В основе высокого качества — научный подход
Например, уникальный прибор «Jatroskan МК-5» позволяет определять компонентный состав битума и делать правильный подбор типа полимера для создания устойчивых систем и материалов с заданными характеристиками. Благодаря этому и наличию хорошей обратной связи с битумным производством «КИНЕФ» на заводе «Изофлекс» производятся высококачественные битумно-полимерные кровельные и гидроизоляционные материалы как с полимером СБС, так и с АПП. Следует определить понятие «совместимость» битума и полимера. Битум представляет собой коллоидную структуру, образованную из высокомолекулярных частиц — асфальтенов, стабильно распределенных в низкомолекулярных компонентах — мальтенах (смолы, насыщенные соединения, ароматика). Битум будет считаться совместимым с полимером, если полученная смесь будет настолько стабильна, что сохранит свои свойства в течение всего периода ее функционирования: при изготовлении, хранении, транспортировке и эксплуатации. Чтобы обеспечить совместимость битума и полимера, мальтены (масляная фаза битума) должны быть хорошим пептизирующим средством для находящихся в смеси высокомолекулярных компонентов, т. е. асфальтенов битума и молекул полимера. При этом предполагается, что требуемая «пептизирующая сила» мальтеновой фазы должна расти с концентрацией асфальтенов и полимерных молекул. В связи с этим окисленные битумы из-за высокого содержания асфальтенов не особенно пригодны для модификации полимерами, поэтому на практике используются их смеси только с низким содержанием полимеров (для СБС). Окисленные типы битумов с низкой пенетрацией непригодны для модификации АПП, т. к. они обладают повышенным содержанием асфальтенов, чье присутствие приводит к разделению фаз. При добавлении СБС в битум жирные мальтены абсорбируются полимером, что приводит к его набуханию и увеличению в объеме. В двухфазной системе таким образом появляется фаза, обогащенная полимером, и при его определенной концентрации данная фаза становится непрерывной. Обычно для этого требуется около 8% полимера, хотя для обеспечения приемлемой температуры размягчения нужно до 12% общего количества смеси. При этом образуется плотная эластомерная сетка, по которой тонко распределен битум. Полученная таким образом смесь отличается ярко выраженными эластичными свойствами, хорошей стабильностью (при условии совместимого битума), долговечностью и хорошей гибкостью на холоде. Полимер абсорбирует практически все компоненты битума, за исключением асфальтенов, которые, в свою очередь, нуждаются в основе из мальтенов для предотвращения их осаждения. Поэтому в случае избыточного содержания асфальтенов в битуме добавка СБС может вызвать осаждение асфальтенов или желатинизацию. Стабильность же битумно-полимерной композиции зависит от ряда факторов: — количества и размера асфальтенов; — количества и размеров полимерных частиц; — содержания ароматики в мальтеновой фазе. При слишком высоком содержании ароматики будет происходить ослабление полистирольных доменов, что ведет к низким температурам размягчения и, соответственно, низкой теплостойкости. При низком содержании ароматики в битум внедряется неполное количество полимера, что также приводит к низкой теплостойкости. Исследования показывают, что содержание асфальтенов должно быть тщательно сбалансировано, т. к. при небольших концентрациях они образуют ассоциации с молекулами СБС, что выражается в повышенной теплостойкости. Допустимый уровень асфальтенов зависит от содержания полимера, его молекулярного веса, молекулярного веса асфальтенов и содержания ароматики. Как уже говорилось, «совместимая» смесь — это консистенция, которая стабильна при хранении в горячем виде, без перемешивания не разделяется на отдельные фазы и не изменяет своих характеристик. Совместимые смеси имеют однородную ячеистую структуру, как это видно на фотографии, тогда как структура несовместимых смесей — грубая и прерывистая. Использование совместимого битума дает ряд преимуществ: сокращается время смешивания; смесь стабильна при хранении, имеет лучшую эластичность, большую долговечность и лучшую усталостную прочность. Несовместимые битумы дают с СБС смеси с повышенной температурой размягчения, однако они не отличаются большой долговечностью. К сожалению, многие производители используют полусовместимые (иногда несовместимые) дорожные битумы. Следует сказать, что и совместимые, и несовместимые битумы могут иметь практически одинаковые значения пенетрации и КиШ, резко отличаясь в то же время по компонентному составу. В случае несовместимых битумов СБС не будет растворяться в них в такой же степени, как в соВ случае АПП-битума при использовании его в достаточной концентрации образуется непрерывная гомогенизации фазы, в которой тонко распределен битум, благодаря чему АПП-смесь обладает повышенной долговечностью и хорошей теплостойкостью, обусловленной высокой температурой размягчения. Правильно подобранные сочетания различных типов АПП (гомо- и сополимеры) позволяют достигать также и хорошей гибкости на холоде (до —20 °С). Особенность АПП-полимеров при модифицировании битума заключается в образовании эластичной сетки, которая позволяет проявлять свойства эластичности в более широкой температурной гамме, чем чистый битум. Битумы, модифицированные АПП, являются, как и в случае СБС, двухфазными системами, одни из которых представлены полимером с включенными в него маслами (главным образом мальтенами) и вторые — остальными компонентами битума, не участвующими в растворении полимера, чаще всего это асфальтены. Как и в случае с СБС, имеются совместимые и несовместимые с АПП битумы. Так, битумы с очень высоким содержанием ароматики, как правило, плохо совмещаются с АПП. То же самое можно сказать и о сильно окисленных битумах типа 90/40, 90/10, которые из-за слишком большого содержания асфальтенов также не образуют непрерывной фазы с обогащенным полимером. Для модификации АПП обычно используют битум с пенетрацией 200 дмм. АПП-смеси с хорошей дисперсностью, как правило, имеют хорошую гибкость на холоде и впоследствии проявляют наилучшие характеристики по устойчивости к термостарению. Таким образом, смеси совместимых битума и полимера и несовместимых имеют разную полимерную фазу. Для оценки состояния полимерной фазы, т. е. дисперсности, существует метод флуоресцентной микроскопии. При облучении желтым флуоресцентным светом битум сам по себе не флуоресцирует, однако полимеры, диспергированные в битуме, дают зеленовато-желтое флуоресцентное свечение. Наличие флуоресцентного микроскопа с фотоприставкой в лаборатории завода «Изофлекс» дает возможность постоянно контролировать дисперсность битумно-полимерной массы и демонстрировать ее. Специалистами завода «Изофлекс» были исследованы около двух десятков битумно-полимерных материалов, выпускаемых различными производителями России для определения показателя их дисперсности. Из всего многообразия битумно-полимерных материалов на сегодня только в материалах завода «Изофлекс» используются смеси высокого качества с хорошей и очень хорошей гомогенностью. Ниже приведены фотографии дисперсности «Изопласта», «Изоэласта», «Мостопласта» (выпускаемых заводом «Изофлекс»), а также битумно-полимерных материалов других производителей. К сожалению, проведенные исследования показали, что основная часть производителей битумно-полимерных материалов в своем производстве используют несовместимые битумы и полимеры, неправильно определяют количество полимера и не соблюдают технологию получения битумно-полимерной массы. Все это приводит к появлению на рынке недол-говечных битумно-полимерных материалов невысокого качества.
Автор: И. Н. ТОВКЕС, главный инженер завода «Изофлекс» Ю. М. РАЕВСКИЙ, главный технолог завода «Изофлекс» Дата: 12.11.2001 Журнал Стройпрофиль №7 Рубрика: *** Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |