Практическая значимость. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено оптимальное содержание твердых эмульгаторов и усовершенствована технология приготовления кровельных и гидроизоляционных мастик, отличающихся высокой дисперсностью, однородностью и стабильностью.

Разработаны составы кровельных и гидроизоляционных мастик повышенной тепло-, трещино-, водостойкости и долговечности.

Достигнута высокая трещиностойкость и долговечность кровельных водоэмульсионных мастичных покрытий за счет выбора основания кровли: теплоизоляции - пенополистирол или пено-, газобетон; песчаной асфаль-токерамзитовой стяжки на битумной эмульсии Песчаная асфапьтокерам-зитовая стяжка на битумной эмульсии обеспечивает жесткость слоя за счет внутреннего трения частиц керамзита, а деформируемость керамзитового заполнителя обеспечивает деформируемость и трещиностойкость всей стяжки. Благодаря возможности приготовления и укладки песчаной ас-фальтокерамзитовой смеси на битумной эмульсии в холодном состоянии появляется возможность обеспечить требуемые ровность и уклоны покрытия стяжки и, соответственно, гарантировать поверхностный водоотвод, что создает благоприятные условия работы верхнего слоя мастичного покрытия.

Начиная с 2002 г. в ООО «Ставропольгидроизоляция», ООО «Строй-инновация» освоено производство кровельных и гидроизоляционных мастик и произведен ремонт и строительство новых кровель на объектах Ставропольского края общей площадью 18000 м2.

В ОАО «СУДР» освоено производство песчаных керамзитоасфальто-бетонных смесей на битумных эмульсиях. Устроены стяжки кровель общей площадью 12600 м2.

Разработаны технические условия «Мастики кровельные и гидроизоляционные водоэмульсионные» и «Песчаный керамзитоасфальтобетон на битумных эмульсиях».

Выполнено технико-экономическое обоснование применения разработанных мастик и смесей для стяжек.

В соответствии с программой совместных исследований, проверка и внедрение результатов диссертационной работы было осуществлено также в Колумбийской корпорации CORASFALTOS согласно «Международной программы совместных исследований Северо-Кавказского государственного технического университета с корпорацией по исследованию и развитию битумов в транспортном секторе и промышленности Республики Колумбия CORASF ALTOS» от 28 августа 2001 г.

Работа внедрена в учебный процесс СевКавГТУ при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по дисциплинам: «Материаловедение», «Покрытия и кровли», «Тенденции развития строительных материалов и изделий», «Технология производства и применение новых конструкционных материалов», «Технология конструкционных материалов» для студентов специальностей 290300, 290500, 290600, 290700.

Автор защищает:

- теоретическое обоснование содержания твердого эмульгатора (критической концентрации твердого эмульгатора ККТЭм), при котором обеспечивается получение высокодисперсной, однородной, стабильной воднодис-персионной битумной мастики;

- составы и технологию получения кровельных и гидроизоляционных вод-нодисперсионных мастик повышенной тепло-, трещино-, водостойкости и

долговечности;

- устройство и методику определения внутренних напряжений, температур растрескивания и устойчивости к старению покрытий;

- составы и технологию получения высокотехнологичных трещиностой-ких песчаных керамзитоасфальтобетонных смесей на битумных эмульсиях;

- конструкцию кровли на водоэмульсионных битумных кровельных мастиках;

- эффективность производства и применения разработанных водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик

Достоверность полученных результатов подтверждена применением современных методов исследований, статистической обработкой полученных данных, обеспечивающих доверительную вероятность 0,96 при погрешности измерений менее 7%, и опытно-промышленной проверкой результатов исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на международных и российских научно-практических конференциях:

- VIII, IX региональная научно-техническая конференция «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону». (Ставрополь, 2004 г., 2005 г.);

- 4-as, jornadas internacionales del Asfalto. Agosto 16-20 de 2004 ICP (Cartagena de Indias, Colombia);

- XXXIII commission permanente del asfalto. Trigésima tercera reunion del asfalto. 22 al 26 de noviembre de 2004. Ciudad de Mendoza, República Argentina;

- Международная научно-практическая конференция «Строительство-2005», (Ростов-на-Дону, 2005 г.);

- XXXIV научно-техническая конференция по итогам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2004 год. (Ставрополь, 2004 г.);

- Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии (VII научные чтения), (Белгород, 2005 г.);

- Международная научно-практическая конференция «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития», (Одесса, 2005 г.).

Материалы, полученные в работе, экспонировались на: IV и V Московских международных салонах инноваций и инвестиций (г. Москва, ВВЦ, 25 - 28 февраля 2004 г., 15-18 февраля 2005 г.); Ганноверской международной выставке (Hannover, den 23, April 2004); Тюменской международной ярмарке (Дни экономики Ставропольского края, 30 марта - 2 апреля 2004 г., г. Тюмень); 7-ой специализированной выставке «СТРОЙКА» в рамках Форума строителей Южного Федерального округа (г. Ставрополь, 13-15 мая 2004 г.); выставке «Неделя высоких технологий в Санкт-Петербурге "Н1-ТЕСН"» (г. Санкт-Петербург, 2004 г.); ежегодной специа-

лизированной выставке «КМВстрой-индустрия» ("г. Пятигорск, выставочная компания «Апех», 25 - 27 ноября 2004 г.), а также удостоены 1 золотой, 1 серебряной медалями и 3 дипломами.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных трудов, включая тезисы докладов, доклады и научные статьи в сборниках и научных журналах, и получено положительное решение по заявке на 1 изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, содержит 148 страниц машинописного текста, 41 рисунок, 17 таблиц, список литературы из 146 наименований и 10 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОНОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследования, сформулированы цель и задачи исследования, показана его научная и практическая значимость.

В первой главе представлен обзор и анализ научно-технической литературы и патентной информации по проблемам качества кровельных и гидроизоляционных битумных и битумополимерных мастик в зависимости от их состава, технологии получения, условий эксплуатации и др.

В настоящее время разработано большое разнообразие водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик, отличающихся по виду порошкообразных твердых эмульгаторов, вяжущих, составу, технологии приготовления и качеству. Несмотря на явные преимущества водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик по сравнению с горячими и холодными мастиками на растворителях или рулонными материалами по технологическим, экономическим, экологическим, в некоторых случаях по качественным показателям, эти материалы в современной строительной практике используются в ограниченных объемах.

Из рассмотренных работ следует, что в составе кровельных и гидроизоляционных мастик обязательным компонентом являются волокнистые наполнители, функциями которых являются армирование мастичных покрытий и роль эмульгатора битума. Однако, содержание волокнистого наполнителя по отношению к битуму в мастиках может составлять от 25 до 200%, и объясняется во всех случаях улучшением качества мастики. Но однозначно говорить о повышении качества мастик за счет введения того или иного количества волокнистого наполнителя сложно, поскольку в приведенных составах содержится множество других компонентов Эти вопросы требуют специального изучения.

Сроки службы битумных и битумополимерных покрытий кровель в нашей стране составляют от 3-4 до 12-15 лет, после чего необходимо производить капитальный ремонт Опыт устройства мастичных кровель показывает, что в некоторых случаях такие кровли теряют водоизоляционные качества из-за образования трещин вследствие зимнего раскрытия трещин

в цементно-песчаных стяжках. Кроме того, деформативность покрытия снижается также под влиянием его старения.

Трудоемкость устройства цементно-песчаных стяжек и ухода в период их твердения является частой причиной некачественного водоотвода с поверхности устроенных на них покрытий, что вызывает их преждевременный выход из строя. Устройство стяжек из горячего асфальтобетона или керамзитобетона хотя и позволяет повысить их трещиностойкость и кровельных покрытий в целом, однако из-за быстрого остывания слоев из таких смесей усложняется их укладка, выравнивание и уплотнение, что также не позволяет обеспечить требуемый поверхностный водоотвод кровель, особенно при малых их уклонах.

Холодные битумоминеральные композиции на битумных эмульсиях или асфальтобетон, приготавливаемые и укладываемые при температурах выше 5°С, представляют интерес для использования их в качестве выравнивающих стяжек, поскольку их технологичность превосходит стяжки из цементно-песчаных растворов или горячих асфальтобетонов и керамзито-асфальтобетонов.

На основании проведенного обзора литературы и патентных источников сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе рассмотрены физико-химические представления о структуре водоэмульсионных мастик на порошковых и волокнистых твердых эмульгаторах и процессах ее образования, а также возможности управления ими с целью повышения качества получаемых мастик и покрытий из них. В теоретических представлениях раннего периода не совсем четко описаны функции составляющих компонентов водоэмульсионных мастик на твердых эмульгаторах. Так в работах ВНИИГ им. Веденеева, НИИСП г. Киев и в разработанных ими нормативных документах на водоэмульсионные пасты и мастики, роль эмульгаторов при получении битумных эмульсий отводилась глине, лессу, извести и волокнистому компоненту (асбесту). Такие битумные дисперсии назывались пастами. При введении в пасту минеральных порошков, цемента, латексов получали дисперсию, которая называлась мастикой. Известно, что минеральные порошки также являются эмульгаторами битума. И становится естественным для эмульгирования битумов использовать в качестве битумных эмульгаторов все порошкообразные твердые составляющие, входящие в состав мастик. При создании водоэмульсионной битумной мастики следует, очевидно, изучить отдельно роль компонентов в качестве эмульгаторов и их влияние на процесс эмульгирования битумов, роль этих же компонентов в качестве наполнителей и их влияние на технологические, физико-механические свойства мастик и эксплуатационные свойства покрытий из них. Естественно, процесс эмульгирования битумов в воде осуществляется при какой-то критической концентрации эмульгаторов. Это правило справедливо для анионных, катионных и неионогенных битумных эмульсий. При использовании твердых эмульгаторов для эмульгирования битумов их содержание находится в весьма широких пределах от 30 до 120% по отно-

шению к массе битума, что очевидно обусловлено разницей в составе и свойствах эмульгаторов и стремлением получить водоэмульсионную битумную композицию с определенными технологическими и эксплуатационными свойствами.

Образование стабильной битумной эмульсии произойдет при условии покрытия битумных микрочастиц частицами твердого эмульгатора. Для выполнения этого условия при использовании твердых эмульгаторов будут способствовать, кроме их оптимальной концентрации в воде и химического состава, также оптимальный дисперсный состав эмульгаторов. Поэтому представляет теоретический и практический интерес установление зависимостей эмульгируемости битумов от химического, дисперсного состава и концентрации в воде твердого эмульгатора или смеси твердых эмульгаторов. Твердые или волокнистые тонкодисперсные эмульгаторы вследствие проявления загущающего эффекта в водно-дисперсионных битумных композициях определяют в значительной степени и реологические свойства мастик, которые должны быть оптимальными при получении, хранении и нанесении мастик. Параллельно с загущающим эффектом, твердые эмульгаторы являются наполнителями мастик, в функции которых входит повышение прочности, тепло-, трещиностойкости, атмосферо-стойкости, паро-, водонепроницаемости покрытия из мастики.

После выяснения перечисленных вопросов и определения критической концентрации твердых эмульгаторов, при которой получают стабильные, однородные, высокодисперсные битумные мастики, представляет интерес изучить свойства битумных мастик и покрытий из них в зависимости от концентрации того или иного порошкового или волокнистого наполнителя, использованного в качестве эмульгатора.

Трещиностойкость кровельных и гидроизоляционных покрытий в значительной мере, наряду с их собственной деформативностью, определяется интенсивностью взаимодействия покрытий с основанием. Для полимерных, лакокрасочных, гидроизоляционных и защитно-декоративных покрытий наружных стен и кровель зданий Зубов П.И., Зимон А.Д., Сан-жаровский А.Т., Печеный Б.Г., Логанина В.И., Орентлихер Л.П., Козлов В.В., Чумаченко А.И., Борисенко Ю.Г., Кисина З.М., Стоян И.А. и др. показали, что существует условие отсутствия растрескивания и отслаивания покрытия, которое можно представить в следующем виде:

А > ау < ор, (1)

где А - адгезионная прочность; сту - внутреннее усадочное напряжение в покрытии; ар - предел прочности при растяжении материала покрытия.

То есть, чем выше адгезионная прочность и прочность при растяжении покрытия, чем ниже усадочные напряжения в покрытии, тем выше трещиностойкость. Для выполнения этого правила можно использовать самые различные конструктивные решения по созданию трещиностойких покрытий, выбирая соответствующий материал основания, его толщину и толщину покрытия. На основании этого сделано предположение о возможности повышения трещиностойкости кровельных и гидроизоляционных

покрытий за счет использования в качестве стяжек высокодеформируемых материалов и были взяты для исследований в качестве стяжки деформируемые композиционные материалы на пористом заполнителе.

В третьей главе приводится обоснование выбора материалов, принятых для исследования, их характеристики, и принятых методов исследований.

Для исследования в составе битумных водоэмульсионных мастик в качестве твердых эмульгаторов были взяты:

- глины надеждинского, кочубеевского и ивановского месторождений;

- минеральный порошок известняковый активированный и неактивированный Черкесского цементного завода;

- хризотил-асбест VII сорта;

- сажа, образующаяся при производстве пиролизного ацетилена в ОАО «Невинномысский азот»;

- известь 2-го сорта Ставропольского ОАО «Завод ЖБИК»;

- фильтрпрессная грязь - отход сахарного производства ОАО «Изобиль-ненский сахарный завод», содержащая 96% частиц менее 0,071мм.

В качестве вяжущих исследовались битумы марок БНД 60/90, БНД 90/130, нефтяное битумное сырье ОАО «Пермьнефтеоргсинтез» с условной вязкостью при 80°С по ТУ 38101583-88, равной 45 с.

Для исследования в составе стяжек использовали низкомодульный заполнитель, выпускаемый Ставропольским ОАО «Завод ЖБИК», - керамзитовый гравий марки 400 фракции мельче 7 мм Поскольку зерновой состав керамзитового гравия был в узких пределах: от 7 до 2 мм, с целью получения пористого заполнителя с зерновым составом, соответствующим типу «Г» или «Д» по ГОСТ 9128-97 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон», он был подвергнут дроблению, после чего зерновой состав его соответствовал типу «Д» для минерального заполнителя по ГОСТ 9128 - 97. Приводятся характеристики используемых материалов и стандартные методики исследований.

Из существующих достаточно разнообразных методов определения гранулометрического состава порошков, частиц дисперсной фазы дисперсных систем для исследований был выбран метод лазерного малоуглового рассеяния с помощью прибора анализатора микрочастиц «Ласка 1К». Лазерная дифракция, несмотря на свои особенности, как принцип измерения, обладает рядом важных преимуществ перед «классическими» методами измерения (ситовым и седиментационным), а также в отношении анализа по изображению: быстрые и точные результаты, отсутствие реюстировки, широкий диапазон измерения и большая гибкость.

Гранулометрические составы твердых эмульгаторов, использованных для получения битумных водоэмульсионных мастик, определенные с помощью лазерного анализатора микрочастиц «Ласка 1 К», представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Гранулометрический состав твердых эмульгаторов

№ п/п Наименование Диаметр частиц эмульгатора, мкм, при их содержании Средний линейный диаметр частиц )мульгато-ра, dcp', мкм Среднее квадрати-ческое отклонение

10% 25% 50% 75% 90%

1 Глина кочубеевского карьера 3,066 3,689 4,547 5,658 7,000 5,271 0,00634

2 Глина ивановского карьера 3,370 4 065 5,035 6,357 8,000 6 200 0,00352

3 Глина надеждинско! о карьера 2,360 2 969 3,834 4,918 6,000 4 293 0,01640

4 Минеральный порошок известняковый неактивированный 3,250 3,918 4,847 6,101 8,000 5 791 0,00758

5 То же, активированный 3,739 4,509 5,583 7,043 9,000 6 649 0,01560

6 Сажа ЗАО «Невинно-мысский азот» 1,594 1,913 2,342 2,869 3,000 2.466 0,01730

7 Фильтрпрессная грязь отход сахарного производства ОАО «Изобильненский сахарный завод» 3,035 3,653 4.505 5,619 7 000 5.190 0,01210

8 Известь 2,218 2,665 3,272 4 033 4.000 3 590 0,01700

9 Асбест 6,322 7,792 10,220 15,470 22 000 12 460 0,21600

Для определения устойчивости к растрескиванию и старению кровельных и изоляционных покрытий и стяжек предложено устройство, позволяющее производить испытания по идеальной схеме защемленного по концам образца, что максимально моделирует работу покрытий в эксплуатационных условиях (рисунок 1) Устройство и методика разработаны с целью повышения точности, упрощения конструкции и сокращения продолжительности испытания, расширения его функциональных возможностей и обеспечения возможности испытания материалов при действии кроме структурных внутренних напряжений, температурных напряжений и старения - каждого в отдельности или при любом их сочетании.

Образец для испытания готовится методом прессования, вибрирования, вибропрессования смесей, заливки в виде расплава, эмульсии или раствора непосредственно в форме, ограниченной захватами и боковыми пластинами устройства. Изготовление образцов непосредственно в форме устройства позволяет измерять структурные напряжения в образце, возникающие в нем при изготовлении. Захваты образца выполнены из материала, термический коэффициент линейного расширения (ТКЛР) которого в рабочем диапазоне температур больше, чем ТКЛР материала боковых пластин, а их температур-

ные зависимости пропорциональны. В этом случае длина захвата /, его TKJ1P а, длина боковой пластины ее TKJIP а,, связаны соотношением: 27а=// а,. При этом, термическое расширение (сужение) захватов полностью компенсирует расширение (сужение) боковых пластин. Этим обеспечивается постоянство длины защемленного в захватах образца при его охлаждении-нагревании, простота и точность определения температурных усадочных напряжений при охлаждении образца и его трещиностойкости от действия этих напряжений или при совместном действии структурных и температурных усадочных напряжений и старения.

Рисунок 1 - Устройство для определения внутренних напряжений, трещиностой кости и устойчивости к старению покрытий

Устройство состоит из двух боковых металлических пластин I, на торцах которых закреплены торцевые металлические пластины 2 (см. рисунок 1). Внутри образовавшейся рамы к торцевым пластинам прикреплены два захвата 3. Испытуемый образец 4 по концам закреплен в захватах 3. На поверхности боковых пластин прикреплены тензодатчики 5, соединенные с регистрирующей системой сигналов 6. Устройство работает следующим образом. К боковым пластинам приклеиваются тензодатчики 5 и подключаются к регистрирующей системе 6.

Приготовление водоэмульсионных битумных паст осуществлялось в лабораторном смесителе с числом оборотов 1480 об/мин вертикального вала. Дисперсионная среда состояла из воды и введенных в нее твердых эмульгаторов. В дисперсионную среду с эмульгатором, нагретую до 50 - 55°С, при работающем смесителе вводился битум с температурой 150- 155°С. Как следует из таблицы 2, значения критической концентрации твердого эмульгатора ККТЭм, при которой образуются стабильные водоэмульсионные битумные пасты, находятся в весьма широких пределах для различных эмульгаторов: от 0,18 для сажи и до 0,58 для фильтрпрессной грязи. Причем с увеличением среднего диаметра частиц эмульгатора d^3 ККТЭм возрастает (рисунок 2), что является вполне логичным Однако, зависимость среднего диаметра частиц дисперсной фазы пасты dcp" от критической концентрации твердого эмульгатора ККТЭм в пасте имеет экстремальный характер. Максимальный размер частиц дисперсной фазы в пастах наблюдается при значениях ККТЭм в пределах 0,25 - 0,45 для паст на эмульгаторах: асбест, глина кочубеевского и ивановского карьеров (см. таблицу 2, рисунок 2) Это может быть объяснено

Таблица 2 - Составы и свойства водоэмульсионных битумных паст на твердых эмульгаторах

Состав пасты, % мае. Условная вязкость при 20°С в вискозиметре с диаметром отверстия 5 мм, ВУго, с Тр покрытия тол-

Средний Плотность при 20°С, кг/м3 Водопогло- щиной 6 мм, °С

№ составов** эмульгатор битум вода ККТЭм диаметр частиц дисперсной фазы в пасте, с1срп, мкм щение высушенной пасты, толщиной 6 мм, %мас. из высушенной пасты после выдерживания в воде в течение 14 сут

1 12,7 50,0 37,3 0,34 23,76 1112 12 4,2 -33 -41

2 13,3 50,0 36,7 0,36 27,37 1130 13 4,2 -32 -41

3 8,0 50,0 42,0 0,19 13,5 1092 9 3,6 -37 -46

4 17,2 50,0 32,8 0,52 20,63 1143 9 3,8 -32 -39

5 17,6 50,0 32,4 0,54 18,12 1152 8 3,4 -34 -42

6 7,7 50,0 42,3 0,18 14,23 1076 8 3,9 -36 -43

7 18,4 50,0 31,6 0,58 15,72 1124 7 4,4 -35 -42

8 8,7 50,0 41,3 0,21 14,13 1109 10 3,2 -34 -41

9 9,7 50,0 40,3 0,24 22,83 1104 12 4,1 -39 -47

-> № пасты соответствует № эмульгатора по таблице 1 в пасте

повышением условной вязкости ВУ20 паст при этих значениях ККТЭм эмульгаторов, которая имеет также экстремальную зависимость от ККТЭм (см. таблицу 2, рисунок 2). Очевидно, высокая вязкость дисперсионной среды и пасты в целом затрудняет образование дисперсной фазы с повышенной дисперсностью.

Рисунок 2 - Зависимость среднего диаметра эмульгатора dcp3, среднего диаметра дйсперсной фазы пасты dcpn и вязкости ВУ20 пасты от критической концентрации эмульгатора в пасте ККТЭм

••• -V. ■■■ - dcpn, ААА .ВУ20

0 15 0,20 0,25 0 30 0 35 0,40 0,45 0 50 0 55 060 ККТЭм

Из интегральных и дифференциальных кривых распределения размеров частиц дисперсной фазы водоэмульсионных битумных паст на твердых эмульгаторах: ивановской и невинномысской глинах, асбесте (составы 1, 2 и 9) следует (рисунок 3), что дисперсная фаза в пастах на этих эмульгаторах имеет более широкое распределение частиц по размерам, и сами размеры частиц более крупные, чем в пастах на других твердых эмульгаторах.

d, mkm

Рисунок 3 - Интегральное О и дифференциальное dQ распределение размеров d частиц дисперсной фазы в водоэмульсионных битумных пастах на твердых эмульгаторах Составы паст на рисунке 3 а №1 (- ), №2 ( — ---); №3 (---),

№8 (— ■ ■ —) Составы паст на рисунке 3 б №4 (...............), №5 (---^Д'б^---),

№7 (-), №9 (----)

Очевидно этим и объясняется более высокое водопоглощение покрытий из высушенной пасты, приготовленной на этих эмульгаторах (таблица 2). Как следует из таблицы 2, температура растрескивания покрытия Тр из высушенной пасты толщиной 6 мм в зависимости от типа твердого эмульгатора, меняется в пределах от -32 до -39°С. Как и следовало ожидать, наиболее низкое значение Тр, равное -39°С, в покрытии из пасты, приготовленной на асбесте (состав 9), а наиболее высокие значения Тр, равные -32°С, в покрытиях из паст, приготовленных на глине ивановского карьера (состав 2) и на неактивированном известняковом минеральном* порошке (состав 4, таблица 2).

Кровельные и гидроизоляционные покрытия в процессе эксплуатации подвержены периодическому увлажнению различной интенсивности, следствием чего является более или менее постоянное присутствие влаги в покрытии, величина которого существенно меняется в зависимости от климатических условий, времени года и условий водоотвода. Как было установлено в работах Печеного Б.Г., вода, являясь пластификатором битумов, способствует понижению на 6 - 8°С их температур стеклования Тс и растрескивания Тр. Особенно значительное понижение Тс и Тр наблюдается в битумоминеральных покрытиях, содержащих загрязняющие глинистые примеси. Так, при содержании глины в битумоминеральной композиции до 14%, температура ее растрескивания понижается на 10°С по сравнению с композицией без глины. Поэтому чрезвычайно интересным было определить влияние увлажнения покрытий из водоэмульсионных битумных паст на твердых эмульгаторах на температуру растрескивания Тр покрытий. Как следует из таблицы 2, Тр покрытий существенно понижается после их во-донасыщения. Это особенно проявляется в покрытиях из паст на глине. Такой эффект создает незамерзающая вода, которая, по данным Федякина H.H. и Шевелева A.C., может не замерзать в капиллярах композиций с глиной даже при температурах минус 50°С и ниже. По мере понижения температуры соотношение лед : вода в водонасыщенной композиции постепенно возрастает, что, с одной стороны, изменяет ее напряженное состояние, а с другой - усиливает связывание всех составляющих компонентов в единый монолит, повышая ее прочность и трещиностойкость.

С целью установления влияния порошкообразных компонентов на технологические и эксплуатационные свойства кровельных и гидроизоляционных мастик были проведены исследования свойств мастик в зависимости от содержания порошкообразных компонентов, превышающего ККТЭм. Порошкообразные компоненты вводились в пасту в процессе ее перемешивания при одновременной подаче в смеситель воды в количестве, обеспечивающем осадку конуса СтройЦНИИЛ в мастике в пределах 12 - 13 см. Для исследований были взяты мастики с пастами составов: №3, №6, №7, №9, которые имели наиболее высокие показатели по тре-щиностойкости (таблица 3).

Таблица 3 - Составы и свойства водоэмульсионных битумных мастик на твердых эмульгаторах

№ Тр покрытия из

соста- Состав, % масс. Водонасы-щение, % Темпера-туроустой- мастики толщиной 6 мм, °С

вов мас- в сухом состоя- после водона-

мае. чивость, °С

тики нии сыщения

Паста №3 - 84

1 Эмульгатор №3 - 4 Вода -12 2,1 124 -35 -51

Паста №3 - 82

2 Эмульгатор №3 - 8 Вода -10 1,8 132 -33 -56

Паста №6 - 86

3 Эмульгатор №6 - 4 Вода -10 2,3 127 -34 -45

Паста №6 - 76

4 Эмульгатор №6 - 8 Вода -16 1,9 134 -32 -47

Паста №7 -88

5 Эмульгатор №7 - 4 Вода - 8 2,9 122 -36 -47

Паста №7 - 78

8 Эмульгатор №7 - 8 2,1 129 -35 -49

Вода -14

Паста №9 _ 86

9 Эмульгатор №9 - 4 Вода -10 2,8 131 -42 -52

Паста №9 - 76

10 Эмульгатор №9 - 8 Вода -16 2,0 137 -45 -59

Как следует из таблицы 3, с увеличением в мастике содержания порошкообразного или волокнистого компонента сверх ККТЭм он выполняет роль наполнителя, что обеспечивает повышение водостойкости, темпе-ратуроустойчивости и трещиностойкости устроенных из них покрытий. При превышении содержания эмульгаторов в мастиках выше указанных в составах 2,4, 8 и 10 показатели водонасыщения возрастают.

Трешиностойкость кровельного или гидроизоляционного покрытия, как уже упоминалось, обеспечивается деформативностью основания (стяжки), силой сцепления (адгезией) покрытия с основанием и деформативностью и прочностью материала покрытия.

Высокой деформативностью обладают стяжки, выполненные из ком-

позиционных материалов, содержащих низкомолекулярные заполнители. Одним из таких материалов является горячий асфальтокерамзитобетон. Однако при устройстве кровельных стяжек из горячих асфальтокерамзито-бетонных смесей вследствие их остывания при укладке тонким слоем, что затрудняет выравнивание и уплотнение таких смесей. Решение этой проблемы было найдено при устройстве стяжек из холодных асфальтокерамзи-товых смесей, приготовленных на битумных эмульсиях. Сам асфальтокерамзитобетон отличается более высокой трещиностойкостью по сравнению с асфальтобетонами на плотных заполнителях, что позволяет производить устройство стяжек без температурных швов.

Таблица 4 - Физико-механические свойства битумокерамзитовых смесей для стяжек

№ п/п Свойства Марка битума и его содержание в смесй, % по объему

БНД 60/90 БНД 90/130

8,5 9,0 9,5 10,0 8,5 9,0 9,5 10,0

1 Прочность при сжатии, МПа при 50°С 2XI 2,3 ш 2,4 2,3 2,5 ш 2,4 1Л 1,5 М 1,6 1Л 1,7 И 1,6

20°С 5^6 6,1 м 6,4 6^ 6,5 5^8 6,0 4^0 4,0 4А 4,1 4,2 4,3

0°С 10,0 12,0 10,9 12,4 11.4 12.5 11,4 13,8 £0 9,5 м 10,5 21 11,1 ш 10,8

2 Водонасыщение, % мае. 13,7 Ы 10,8 4^2 8,0 М 5,2 11,0 14,2 М 11,9 5,4 9,6 12, 5,7

3 Набухание, % мае. 0,15 0,12 0,1 0,08 0,17 0,15 0,11 0,09

4 Коэффициент кратковременной водостойкости 0,97 0,85 0,99 0,96 0,99 0,99 М 0,99 0,96 0,85 0,98 0,97 0,99 0,9 1*0 0,92

5 Коэффициент длительной водостойкости 0,72 0,62 0,74 0,70 0,79 0,79 0,84 0,87 0,70 0,62 0,78 0,64 0,84 0,66 0,91 0,68

6 Температура растрескивания от температурных напряжений Т0, °С -37 -36 -39 -37 141 -39 -41 -39 г38 -35 ^40 -36 -43 -37 =42 -37

7 Плотность, кг/м3 1660 1666 1667 1670 1658 1661 1664 1666

1652 1660 1662 1668 1655 1662 1663 1667

*) в числителе - свойства битумокерамзитовых смесей на битумных эмульсиях, в знаменателе - горячих битумокерамзитовых смесей.

Как показали результаты испытаний образцов холодных асфальтоке-рамзитобетонов на битумных эмульсиях (таблица 4) тепло-, трещиностой-кость их выше, чем у горячего асфапьтокерамзитобетона и гораздо выше, чем у асфальтобетона на плотных заполнителях (см. ГОСТ 9128 - 97).

Температуры растрескивания образцов холодных асфальтокерамзито-бетонов на битумной эмульсии на 2 - 5°С ниже, чем у горячих керамзито-асфальтобетонов (таблица 4) и на 10 - 14°С ниже, чем у горячих асфальтобетонов на плотных заполнителях Температуры растрескивания мастичных покрытий и битумокерамзитовых покрытий на битумных эмульсиях достаточно низкие и разница между ними невелика (см. таблицы 3 и 4). Определение температур растрескивания конструктивного слоя, состоящего из мастичного покрытия и битумокерамзитовой стяжки, показало, что при отсутствии сцепления между ними, мастичные покрытия толщиной 6 мм растрескиваются при более высоких температурах. Устройство битумокерамзитовой стяжки с шероховатой поверхностью, что регулируется зерновым составом материала стяжки, обеспечивает совместную работу мастичного покрытия и стяжки и повышение их трещиностойкости. Требуемые значения шероховатости стяжки, определенные по методу песчаного круга, находятся в пределах 6,0 - 8,3 кг/м2. В этом случае обеспечивается хорошее сцепление между мастичным покрытием и стяжкой и высокая трещиностойкость конструкции.

В четвертой главе представлены результаты опытно-промышленных испытаний кровельных и гидроизоляционных водоэмульсионных битумных мастик на основе твердых эмульгаторов: глины надеждинского карьера, фильтпрессной грязи ООО «Изобильненский сахарный завод» и отходов сажи ОАО «Невинномысский азот». На основе полученных результатов исследований разработаны технические условия «Мастики кровельные и гидроизоляционные» и «Песчаный керамзитоасфальтобетон на битумных эмульсиях».

Начиная с 2002 г. в ООО «Ставропольгидроизоляция», ООО «Строй-инновация» освоено производство кровельных и гидроизоляционных мастик и произведен ремонт и строительство новых кровель на объектах Ставропольского края общей площадью 18000 м2.

В ОАО «СУДР» освоено производство песчаных керамзитоасфальто-бетонных смесей на битумных эмульсиях. Устроены стяжки кровель общей площадью 12600 м2.

В пятой главе представлен расчет технико-экономической эффективности изготовления кровельных и гидроизоляционных мастик и устройства кровельных покрытий, стяжек из гидроизоляционных материалов. Экономический эффект от применения кровельных мастик и стяжек разработанных составов составляет от 60 до 110 руб. на 1 м2, а гидроизоляционных мастик от 30 до 70 руб. на 1 м2.

Общий подтвержденный экономический эффект от внедрения в 2002 -2005г.г. кровельных мастичных покрытий и стяжек составил 3821000 руб., а гидроизоляционных мастик - 647000 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Водоэмульсионные кровельные и гидроизоляционные битумные мастики по технологическим, экономическим, экологическим и, в частых случаях, по качественным показателям превосходят аналогичные материалы на растворителях или рулонные материалы. Однако эти материалы в современной строительной практике используются в ограниченном объеме.

2. Известные составы водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных битумных мастик весьма различаются, что свидетельствует о недостаточном теоретическом обосновании оптимальных пределов содержания в них тех или иных компонентов.

3. Теоретически обосновано существование критической концентрации твердого эмульгатора ККТЭм, обеспечивающей получение высокодисперсной, однородной, стабильной воднодисперсионной битумной пасты.

4. Установлено, что критическая концентрация твердого эмульгатора в воде ККТЭм находится в весьма широких пределах для различных порошковых эмульгаторов: от 0,18 для сажи и до 0,58 для фильтрпрессной грязи. С увеличением среднего диаметра частиц твердого эмульгатора ККТЭм возрастает.

5. Зависимость среднего диаметра частиц дисперсной фазы пасты от ККТЭм имеет экстремальный характер, что обусловлено повышением вязкости дисперсионной среды и пасты в целом, затрудняющим образование дисперсной фазы в пасте с повышенной дисперсностью.

6. Теоретически обоснованы и разработаны прибор и методика определения внутренних напряжений и трещиностойкости при действии усадочных напряжений и старения материалов и их покрытий на различных подложках.

7. Покрытия из паст, содержащих грубодисперсные частицы дисперсной фазы, характеризуются более высоким водопоглощением и более высокими значениями температур растрескивания сухих покрытий. Температура растрескивания Тр увлажненных покрытий из паст понижается, причем в наибольшей степени в покрытиях из паст на высокопластичных глинах или асбесте.

8. На основе теоретических выкладок показано значительное влияние на трещиностойкость и долговечность мастичного покрытия вида основания покрытия (стяжки) и сцепления покрытия с основанием. Установлено, что устройство стяжек по теплоизоляционному слою из малодеформируемых цементно-песчаных материалов вызывает дополнительные температурные и структурные усадочные напряжения в покрытиях.

9 Установлено, что снижение внутренних напряжений в мастичных водоэмульсионных кровельных покрытиях, повышение их трещиностойкости и водоизоляционной способности достигается при устройстве стяжек из материалов, содержащих пористый низкомодульный заполнитель: горячий керамзитоасфальтобетон, цементнокерамзитовый раствор, рези-нобитумный ковер, цементнополистирольный раствор и т.п. Однако низкая технологичность этих материалов усложняет процесс устройства из них выравнивающих стяжек, что отражается на качестве водоотвода с поверхности кровель. Эти проблемы устраняются при устройстве стяжек из ке-рамзитоасфальтобетона на битумной эмульсии.

10. Разработаны составы и технология производства асфальтокерам-зитобетона на битумных эмульсиях. Показано, что с возрастанием шероховатости поверхности асфальтокерамзитовой стяжки на битумной эмульсии температура растрескивания устроенного на ней мастичного покрытия понижается. Определение шероховатости стяжки методом песчаного круга позволило установить критерии к этому показателю стяжки, обеспечивающему высокое сцепление с мастичным покрытием и обуславливающие повышение тепло-, трешиностойкости верхнего слоя мастичного битумного покрытия.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Печеный Б.Г., Скориков С В., Ещенко А.И. Связь стабильности битумных эмульсий с их электрокинетическими характеристиками. // Материалы VIII региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону». - Ставрополь: СевКавГТУ, 2004. -С. 168.

2. Печеный Б.Г., Скориков C.B., Шевченко В.Г., Ещенко А.И. Физико-химические превращения битумных эмульсий при объединении их с заполнителем. // Материалы VIII региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону». - Ставрополь: СевКавГТУ, 2004. - С. 169.

3. Tirtishov Yu., Skorikov S., Lukyanenko V, Eschenko A.I. Ageing kinetics of bitumens with different ductility. // 4 as, jornadas internacionales del asfalto. Agosto 16 - 20 de 2004. ICP. - Cartagena de Indias. Colombia. - 2004. -P. 59-65.

4. Печеный Б.Г., Скориков C.B., Дорошев В.Ф., Ещенко А.И. Влияние латексов на трещиностойкость гидроизоляционных и кровельных водоэмульсионных мастик. // Материалы XXXIV научно-технической конференции по итогам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2004 год. - Ставрополь: СевКавГТУ, 2005. -С.165- 166.

5. Tirtishov Yu., Pecheny В., Danilyan Е., Eschenko A. About structural transition in bitumen, tars and oils. // XXXIII commission permanente del asfalto. Trigésima tercera reunion de! asfalto. 22 al 26 de noviembre de 2004. Ciudad de Mendoza, República Argentina. - P. 149 - 157.

6 Тыртышов Ю.П., Скориков С В., Печеный Б. Г., Ещенко А. И. К теории стабильности битумных дисперсных систем и водных битумных эмульсий. // Вестник СевКавГТУ №1. - Ставрополь: СевКавГТУ. - 2005. -С.46 - 49.

7 Тыртышов Ю.П., Скориков С В , Печеный Б.Г., Ещенко А И. Битумные эмульсии, пасты, мастики на основе сажевого эмульгатора. // Сб научн. тр. Серия «Естественнонаучная». Выпуск 1 - Ставрополь: СевКавГТУ. - 2005. - С.142 - 144.

8 Тыртышов Ю.П., Шевченко В.Г, Скориков C.B., Ещенко А И.

Влияние добавок минеральных вяжущих на тепло-, трещиностойкость асфальтобетонов на битумных эмульсиях. // Вестник СевКавГТУ № 2. -Ставрополь: СевКавГТУ. - 2005. - С. 84 - 86.

9. Тыртышов Ю.П., Дорошев В.Ф., Ещенко А.И. Исследование трещи-ностойкости мастик при действии усадочных структурных и температурных напряжений. // Материалы Междунар. научно-практ. конф. «Строительство - 2005». - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2005. - С. 45.

10. Тыртышов Ю.П., Скориков C.B., Ещенко А.И. Влияние размеров и количества частиц дисперсной фазы битумных эмульсий на их стабильность. // Международная научно-практическая конференция "Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндуст-рии (VII научные чтения). - Белгород: БГТУ, 2005. - С. 64 - 67.

11. Тыртышов Ю.П., Печеный Б.Г., Скориков C.B., Ещенко А.И. Теоретические аспекты регулирования стабильности битумных эмульсий. // Вестник СевКавГТУ №3. - Ставрополь: СевКавГТУ. - 2005. - С. 89 - 92.

12. Данильян Е.А., Печеный Б.Г., Ещенко А.И. Влияние содержания минерального порошка и ПАВ на оптимальные температуры перемешивания асфальтобетонных смесей. // Международная научно-практическая конференция «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития». - Одесса, 2005. - С. 41 - 42.

13. Тыртышов Ю.П., Печеный Б.Г., Данильян Е.А., Скориков C.B., Ещенко А.И. Определение внутренних напряжений, трещиностойкости и старения материалов. // Материалы IX региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону». - Ставрополь: СевКавГТУ, 2005. - С.76.

14. Тыртышов Ю.П., Лукьяненко В.В., Скориков C.B., Ещенко А.И. Исследование дисперсности микрочастиц в строительных материалах с помощью лазерного анализатора. // Материалы IX региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону». - Ставрополь: СевКавГТУ, 2005. - С.57.

15. Тыртышов Ю.П., Печеный Б.Г., Скориков C.B., Данильян Е.А., Ещенко А.И., Шевченко В.Г. Устройство для определения внутренних напряжений и трещиностойкости материалов. - Заявка на изобретение МКИ G 01 N, С 03 С 17/28 №2005129572/033169 от 26.09.2005.

Физико-химическое и технологическое обоснование повышения качества кровельных и гидроизоляционных водоэмульсионных мастик

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Автор: Ещенко А.И.

Подписано в печать: 16.11.2005 г. Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л 1,0

Бумага офсетная Тираж 100 Заказ № ¿7

Отпечатано в типографии Северо-Кавказского государственного технического университета

355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2

n/r 9 %

РНБ Русский фонд

2007-4 6893

' с V

«»mwrtctv /

2 9 ДЕН 2005

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 - ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ И ПАТЕНТНОЙ ИНФОРМАЦИИ О КРОВЕЛЬНЫХ И ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ МАСТИКАХ.

1.1 Битумные и битумополимерные кровельные водоэмульсионные мастики.

1.2 Гидроизоляционные мастики на основе битумов и битумополимерных композиций.

1.3 Технология приготовления кровельных и гидроизоляционных мастик.

1.4 Выводы, цели и задачи исследований.

ГЛАВА 2 - ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ МАСТИК И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА.

2.1 Теоретические аспекты эмульгирования органических вяжущих с использованием порошковых и волокнистых эмульгаторов, структура и стабильность полученных эмульсий.

2.2 Теоретические принципы регулирования трещиностойкости и долговечности кровельных и гидроизоляционных водоэмульсионных покрытий с учетом качества основания (стяжки).

2.3 Выводы.

ГЛАВА 3 - ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КРОВЕЛЬНЫХ И ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПАСТ, МАСТИК

И МАТЕРИАЛОВ СТЯЖЕК.

3.1 Выбор и характеристики материалов, взятых для исследований.

3.1.1 Вяжущие материалы.

3.1.2 Порошкообразные и волокнистые эмульгаторы и наполнители.

3.1.3 Легкие заполнители для стяжек.

3.2 Методы испытания материалов.

3.2.1 Стандартные методы испытания паст и мастик.

3.2.2 Методика определения гранулометрического состава порошков и микрочастиц дисперсной фазы паст и мастик.

3.2.3 Устройство и методика определения внутренних напряжений, температур растрескивания и устойчивости к старению покрытий.

3.3 Влияние гранулометрического состава порошкообразных и волокнистых эмульгаторов на свойства битумных паст и мастик.

3.4 Свойства битумных паст и мастик в зависимости от условий приготовления.

3.5 Эксплуатационные характеристики мастик и покрытий из них на различных стяжках.

3.6 Выводы.

ГЛАВА 4 - ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ МАСТИК.

4.1 Производство и применение кровельных водоэмульсионных битумных мастик на асфальтокерамзитобетонных стяжках.

4.2 Опытное производство и применение гидроизоляционных водоэмульсионных битумных мастик.

4.3 Выводы.

ГЛАВА 5 - ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ КРОВЕЛЬНЫХ И ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ МАСТИК РАЗРАБОТАННЫХ СОСТАВОВ.

5.1 Технико-экономическая эффективность производства и применения кровельных мастик.

5.2 Технико-экономическая эффективность производства и применения гидроизоляционных мастик.

5.3 Выводы.

Актуальность работы. Назначение кровельных и гидроизоляционных материалов одинаковое - защитить конструкцию от проникания воды. Практика показывает, что кровельные работы при строительстве зданий и сооружений являются одними из самых дорогих и трудоемких. На долю покрытий (кровельных, гидроизоляционных, отделочных и др.) приходится до 40% стоимости общестроительных работ и до 35% их трудоемкости. Кроме того, кровли и гидроизоляции являются наименее долговечными из конструктивных элементов зданий и сооружений и требуют гораздо более высоких эксплуатационных расходов по сравнению с размерами эксплуатационных затрат на любые другие конструктивные элементы стен зданий и сооружений.

В последние десятилетия наблюдается появление колоссального разнообразия кровельных и гидроизоляционных материалов и мастик, в том числе с фантастически высокими эксплуатационными характеристиками, представляющие собой в основном полимерные рулонные или мастичные материалы на растворителях. Естественно, чем выше качество и долговечность материала, тем выше его цена. Но кроме высоких показателей качества и долговечности, важную роль играют технологические характеристики материала, безвредность и безопасность работ при их приготовлении и нанесении. А об этом, как правило, в рекламных описаниях не сообщается. В послевоенные годы и особенно в 60-70 годы в Советском Союзе и за рубежом весьма большое распространение получили водоэмульсионные кровельные и гидроизоляционные материалы. Работами школы д.т.н., профессора Попченко С.Н. во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Пащенко Н.С., Глебова П.Д., Крейцера Г.Д., Рыбьева И.А., Коржуева А.С., Баглай А.П. в НИИСП Госстроя Украины, Завражина Н.Н. ЦНИИОМТП, Бабаева М.Г., Довмат Т.А. НИИ сейсмостойкого строительства Госстроя Туркменской ССР, Павлюк О.Т. ДИСИ, Манина JI.H. ХИСИ, Дараган Н.С. ХабПИ, Абдуллаева Т.И. ТашНИИГ, Ван Ас-бека В.Ф., Циганек В. и др. убедительно показана высокая технико-экономическая эффективность производства и применения водоэмульсионных кровельных маетик в различных климатических зонах Советского Союза и за рубежом. Несмотря на явные преимущества водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик по сравнению с горячими и холодными мастиками на растворителях или рулонными материалами по технологическим, экономическим, экологическим и, в частых случаях, по качественным показателям, эти материалы в современной строительной практике используются в ограниченных объемах. Причиной этому является несовершенство технологической и нормативной документации на производство и применение водоэмульсионных мастик из-за недостаточной теоретической и экспериментальной проработки этого водоэмульсионного композиционного материала. Кстати, аналогичное состояние проблемы применения битумных эмульсий наблюдается в дорожном строительстве: - весьма успешные результаты производства и применения их в одних случаях, и неудачи - в других, что ограничивает возможности их применения в этой отрасли. Составы водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик весьма различаются. Например, содержание волокнистого наполнителя асбеста может составлять в мастиках от 25 до 200% по отношению к массе битума, содержание твердого эмульгатора (глинистого компонента самой различной природы) - от 2 до 20%. Однозначно говорить о влиянии на качество и технологию производства мастик того или иного компонента сложно еще и потому, что в их составе содержатся и другие компоненты. Эти вопросы требуют специального изучения.

Кровельные и гидроизоляционные покрытия наносятся на самые различные основания и, естественно, работа покрытия в целом должна рассматриваться с учетом упругих и деформативных свойств слоев покрытия, также как и их диффузионного и адгезионного взаимодействия.

В связи с изложенным, установление оптимальных составов кровельных и гидроизоляционных водоэмульсионных мастик, обеспечивающих высокое качество на различных основаниях, с разработкой оптимальной технологии их производства, требует теоретических и экспериментальных исследований и обоснования.

Настоящая работа выполнена в соответствии с целевой комплексной краевой научно-технической программой «Научные разработки по совершенствованию коммунального хозяйства в Ставропольском крае на период 2002-2005г.г.», а также в соответствии с «Международной программой совместных исследований Северо-Кавказского государственного технического университета с корпорацией по исследованию и развитию асфальтов в транспортном секторе и промышленности Республики Колумбия Corasfaltos» от 22 августа 2001 г.

Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное изучение физико-химических, технологических и эксплуатационных свойств холодных кровельных и гидроизоляционных мастик и покрытий из них на различных основаниях и создание структуры, обеспечивающей повышение качества кровель и гидроизоляций.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: на основании анализа отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы разработать теоретические предпосылки по созданию кровельных и гидроизоляционных покрытий с высокой трещиностойкостью и долговечностью; теоретически обосновать, подобрать и при необходимости разработать методики для определения внутренних напряжений, трещиностойкости и устойчивости к старению покрытий; обосновать выбор сырьевых компонентов и составов водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик и материалов стяжек; провести экспериментальные исследования технологических, физико-химических и физико-механических свойств водоэмульсионных кровельных, гидроизоляционных мастик и материалов стяжек и определить оптимальные составы и технологические режимы их производства и укладки; провести экспериментальные исследования трещиностойкости и устойчивости к старению кровельных и гидроизоляционных покрытий; апробировать на производстве составы и технологии производства кровельных и гидроизоляционных мастик повышенного качества; разработать нормативную документацию для реализации результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна: - теоретически обосновано и экспериментально подтверждено решающее значение критической концентрации твердого эмульгатора (ККТЭм) (порошкового или волокнистого) на эмульгирование битумов в воде. Показана возможность эмульгирования битумов в воде при использовании твердых эмульгаторов самого различного происхождения при достижении их критической концентрации в воде. Предложена методика определения ККТЭм. Установлено влияние дисперсности порошковых эмульгаторов и ККТЭм на эмульгирование битумов в воде в процессе получения мастик;

- показано, что при введении в дисперсионную среду (воду) всех волокнистых и порошковых наполнителей в количестве, соответствующем или превышающем ККТЭм, обеспечивается получение мастики высокой дисперсности и однородности, что не достигается при содержании эмульгаторов ниже ККТЭм. В этом случае полученные при ККТЭм покрытия из мастик отличаются высокими эксплуатационными показателями свойств: тепло-, трещино-, водостойкости и долговечности;

- разработан прибор и методика определения внутренних напряжений, температур растрескивания и устойчивости к старению покрытий, с помощью которых изучено влияние на эти показатели компонентного состава, технологии приготовления и устройства кровельных и гидроизоляционных мастичных покрытий на различных основаниях;

- установлено, что получение трещиностойких и долговечных кровельных мастичных покрытий достигается при нанесении их на стяжки, устроенные на жестких теплоизоляционных слоях из пенополистирола или ячеистого бетона;

- наиболее рациональным материалом для стяжек является песчаный ас-фальтокерамзитобетон, приготовленный на битумных эмульсиях. Разработаны составы, технология приготовления и укладки асфальтокерамзитобетона на битумных эмульсиях.

Практическая значимость. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено оптимальное содержание твердых эмульгаторов и усовершенствована технология приготовления кровельных и гидроизоляционных мастик, отличающихся высокой дисперсностью, однородностью и стабильностью.

Разработаны составы кровельных и гидроизоляционных мастик повышенной тепло-, трещино-, водостойкости и долговечности.

Достигнута высокая трещиностойкость и долговечность кровельных водоэмульсионных мастичных покрытий за счет выбора основания кровли: теплоизоляции - пенополистирол или пено-, газобетон; песчаной асфальтокерамзитовой стяжки на битумной эмульсии. Песчаная асфальтокерамзитовая стяжка на битумной эмульсии обеспечивает жесткость слоя за счет внутреннего трения частиц керамзита, а деформируемость керамзитового заполнителя обеспечивает деформируемость и трещиностойкость всей стяжки. Благодаря возможности приготовления и укладки песчаной асфальтокерамзитобетонной смеси на битумной эмульсии в холодном состоянии появляется возможность обеспечить требуемые ровность и уклоны покрытия стяжки и, соответственно, гарантировать поверхностный водоотвод, что создает благоприятные условия работы верхнего слоя мастичного покрытия.

Начиная с 2002 г. в ООО «Ставропольгидроизоляция», ООО «Стройиннова-ция» освоено производство кровельных и гидроизоляционных мастик и произведен ремонт и строительство новых кровель на объектах Ставропольского края общей площадью 18000 м .

В ОАО «СУДР» освоено производство песчаных асфальтокерамзитобетон-ных смесей на битумных эмульсиях. Устроены стяжки кровель общей площадью 12600 м2.

Разработаны технические условия «Мастики битумно-эмульсионные кровельные и гидроизоляционные БЭКиГ» и «Песчаный асфальтокерамзитобетон на битумных эмульсиях».

Выполнено технико-экономическое обоснование применения разработанных мастик и смесей для стяжек.

В соответствии с программой совместных исследований, проверка и внедрение результатов диссертационной работы было осуществлено также в Колумбийской корпорации CORASFALTOS согласно «Международной программы совместных исследований Северо-Кавказского государственного технического университета с корпорацией по исследованию и развитию битумов в транспортном секторе и промышленности Республики Колумбия CORASFALTOS» от 28 августа 2001 г.

Работа внедрена в учебный процесс СевКавГТУ при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по дисциплинам: «Материаловедение», «Покрытия и кровли», «Тенденции развития строительных материалов и изделий», «Технология производства и применение новых конструкционных материалов», «Технология конструкционных материалов» для студентов специальностей 290300, 290500, 290600, 290700.

Автор защищает:

- теоретическое обоснование содержания твердого эмульгатора (критической концентрации твердого эмульгатора ККТЭм), при котором обеспечивается получение высоко дисперсной, однородной, стабильной воднодисперсионной битумной мастики;

- составы и технологию получения кровельных и гидроизоляционных вод-нодисперсионных мастик повышенной тепло-, трещино-, водостойкости и долговечности;

- устройство и методику определения внутренних напряжений, температур растрескивания и устойчивости к старению покрытий;

- составы и технологию получения высокотехнологичных трещиностойких песчаных асфальтокерамзитобетонных смесей на битумных эмульсиях для устройства стяжек;

- конструкцию кровли на водоэмульсионных битумных кровельных мастиках и асфальтокерамзитобетонных стяжках;

- эффективность производства и применения разработанных водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных мастик.

Достоверность полученных результатов подтверждена применением современных методов исследований, статистической обработкой полученных данных, обеспечивающих доверительную вероятность 0,96 при погрешности измерений менее 7%, и опытно-промышленной проверкой и внедрением в практику результатов исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на международных и российских научно-практических конференциях:

- VIII, IX региональная научно-техническая конференция «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону». (Ставрополь, 2004 г., 2005 г.);

- 4-as, jornadas internacionales del Asfalto. Agosto 16-20 de 2004 ICP (Cartagena de Indias, Colombia);

- XXXIII commission permanente del asfalto. Trigesima tercera reunion del asfalto. 22 al 26 de noviembre de 2004. Ciudad de Mendoza, Republica Argentina;

- Международная научно-практическая конференция «Строительство-2005», (Ростов-на-Дону, 2005 г.);

- XXXIV научно-техническая конференция по итогам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2004 год. (Ставрополь, 2004 г.);

- Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии (VII научные чтения), (Белгород, 2005 г.);

- Международная научно-практическая конференция «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития», (Одесса, 2005 г.).

Материалы, полученные в работе, экспонировались на: IV и V Московских международных салонах инноваций и инвестиций (г. Москва, ВВЦ, 25 - 28 февраля 2004 г., 15 - 18 февраля 2005 г.); Ганноверской международной выставке (Hannover, den 23, April 2004); Тюменской международной ярмарке (Дни экономики Ставропольского края, 30 марта - 2 апреля 2004 г., г. Тюмень); 7-ой специализированной выставке «СТРОЙКА» в рамках Форума строителей Южного Федерального округа (г. Ставрополь, 13-15 мая 2004 г.); выставке «Неделя высоких технологий в Санкт-Петербурге "Н1-ТЕСН"» (г. Санкт-Петербург, 2004 г.); ежегодной специализированной выставке «КМВстрой-индустрия» (г. Пятигорск, выставочная компания «Artex», 25 - 27 ноября 2004 г.), а также удостоены 1 золотой, 1 серебряной медалями и 3 дипломами.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных трудов, включая тезисы докладов, доклады и научные статьи в сборниках и научных журналах, и получено положительное решение по заявке на 1 изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, содержит 148 страниц машинописного текста, 41 рисунок, 17 таблиц, список литературы из 146 наименований и 10 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Водоэмульсионные кровельные и гидроизоляционные битумные мастики по технологическим, экономическим, экологическим и, в частых случаях, по качественным показателям превосходят аналогичные материалы на растворителях или рулонные материалы. Однако эти материалы в современной строительной практике используются в ограниченном объеме.

2.Известные составы водоэмульсионных кровельных и гидроизоляционных битумных мастик весьма различаются, что свидетельствует о недостаточном теоретическом обосновании оптимальных пределов содержания в них тех или иных компонентов.

3. Теоретически обосновано существование критической концентрации твердого эмульгатора ККТЭм, обеспечивающей получение высокодисперсной, однородной, стабильной воднодисперсионной битумной пасты.

4. Установлено, что критическая концентрация твердого эмульгатора в воде ККТЭм находится в весьма широких пределах для различных порошковых эмульгаторов: от 0,18 для сажи и до 0,58 для филырпрессной грязи. С увеличением среднего диаметра частиц твердого эмульгатора ККТЭм возрастает.

5. Зависимость среднего диаметра частиц дисперсной фазы пасты от ККТЭм имеет экстремальный характер, что обусловлено повышением вязкости дисперсионной среды и пасты в целом, затрудняющим образование дисперсной фазы в пасте с повышенной дисперсностью.

6. Теоретически обоснованы и разработаны прибор и методика определения внутренних напряжений и трещиностойкости при действии усадочных напряжений и старения материалов и их покрытий на различных подложках.

7. Покрытия из паст, содержащих грубодисперсные частицы дисперсной фазы, характеризуются более высоким водопоглощением и более высокими значениями температур растрескивания сухих покрытий. Температура растрескивания Тр увлажненных покрытий из паст понижается, причем в наибольшей степени в покрытиях из паст на высокопластичных глинах или асбесте.

8. На основе теоретических выкладок показано значительное влияние на трещиностойкость и долговечность мастичного покрытия вида основания покрытия (стяжки) и сцепления покрытия с основанием. Установлено, что устройство стяжек по теплоизоляционному слою из малодеформируемых цементно-песчаных материалов вызывает дополнительные температурные и структурные усадочные напряжения в покрытиях.

9. Установлено, что снижение внутренних напряжений в мастичных водоэмульсионных кровельных покрытиях, повышение их трещиностойкости и водо-изоляционной способности достигается при устройстве стяжек из материалов, содержащих пористый низкомодульный заполнитель: горячий керамзитоасфальто-бетон, цементнокерамзитовый раствор, резинобитумный ковер, цементнополи-стирольный раствор и т.п. Однако низкая технологичность этих материалов усложняет процесс устройства из них выравнивающих стяжек, что отражается на качестве водоотвода с поверхности кровель. Эти проблемы устраняются при устройстве стяжек из керамзитоасфальтобетона на битумной эмульсии.

10. Разработаны составы и технология производства асфальтокерамзитобе-тона на битумных эмульсиях. Показано, что с возрастанием шероховатости поверхности асфальтокерамзитовой стяжки на битумной эмульсии температура растрескивания устроенного на ней мастичного покрытия понижается. Определение шероховатости стяжки методом песчаного круга позволило установить критерии к этому показателю стяжки, обеспечивающему высокое сцепление с мастичным покрытием и обуславливающие повышение тепло-, трещиностойкости верхнего слоя мастичного битумного покрытия.

1. Справочник по клеящим мастикам в строительстве. Под ред. В.Г. Микульского и О.Л. Фиговского. М.: Стройиздат. - 1984. - 241с.

2. Болдырев А.С., Золотов П.П. Строительные материалы. М.: Стройиздат. -1989.-568с.

3. Нециевский Ю.Д., Хоменко В.Л., Беглецов В.В. Справочник по строительным материалам и изделиям. Киев: Будивельник, 1990. - 144 с.

4. Гармаш А.И., Слипченко И.П., Сокол М.Ф. Крыши и кровли зданий и сооружений. Киев: Будивельник. - 1988. - 224с.

5. Бурмистров Г.Н. Кровельные материалы. М.: Стройиздат. - 1990. - 178с.

6. Никитин А.А., Николаев В.В., Сельдин Н.Н., Соколов В.К. Эксплуатация кровель жилых зданий. М.: Стройиздат. - 1990. - 352с.

7. Завражин Н.Н. Кровельные работы. М.: Стройиздат. 1992. - 272с.

8. Рыбьев И.А. Технология гидроизоляционных материалов. М.: Высшая школа.-1991.-288 с.

9. Darid К. Zkusenosti s bouzitin plastonitu KA Plastonitu. - Pozemni sarby. -1985, №6.-265 c.

10. Ю.Патент №2016019 РФ. МКИ 5C 08 L 95/00, С 08 К 3/24 Способ получения битумно-полимерной мастики. / Стеканов Д.И., Мелькумова Т.А., Нуралов А.Р. и др.; № 5025027/05; Заявлено 31.01.92; Опубл. 15.07.94; Бюл. №13.

11. Н.А.с. №1807031 СССР, МКИ С 04 В 26/26, 16/02. Масса для изготовления кровельного материала. / Р.Н. Хасаншин,С.М. Страхова, В.Г. Савченко и др.; №4952834/33; Заявлено 30.05.91; Опубл. 07.04.93; Бюл. №13.

12. Нуралов А.Р., Бойколева Э.Г., Мамедомов А.Г. Новый кровельный пластичный материал. // Строительные материалы. 1985. - №2. - 24с.

13. Манькин A.M. Кровли и их элементы. Справочник. М.: - ТриЛ. - 2004. -246с.

14. Козлов В.В., Чумаченко А.Н. Гидроизоляция в современном строительстве. -М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов. - 2003. - 120с.

15. Броковицкий Р.Н., Ярошевич Н.Ш. Мастика для кровель. // Строитель. 1985. -№6.-36-37с.

16. Попченко С.Н. Гидроизоляция сооружений и зданий. JI-д.: — Стройиздат. -1981.-304с.

17. ТУ РСТ УССР 5027-89. Битумные эмульсионные пасты и мастики на твердых эмульгаторах. Киев: НИИСП. - 16с.

18. А.с. №1770334 СССР, МКИ С 08 L 95/00, С 08 К 13/04 Мастика / С.М. Герасимович, В.Ф. Муравьев; №4899320/05; Заявлено 03.01.91; Опубл. 23.10.92; Бюл. №39.

19. А.С. №1796644 СССР, МКИ С 08 L 95/00, С 08 К 7/02 Водоэмульсионная мастика / С.В. Проскуряков, А.Н. Паукку, Д.В. Русанов и др; №4843299/05; Заявлено 26.06.90; Опубл. 23.02.93; Бюл. №7.

20. А.с. №1597374 СССР, МКИ 5 С 08 L 95/00 Способ получения битумной эмульсионной мастики / А.Д. Маслаков и А.П. Вилисов; №4376026/23-05; Заявлено 03.08.88; Опубл. 07.10.90; Бюл. №37.

21. А.с. №1699975 СССР, МКИ С 08 В 26/26 Способ приготовления эмульсион-* ной мастики / М.Г. Бабаев, Т.А. Довмат, Р.Б. Махмудов и А. Нурбердыев;4717284/33; Заявлено 24.05.89; Опубл. 23.12.91; Бюл. №47.

22. Патент №20112573 РФ Способ получения мастики (ж-л «Строительные материалы» №5 2005г.).

23. А.с. №1787970 СССР. МКИ С 04 В 26/26, С 08 L 95/00 Битумная эмульсионная мастика / Г.Н. Дулесова, В.М. Хрулев, Э.П. Плотников и А.А. Патачаков,4820502/33; Заявлено 27.04.90; Опубл. 15.01.93; Бюл. №2.

24. А.С. №1804471 СССР. МКИ С 09 D 195/00, С 09 D 195/00 Способ полученияхолодной битумной эмульсионной мастики / Б.П. Митрошин; №5024014/05; Заявлено 19.02.92; Опубл. 23.03.93; Бюл. №11.

25. А.С. №1175914 СССР, МКИ С 04 В 26/26, С 08 L 95/00 Битумная эмульсия / Р.В. Захарбеков, Е.Ф. Уварова, Н.И. Подгорнов и др.; №3630618/29-33; Заявлено 02.08.83; Опубл. 30.08.85; Бюл. №32.

26. Скориков С.В. Обоснование технологии производства высококачественных асфальтобетонов на битумах, эмульгированных в процессе перемешивания асфальтобетонных смесей. Диссерт на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Ставрополь,

27. Ъ СевКавГТУ. 2002г. - 186с.

28. Пособие по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий (к СНиП 3.06.03-85) / Союз ДорНИИ. М.: Стройиздат. - 1989. - 56с.

29. А.с. №924083 СССР, МКИ С 09 К 7/06 Гидрофобная эмульсия / В.М. Карпов; №3996241/29-33; Заявлено 02.06.81; Опубл. 30.07.82; Бюл. №16.

30. Рязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. М.: Недра. - 1979. - 214с.

31. А.С. №1379278 СССР, МКИ С 04 В.26/00 Шпаклевка / Б.К. Скрипкин, Б.М.

32. Михайлов; №4213692/24-05; Заявлено 04.08.86; Опубл. 24.05.88; Бюл. №9.

33. А.с. №1392055 СССР, МКИ С 04 В 28/26 Композиция для изготовления защитного покрытия / А.В. Кулеш; №4203421/23-33; Заявлено 03.04.87; Опубл. 04.06.88; Бюл. №16.

34. Методические рекомендации по устройству холодной мастичной дисперсно-армированной гидроизоляции на основе битумных эмульсий для автодорожных и городских мостов. М.: - Союз ДорНИИ. - 1983. - 3 0с.

35. Патент №2185406 РФ, МКИ 7 С 09 D 109/06// (С 09 D 109/06, 163:02, 129:04). Композиция для гидроизоляционных покрытий строительных конструкций. / И.Г.Саршивили и др.; № 2000126949/04; Заявлено 27.10.2000; Опубл. 20.07.02; Бюл. №20(ч.2).-С. 270.

36. Васильев А.В., Довмат Т.А. Гидроизоляционная мастика с добавкой БП-3. // Тез. докладов IV Всесоюзн. научно-техн. совещания «Применение полимерных материалов в гидротехническом строительстве». Л-д.: ВНИИГ. - 1979. - С. 81.

37. Заявка на патент РФ, МКИ 7 С 08 L 95/00, Е 04 D 5/02. Гидроизоляционный материал. / Р.Е. Шперберг; № 99123605/03; Заявлено 10.11.1999; Опубл. 20.08.01; Бюл. №23(ч.1).-С. 182.

38. Заявка на патент РФ, МКИ 6 С 09 D 195/00//( С 09 D 195/00, 123:22, 183:00). Гидроизоляционная композиция. / С.В. Шлыков; № 96123015/04; Заявлено 04.12.96; Опубл. 27.01.99; Бюл. №3. С. 210.

39. Патент 2134330 РФ, МКИ 6 Е 04 D 5/06, С 08 L 95/00. Рулонный кровельный ^ и гидроизоляционный материал «Бикрост». / Р.А. Худайбердин и др.; №97115406/03; Заявлено 15.09.97; Опубл. 27.06.99; Бюл. № 18. С. 169.

40. Патент 2079524 РФ, МКИ 6 С 08 L95/00, С 04 В 26/26. Композиция для гидроизоляционного покрытия. / Н.Г. Евдокимова; № 94039652/03; Заявлено 21.10.94; Опубл. 20.05.97; Бюл. №14. С. 98.

41. Патент 2177918 РФ, МКИ 7 С 04 В 26/26. Гидроизоляционная смесь. / И.В. Гельфенбуйм, М.Э. Меерсон, С.Е. Ильясов и др.; № 2000115080/03; Заявлено 09.06.2000; Опубл. 10.01.02; Бюл. №1. С.305.

42. Патент 25026 РФ, МКИ 7 Е 04 D 7/00. Гидроизоляционное покрытие. / С.П. Курников, В.В. Мальцев, Е.П. Кустова; № 2002114736/20; Заявлено 06.06.2002; Опубл. 10.09.02; Бюл. № 25. С. 550.

43. Дмитриев Н.Я., Печеный Б.Г. Свойства эмульсий и мастик из разжиженного битума. // Строительные материалы. 1986. - №9. - С. 25.

44. Патент 2187019 РФ, МКИ 7 Е 04D 7/00. Холодная гидроизоляционная мастика. / Н.А. Волков, C.JI. Гершкохен, JI.M. Гохман и др.; №2000108695/04; Заявлено 31.05.99; Опубл. 27.12.2000; Бюл. №48 С. 324.

45. Стабников Н.В. Асфальтополимерные облицовки северных гидротехнических сооружений. — Л-д: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1980. 145 с.

46. А.С. 567735 СССР, МКИ С 08 L 95/00:С09кЗ/10. Гидроизоляционная мастика. / И.А. Рыбьев (Ордена Трудового Красного знамени академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова); №2333338/05; Заявлено 10.03.76; Опубл. 12.07.77; Бюл. №29 С.78.

47. Стабников Н.В. Асфальтополимерный материал для гидроизоляции промышленных и гидротехнических сооружений. Л-д.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1975.-С. 145.

48. Гидроизоляция ограждающих конструкций промышленных и гражданских сооружений. Справочное пособие. / Под ред. Искрина B.C. М.: Стройиздат -1975.-С. 319.

49. Гарин В.Н., Долгополов Н.Н. Полимерные защитные и декоративные покрытия строительных материалов. М.: Стройиздат, 1975. - С. 191.

50. СНиП 3.04.03-85. Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии. М.: Госстрой СССР, 1989. - С. 32.

51. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. М.: Госстрой СССР, 1986.-47с.

52. СНиП 3.04.01-87. Изоляционные и отделочные покрытия. М.: Госстрой СССР, 1988.-С. 57.

53. Д'Андреа М. Битумная гидроизоляция с АПП или СБС как помочь в выборе. // Строительные материалы. - 2001. - №3. - С. 10-11.

54. Андронов С.Г. Каким должен быть битумно-полимерный материал. // Строительные материалы. 2001. - №1. - С. 26.

55. Краснов П.Л., Погост И.Г. Как правильно определить качество битумно-полимерных материалов. // Строительные материалы. 2001. -№10. - С. 14.

56. Bare F. Anstrich-und Beschichtungsstoffe fur Beton. / Schweizer Baubl. 1995. -№ 51.-S. 36, 38, 40,42, 44.

57. Гликин C.M., Андреева Г.Н., Воронин A.M., Митренко Л.И. Кровельный и изоляционный материал КРОМЭЛ и мастики для его приклеивания. // Строительные материалы. 1998. - №2. - С.11-13.

58. Беляев А.А. Применение битумно-полимерных материалов при гидроизоляции мостов. // Строительные материалы. 2000. - №12 - С. 88-90.

59. Гуща Е.В. Устройство гидроизоляции материалами фирмы «Sika-Trocal AG». // Строительные материалы. 2001. - №8. — С.11.

60. Каддо М.Б.,. Попов К.Н, Попов В .В., Иванова Н.М., Масаев В.Ю. Гидроизоляция важный этап реставрации и реконструкции. // Строительные материалы. — 1998. -№11. -С.З 0-31.

61. Егоров Ю.Л., Масаев В.Ю., Попов В.В. Опыт гидрозащиты и восстановление строительных конструкций. // Строительные материалы. 1997. - №12. -С.101-102.

62. Смирнов С.В., Латышева Л.Ю. Отечественные гидроизолирующие материалы на основе вяжущих. // Строительные материалы. 1999. - №9. - С. 16-17.

63. Попов В.В., Егоров Ю.П. Усиление и гидрозащита фундаментов при реконструкции зданий первых массовых серий. // Строительные материалы. 1996. -№11. -С.101.

64. Масаев В.Ю., Полякова Т.Л. Новые материалы для гидроизоляционных работ, усиления фундаментов и реконструкции сооружений. // Строительные материалы. -1997. №3. - С.96-98.

65. Базоев O.K. Водонепроницаемый бетон- надежная гидроизоляция. // Строительные материалы. 1998. - №11. - С. 18.

66. Максимов Ю.В., Капусткин А.А., Козлов В.В., Фадеев В.И., Соловьев Г.К. Технологические аспекты пропиточной гидроизоляции железобетонных конструкций. // Строительные материалы. 1997. - №8. - С.94-95.

67. Тарасов В.П. Высокоэффективные материалы VOLCLAV для гидроизоляции подземных сооружений. // Строительные материалы. 1998. - №1. - С. 18-19.

68. Анцупов Ю.А., Грушко В.А., Лукасик В.А., Жирнова М.В., Зайцева М.П. Строительные пасты на основе эпоксидной смолы. // Строительные материалы. -2000. №9. - С.76-77.

69. Соков В.Н., Жуков А.Д. Технология комплексного паро-, тепло- и гидроизоляционного материала из самоуплотняющихся масс. // Строительные материалы. -2000.-№9.-С.76-77.

70. Лобковский В.П. Водно-дисперсионные краски для защиты железобетонных конструкций от коррозии // Промышленная окраска. -2003. -№2. С. 6-7.

71. Казакова Е.Е., Скороходова О.Н. Водно-дисперсионные акриловые лакокрасочные материалы строительного назначения. — М.: ООО «Пейнт-Медиа», 2003. -136 с.

72. Шварц М., Баимштарк Р. Пленкообразование полимеров водных дисперсий. // Лакокрасочные материалы. 2003. -№4. - С. 18-19.

73. Schwartz М. Waterbased Acrylates for Decorative. 2001. - 282 p.

74. Типовая технологическая карта на приготовление битумных эмульсионных паст и мастик. Киев: НИИСП Госстроя УССР. - 1986. - 26 с.

75. Warson Н. The application of synthetic resin emulsion. London: Benn Publichers.-1972.-293pp.

76. Mc Clements D. J. Food Emulsions: Principles, Practice and Techiques. Boca Raton. - Fl: CRC Press. - 1988. - 316p.

77. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. JI-д. - Химия. - 1984,- 368с. 86.Sherman P. Emulsion science - London and New York. - Academic Press/ - 1968.- 449p.

78. Гельфман М.И., Ковалева O.B., Юстратов В.П. Коллоидная химия. С.Петербург - Москва - Краснодар. - 2003. - 335с.

79. Bergeron V. Stability of emulsion filmc. Second world congresson emulsion. 2326 Sept. 1997. Bordeax France. - 1997. - PP 247-254.

80. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. M.: Мир. - 1979. - 568с.

81. Тыртышов Ю.П., Скориков С. В., Печеный Б. Г., Ещенко А. И. К теории стабильности битумных дисперсных систем и водных битумных эмульсий. // Вестник СевКавГТУ №1. Ставрополь: СевКавГТУ. - 2005. - С.46 - 49.

82. Walstra P. Formation of emulsions. Second world congresson emulsion. 23-26 Sept. 1997. Bordeax France. - 1997. - PP 67-75.

83. Воюцкий C.C. Аутогезия и адгезия высокополимеров. М.: Ростехиздат. -1960.-232с.

84. Зубов П.И. Исследование долговечности алкидных покрытий. // Механика полимеров. 1965, № 3. - С. 74 - 76.95.3имон А.Д. Что такое адгезия? -М.: Наука. 1983. - 176 с.

85. Фрейдин А.С., Турусов Р.А. Свойства и расчет адгезионных соединений. -М.: Химия. 1990. - 270с.

86. Санжаровский А.Т. Методы расчета внутренних напряжений в полимерных и лакокрасочных покрытиях. // Доклады АН СССР. 1960. - Т. 135, №1. - С. 84 - 87.

87. Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. М.: Химия. - 1990. - 269с.

88. Печеный Б.Г., Фрязинов В.В. Вероятностный метод определения срока службы изоляционных покрытий. / Тез. докладов IV Всесоюзн. научно-техн. совещания. Применение полимерных материалов в гидротехническом строительстве. -Л-д.: ВНИИГ. 1979.-С. 55-56.

89. Орентлихер Л.П., Логанина В.И. Разработка параметров отказа защитно-декоративных покрытий наружных ограждений. // Строительные материалы. -1986.-№10.-С. 32.

90. Орентлихер Л.П., Логанина В.И. Прогнозирование эксплуатационной стойкости защитно-декоративных покрытий. // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. - №8. - С.63.

91. Орентлихер Л.П., Логанина В.И. Устойчивость к растрескиванию защитно-декоративных полимерных покрытий. // Лакокрасочные материалы и их применение. 1988. - №5. - С.30.

92. Логанина В.И., Орентлихер Л.П. Стойкость защитно-декоративных покрытий наружных стен зданий. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов. -2000.-104с.

93. Логанина В.И., Ориентлихер Л.П. Качество отделки строительных изделий и конструкций красочными составами. -М.: Изд-во АСВ. 2002. - 143с.

94. Еропов А.А. Покрытия и кровли гражданских и промышленных зданий. -М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов. 2004. - 248с.

95. Патент №2052607 РФ. МКИ С 16 Е 04 D7/00. Покрытия. / Печеный Б.Г., Борисенко Ю.Г., Пономаренко Г.Н.; №5056554/33; Заявлено 08.06.92; Опубл. 20.01.96; Бюл. №2.

96. Борисенко Ю.Г. Эксплуатационные свойства и технология легких кровельных асфальтобетонов. Дисс. канд. техн. наук. Ставрополь. - СГТУ: - 1994. -181с.

97. Стоян И.А. Исследование и разработка изоляционных материалов на основе нефтеполимерных композиций. Дисс. канд. техн. наук. Ставрополь: Сев-КавГТУ.-2003.-199с.

98. Зубчук В.А. Влияние пластификаторов на адгезию покрытий в процессе старения. // Лакокрасочные материалы и их применение. 1977, №1. - С. 32-33.

99. Гурова Е.В. Повышение долговечности и теплостойкости строительных битумных мастик введением асбофрикционных отходов. Автореф. канд. диссерт. -Тамбов. 2004. - 24с.

100. Chariot-Valdien С., Hebrard F. Mortiers ren forsces de jibres d'amiante // CSTB Magazine. - 1992. - №56. - P. 41-43.

101. Шами К. Механизм передачи нагрузки через поверхность раздела. // Поверхности раздела в полимерных композитах. / Под ред. Э. Плюдемана. М.: Мир. -1978.-С. 42-87.

102. Холлидей Л., Робинсон Дж. Тепловое расширение полимерных композиционных материалов. // Промышленные полимерные композиционные материалы. / Под. Ред. М.Ричардсона. М.: Химия. - 1980. - С. 241 - 283.

103. Басин В.Е. Адгезионная прочность. М.:Химия. - 1981. - 208с.

104. Шестаков В.М. Работоспособность тонкослойных полимерных покрытий. -М.: Машиностроение. 1973. - 160 с.

105. Палатник Л.С., Фукс М.Я., Косвич В.М. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок. М.: Наука. - 1972. - 320 с.

106. Адгезивы и адгезионные соединения. Ред. Л. X. Ли. Пер с англ. - М.: Мир.-1988.-224 с.

107. Бермин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия. - 1989. -317 с.

108. Санжаровский А.Т. Физико-механические свойства полимерных и лакокрасочных покрытий. М.: Химия. - 1978. - 184 с.

109. Трофимов В.Н. Оценка долговечности гидроизоляционных покрытий на основе битумно-асбестовых эмульсионных мастик. // Тез. докладов IV Всесоюзн.научно-техн. совещания «Применение полимерных материалов в гидротехниче

110. А ском строительстве». JI-д.: ВНИИГ. - 1979. - С. 33-34.

111. Карякина М.И. Физико-химические основы процессов формирования и старения покрытий. М.: Химия. - 1980. - 216с.

112. Корнеев В.И., Зозуло П.В. «Что» есть «что» в сухих строительных смесях. С-Петербург.: ООО «РПК Макс Софт». - 2004. - 313 с.

113. Установка для определения внутренних напряжений и температур растрескивания материалов. / Печеный Б.Г., Масленников В.В., Андрюшенко С.П.,• Лосев В.П. // Зав. лаборатория. 1979. - Т. 45. - №2. - С. 171 - 173.

114. Тыртышов Ю.П., Шевченко В.Г., Скориков С.В., Ещенко А.И. Влияние добавок минеральных вяжущих на тепло-, трещиностойкость асфальтобетонов на битумных эмульсиях. // Вестник СевКавГТУ № 2. Ставрополь: СевКавГТУ. - 2005. -С. 84-86.

115. Федякин Н.Н. О температурном расширении воды в микрокапиллярах. -Докл. АН СССР. 1961. - Т. 138. - №6. - С. 1389 - 1391.

116. Шевелев А.С. Физико-механические характеристики многомерзлых грунтов. М.: Стройиздат. - 1979. - 128 с.

117. Гюльмисарян Т. Г., Гилязетдинов Л.П. Сырье для производства углеродных печных саж. — М.: Химия, 1975. 160 с.

118. Тыртышов Ю.П., Скориков C.B., Печеный Б.Г., Ещенко А.И. Битумные эмульсии, пасты, мастики на основе сажевого эмульгатора. // Сб. научн. тр. Серия «Естественнонаучная». Выпуск 1 Ставрополь: СевКавГТУ. - 2005. - С. 142 - 144.

119. Hoffman R. Factors affecting the viscosity of unimodal and multimodal colloidal dispersions. / J.Kheol. 1992. - V. 36.5. - P. 927-965.

120. НО.Тыртышов Ю.П., Печеный Б.Г., Скориков С.В., Данильян Е.А., Ещенко А.И., Шевченко В.Г. Устройство для определения внутренних напряжений и трещиностойкости материалов. Заявка на изобретение МКИ G 01 N, С 03 С 17/28 №2005129572/033169 от 26.09.2005.

121. Ремонт и содержание автомобильных дорог. Справочник инженерами дорожника. Под ред. проф. А.П. Васильева. М.: Транспорт. - 1989. - 288с.

122. Сухарева JI.A. Долговечность полимерных покрытий. М.: Химия. -1984.-240с.

123. Деменцов В.Н. Кровля: новые требования новые решения. // Строительные материалы. - 1996. - №11. - С. 20-21.

124. Кожелуга Я., Блаха В., Чермен Б. Конструкции крыши с рулонными и мастичными кровлями. / Пер. с чеш. М.: Стройиздат. - 1984. - 247с.

125. W 145. Треф Э. Долговечные конструкции плоских крыш. / Пер. с нем. В.Г. Бердичевского. Под ред. А.Н. Мазагова. М.: Стройиздат. - 1988. - 136с.

126. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ВНИИПИ, 1986. - 52 с.

127. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА МИКРОЧАСТИЦ ПОРОШКОВ, ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ ЭМУЛЬСИЙ,

128. ПАСТ И МАСТИК С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОГО АНАЛИЗАТОРА1. ЛАСКА-1К»1. Установка анализатора

129. В помещении, где устанавливается анализатор, не должно быть механических вибраций, сильных электрических и магнитных полей, пыли, паров кислот и щелочей.

130. Прибор должен устанавливаться на строго горизонтальную поверхность, отклонение от горизонтали влияет на результаты измерений.

131. Кнопкой на сетевой панели включается электропитание анализатора. Включите лазер, нажав соответствующую кнопку на верхней лицевой панели анализатора (рисунок 1).

132. Перед началом измерений анализатор необходимо прогреть в течение 30мин.2. Калибровка анализатора

133. Рисунок 1 Панель управления: кнопки 1 - 4-выбор режима измерений/калибровки и отображения; дисплеи 1, 3 - отображение номера канала измерения/калибровки; дисплеи 2,4 - отображение измеряемых/калибруемых величин

134. Для калибровки используется оптический образец для проверки работоспособности прибора (ОПР). Калибровка осуществляется по приведенной ниже схеме (Таблица 1).