§ 1.1. Окрасочная гидроизоляция из мастик и красок (ч. 4)

Анализ структурно-реологических свойств полимербитумных окрасочных композиций позволяет не только правильно определить трещиноустойчивость покрытий, но и классифицировать полимерные добавки по характеру их действия на структуру битумного покрытия, подразделив их на следующие группы:

  • структурирующие добавки — типа каучуков; бутилкаучук БК-289, этиленпропиленовый СКЭП-30 и термоэластопласты; дивинилстирольный ДСТ-30 и этиленпропиленовый сополимер СЭП-573, которые «сшивают» всю коагуляционную структуру битума и обеспечивают эластичность материала во всем температурном диапазоне его пластичности;
  • пластифицирующие добавки — типа латексов: карбоксилатный СКД-1 и дивинилстирольный СКС-30, полиизобутиленовый клей № 4508, кубовые остатки ректификации стирола (КОРС), которые только разжижают или структурируют дисперсионную среду битумного коллоида, существенно не изменяя его температуру хрупкости (за исключением КОРС);
  • наполняющие добавки — типа резиновой крошки и минеральных наполнителей, эффективность действия которых сказывается только в результате перевода битума в пленочное адсорбционно-связанное состояние,— они лишь повышают водоустойчивость и теплоустойчивость покрытий, не оказывая значительного влияния на их трещиноустойчивость при низких температурах.

Прежде чем перейти к анализу иных свойств полимербитумных окрасочных покрытий и других полимерных композиций, следует подчеркнуть, что эти свойства, имеющие меньшее значение, для большинства применяемых красок и мастик достаточно высоки. Это подтверждается анализом требований к антикоррозионным покрытиям газопроводов по данным 311 газовых компаний США, результаты которого можно принять в качестве критериев при выборе состава материалов (табл.1.7).

 

Таблица 1.7

Оценка эксплуатационных свойств антикоррозионных покрытий для подземных металлических трубопроводов

Свойства Оценки газовых компаний, %
очень важно важно не очень важно малозначительно
Электрохимическая стойкость 74,3 21,9 2,9 0,9
Водоустойчивость, непроницаемость 61,9 28,6 4,8 4,7
Динамическая прочность на удар 51,4 38,1 6,7 3,8
Стойкость против истирания 41,0 49,5 3,8 5,7
Эластичность, гибкость 37,1 50,5 9,5 2,9
Химическая стойкость 32,4 38,1 24,8 4,7
Атмосфероустойчивость 26,7 51,4 17,1 4,8
Толщина — экономичность материала 25,7 45,7 22,9 5,7

Основной недостаток рассмотренных полимербитумных композиций заключается в том, что их надо наносить в горячем состоянии, в связи с чем особый интерес представляют попытки создания холодных полимербитумных композиций для окрасочной гидроизоляции сооружений.

К сожалению, для покрытия долговременных сооружений пригодны только две холодные полимербитумные краски: битумно-наиритная композиция (БНК) и битумно-полиэтиленовая (БИПЭ), отличающиеся высокой водоустойчивостью и гидроизоляционной надежностью. Выше мы указывали, что использование разжиженных битумов приводит к снижению водоустойчивости гидроизоляционных покрытий, однако при введении вулканизующих добавок в жидкие каучуки, особенно стабилизирующей добавки — эпоксидного реактопласта, достигается достаточная водоустойчивость, что позволяет рекомендовать для гидроизоляции долговременных сооружений краску БHK следующего состава в частях массы [54, 112]:

Строительный битум БН 70/30 200
Наирит марки А (жидкий каучук) 100
Вулканизующие агенты (сера, окись цинка) 2,5
Мягчитель (стеарин или церезин) 2,5
Стабилизатор-антистаритель (неозон Д, тиурам) 0,35
Растворитель (толуол или сольвент) 200
Стабилизирующая добавка — эпоксидная смола ЭД-20 2,5
Отвердитель (ПЭПА) 0,25
 

Серьезным недостатком краски БНК является ее многокомпонентность, однако при заводском изготовлении состав ее можно свести к двум составляющим, прилагая к бидонам с основной краской небольшие баллоны с отвердителем и вулканизующими агентами. Композиция БНК позволяет получать покрытия с высокими гидроизоляционными и структурно-механическими свойствами (табл. 1.8 и 1.9), с расчетной долговечностью 80—100 лет при постоянном пребывании в воде и свыше 25 лет — на открытых поверхностях [112].

Таблица 1.8

Долговечность битумно-наиритной композиции БНК при агрессивных воздействиях (по М.К. Фроловой)

 
Вид испытания Предел прочности при растяжении Растяжимость Изменение массы, %
МПа kс % kс
Хранение на воздухе — 150 суток 0,22 1,00 1000 1,00 0,2
Водоустойчивость в воде — 150 суток 0,226 1,03 1080 1,08 2,8
Морозоустойчивость — 150 циклов 0,49 2,22 1280 1,28 0,1
Атмосфероустойчивость — 1000 ч 0,02 0,10 350 0,35 1,2
Коррозионная стойкость — 150 суток в:
   5 %-ной соляной кислоте
   5 %-ной серной кислоте
   5 %-ном едком натрии
   5 %-ном хлористом натрии
   5 %-ном сернокислом натрии

0,246
0,228
0,226
0,234
0,228

1,12
1,04
1,03
1,06
1,04

1100
1100
1100
1140
1100

1,10
1,10
1,10
1,14
1,10

0,4
0,8
0,7
0,2
0,1
 

Таблица 1.9

Структурно-механические свойства битумно-наиритной композиции БНК

Температура, ° С Модули, МПа Вязкости, Па·с Время релаксации, с
упругости эластичности эластическая пластическая
–20
–10
0
+20
+40
+50
1,4·109
8,1·106
5,2·106
2,2·106
2,2·105
5,1·104
4,9·109
4,6·107
6,1·106
1,1·106
4,5·105
3,5·104
1,8·1015
8,5·1012
6,0·1011
4,4·109
5,8·108
3,3·108
1,4·1014
9,8·1011
1,7·1011
2,3·109
5,6·108
2,5·108
3,7·105
1,2·105
9,0·104
3,6·103
1,3·102
9,1·102