§ 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 |