БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИОННАЯ МАСТИКА Российский патент 1997 года по МПК C09D195/00 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности, битумных эмульсионных мастик на твердых эмульгаторах и может быть использовано при устройстве и ремонте кровель и гидроизоляций различных зданий.

Известны битумные эмульсионные мастики на твердых эмульгаторах, в состав которых входят:
органическое вяжущее битум нефтяной;
эмульгатор известь гидратная и глина умеренно пластичная, пластичная или высокопластичная;
наполнители пылевидные известняковый, доломитовый, кирпичный, диатомитовый порошки, маршалит, зола унос ТЭЦ или другие инертные минеральные порошки;
наполнитель волокнистый асбест 7-го сорта;
разбавитель вода;
антисептирующие добавки 3-й раствор фтористого натрия, фенол или др.

Недостатками таких мастик являются разрушающее действие извести на применяемые при устройстве кровельных покрытий армирующие стекломатериалы, высокое водопоглощение мастичного покрытия и вредность для здоровья людей выделяющейся в процессе производства мастик асбестовой пыли.

Известны битумные эмульсионные мастики, не содержащие известь и поэтому не оказывающие отрицательного воздействия на армирующие стекломатериалы /2/. Эти мастики получаются путем перемешивания заранее приготовленной эмульсионной пасты и порошка наполнителя, взятых в соотношении от 84:16 до 78:22, причем паста содержит, в час. по массе:
Битум 50
Глина высоко-, средне- и умереннопластичная 2-10
асбест 7-го сорта 5-8
Вода 35-42
Недостатками этих мастик являются высокое водопоглощение и вредность выделяющейся в процессе их производства асбестовой пыли.

За прототип предлагаемого изобретения принимается битумная эмульсионная мастика /3/, содержащая органическое вяжущее, наполнитель, эмульгатор, волокнистый асбест и воду. Эта мастика ввиду наличия в ее составе асбеста имеет те же недостатки: высокое водопоглощение и экологическую вредность ее производства.

Техническая сущность предлагаемого решения состоит в том, что с целью исключения указанных недостатков в качестве волокнистого наполнителя мастика содержит отход бумажно-картонного производства (скоп) с содержанием целлюлозных волокон 40-45 мас. при следующем соотношении компонентов, в час. по массе:
Битум 39-41
Глина высоко- и среднепластичная 3,2-5,0
Скоп в пересчете на сухое вещество 1,3-3,2
Минеральный наполнитель 19-25
Вода Остальное
Скоп характеризуется следующими показателями.

Содержание сухого вещества в выдаваемом в отвал (частично обезвоженном) скопе 17-23 мас.

Состав сухого вещества скопа, мас. целлюлоза (в виде высокодисперсных коротких волокон) 40-45; каолин 40-45; канифольное масло, полиакриламид, технический глинозем (сернокислый алюминий) и другие добавки 10-20.

Снижение водопоглощения и, как следствие, повышение гидроизоляционных качеств покрытия из предлагаемой мастики по сравнению с прототипом достигается в результате гидрофобных свойств содержащихся в скопе волокон целлюлозы, а также за счет создания клеящих и гидрофобизирующих пленок на поверхности минеральных частиц (глины и наполнителя), образующихся из добавок (канифольного масла, полиакриламида и технического глинозема) при высыхании воды.

Битумная эмульсионная мастика приготавливается в смесителях принудительного действия в следующей последовательности: в смеситель загружают порцию глины, массой, соответствующей одному замесу мастики, и порцию воды, массой в 2,5.3 раза большей массы глины, производят их перемешивание до образования тонкодисперсной глино-водной суспензии, после чего, продолжая перемешивание, подают равномерной непрерывной струей нагретый до температуры 120.150 ^oC битум и несколькими порциями воду и скоп. Получившуюся в результате перемешивания эмульсию пасту перегружают в другой смеситель, где перемешивают ее с минеральным порошком наполнителем до получения мастики. Готовую мастику перемешивают, разбавляя дополнительным объемом воды до консистенции 12.14 см эталонного конуса СтройЦНИЛ и перегружают в накопительные или транспортные емкости.

Для сравнения характеристик предлагаемых мастик и их прототипа были изготовлены и испытаны в лабораторных условиях образцы мастик, различных по виду и содержанию волокнистого наполнителя, всего 10 вариантов составов, по 3 образца каждого состава. В 9 вариантах мастик в качестве волокнистого наполнителя использовался скоп Киевского картонно-бумажного комбината, в одном варианте, соответствующем мастике-прототипу, асбест хризантиловый 7-го сорта.

Во всех вариантах испытываемых мастик в качестве органического вяжущего использовался битум марки БНД 60/90 с температурой размягчения 47 ^oC, в качестве эмульгатора глина Киевская спондиловая средней пластичности, в качестве пылевидного наполнителя зола-унос ТЭС.

Содержание битума в составах всех испытываемых мастик принималось равным 40 мас. что соответствует 50 мас. битума в составе паст, при содержании в составе мастики 80 мас. пасты и 20 мас. пылевидного наполнителя.

Содержание глины в составах испытываемых мастик составляло 3,2 мас. что является наименьшим значением, при котором обеспечивается эмульгирование битума с помощью данного эмульгатора.

Содержание асбеста в составе мастики-прототипа принималось равным 3,2 мас. что соответствует минимальному количеству асбеста, при котором достигается благодаря его армирующим свойствам необходимая трещиностойкость мастики, характеризуемая показателем "гибкость на стержне".

Содержание скопа в составах испытываемых мастик варьировалось в пределах от 0 до 5,1 мас. с интервалом 0,6.0,66 мас.

В ходе испытаний были определены основные характеристики сравниваемых мастик в высохшем состоянии: водопоглощение и гибкость на стержне, а также выборочно температуроустойчивость, набухание по объему и адгезия к бетону. Испытания выполнялись по методике /2/.

Предельные значения показателей испытываемых мастик и состав мастики-прототипа принимались согласно тому же стандарту /2/.

Сведения о составах испытываемых мастик и их характеристики, полученные в результате испытаний, приведены в таблице, составленной по данным испытаний битумных эмульсионных паст и мастик экспериментальных составов.

Данные испытаний показывают, что для мастик с содержанием скопа от 1,3 до 3,2 (в пересчете на сухое вещество) все показатели, регламентируемые стандартом РСТ 5027-89, находятся в установленных пределах, при этом показатель водопоглощения испытываемых мастик по сравнению с мастикой-прототипом, содержащей асбест, снизился с 4,98 до 3,02-4,36

Использование: устройство кровельных и гидроизоляционных покрытий. Сущность изобретения: битумная эмульсионная мастика содержит следующие компоненты, мас. %: нефтяной битум 39-41, высоко- и среднепластичная глина 3,2-5,0; отход бумажно-картонного производства 1,3-3,2; минеральный наполнитель 19-25; вода остальное. 1 табл.

Битумная эмульсионная мастика, включающая нефтяной битум, высоко-и среднепластичную глину, минеральный наполнитель, волокнистый наполнитель и воду, отличающаяся тем, что в качестве волокнистого наполнителя она содержит отход бумажно-картонного производства с содержанием целлюлозных волокон 40 - 45 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.

Нефтяной битум 39 41
Высоко- и среднепластичная глина 3,2 5,0
Отход бумажно-картонного производства 1,3 3,2
Минеральный наполнитель 19 25
Вода Остальноек