CC BY
7
ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
УДК 699.822
Кунаккулова Э.М. студент магистратуры 1 курса направление подготовки «Химическая технология топлива и газа»
Султанова Д.П. студент 4 курса
направление подготовки «Химическая технология» Евдокимова Н.Г., доктор технических наук
профессор
кафедра «Химико-технологические процессы» ФГБОУВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
филиал в г. Салават Россия, г. Салават О ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНО-ПОЛИМЕРНЫХ МАСТИК КАК ЭФФЕКТИВНЫХ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ И КРОВЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Аннотация: В статье рассмотрено влияние термопластичных полимеров марки ДСТ - 30 - 01 и синтетического каучука СКМС-30 АРКМ-15, на эксплуатационные характеристики битумной кровельной мастики. Разработаны составы битумно-полимерных мастик с улучшенными эксплуатационными свойствами потеплостойкости, упруго-деформационными свойствами и увеличенным сроком службы покрытия. Приведена сравнительная характеристика качества полученных битумно -полимерных мастик с требованиями МБК-Г-75 ГОСТ2889-80.
Ключевые слова: мастика, битум, полимерные добавки, гидроизоляционные материалы, теплостойкость.
Kunakkulova E.M., 1st year master's student direction of training " Chemical technology offuel and gas" Ufa State Petroleum Technological University Branch in Salavat, the Russian Federation, Salavat
Sultanova D.P., student 4 year direction of training "Chemical technology" Ufa State Petroleum Technological University Branch in Salavat, the Russian Federation, Salavat Evdokimova N. G., Doctor of technical Sciences, associate Professor of Chemical-Technological processes Department Ufa State Petroleum Technical University Branch of the University in the City of Salavat Russian Federation, Salavat
THE POSSIBILITY OF OBTAINING BITUMEN-POLYMER MASTIC AS AN EFFECTIVE WATERPROOFING AND ROOFING
MATERIALS
Abstract: The article considers the influence of thermoplastic polymers of the DST -30-01 brand and synthetic rubber SKMS-30 ARKM-15, on the operational characteristics of bituminous roofing mastic. Compositions of bitumen-polymer mastic with improved performance properties of heat resistance, elastic-deformation properties and increased service life of the coating have been developed. A comparative characteristic of the quality of the bitumen-polymer mastic obtained with the requirements of MBK-G-75 GOST 2889-80 is given.
Keywords: mastic, bitumen, polymer additives, waterproofing materials, heat resistance.
На сегодняшний день существует огромный выбор кровельных материалов, и их количество с каждым годом все увеличивается. Широкое распространение в строительной практике получили гидроизоляционные материалы, относящиеся к классу асфальтовых, это - битумные мастики и рулонные материалы [1].
Для гидроизоляции кровли работа с рулонным материалом является дорогостоящей и требует использование специального оборудования. На этом фоне применение битумной мастики выглядит очень выгодно. Она легко наносится, создает монолитный слой, а для работы с ней нужен минимальный набор инструментов [2].
Битумные мастики до сих пор остаются наиболее популярным решением для гидроизоляции и совершенствование её состава, делает её качество лучше. В связи с этим существует несколько разновидностей битумной мастики, которые отличаются составом и назначением. Так кровельная битумно-полимерная мастика занимает ведущую позицию, обладая более высокими теплостойкими и эластичными показателями, длительным сроком хранения и универсальностью применения [3].
Полимерная битумная мастика выглядит как однородная масса, состоящая из битума, который модифицирован полимерными добавками, а также наполнителем. Применяется для устройства мастичных кровель, армированных стеклосеткой. Кроме того, полимерная битумная мастика отличный материал для гидроизоляции, она часто служит антикоррозийным покрытием для металлических, деревянных, бетонных и железобетонных конструкций, продлевая их срок службы [4].
В отличие от битумной, битумно-полимерная мастика обладает рядом отличительных характеристик. Этот материал имеет отличные физико -химические показатели, среди которых - высокая термоустойчивость, надежность, долговечность, хорошее сцепление со склеиваемыми материалами [3].
Все эти особенности относят этот материал к числу одних из самых уникальных, а полимерную гидроизоляцию на их основе - к числу наиболее
современных и прогрессивных материалов, применяемых в защите всевозможных строений при высокой динамической нагрузке, не страшны и агрессивные среды.
Разработка состава битумно-полимерной мастики с улучшенными эксплуатационными свойствами является основной задачей данной работы. Высокое качество гидроизоляции или кровельного покрытия позволяет увеличить срок службы различных конструкций, что приведет к снижению расхода материальных ресурсов и улучшению технико-экономических показателей [5].
Для разработки составов битумно-полимерной мастики использовали битум марки БНД 60/90, полученный на установке производства битумов в ООО «Газпром нефтехим Салават».
Технология получения мастики заключается в компаундировании битума марки БНД 60/90 с полимерным модификатором (ПМ), полученным на ЗАО «Каучук» (г. Стерлитамак, Башкортостан) по ТУ 2455 -064-1681012699 на основе синтетического каучука СКМС-30 АРКМ-15 (ГОСТ 11138) и термоэластопластом линейным бутадиен-стирольным ДСТ-30-01 (г. Воронеж). В качестве пластификаторов использовали дизельное топливе марки Л (ГОСТ 305), индустриальное масло И-40 и масло марки ПН-6К.
Процесс компаундирования вели при температуре 160-170 °С в течение 14-15 часов, для получения однородной (без посторонних включений и частиц) битумно-полимерной мастики. На основе вышеуказанных компонентов были приготовлены 3 композиции. Составы исследованных композиций представлены в таблице 1[6,7].
Таблица 1 - Состав битумно-полимерных мастик
Компонент Содержание, % масс.
Композиция №1 Композиция №2 Композиция №3
Битум нефтяной дорожный БНД 60/90 70 70 70
Масло И-40 15 - -
Масло ПН-6К - 15 -
Термоэластопласт линейный бутадиен-стирольный ДСТ-30-01 10 10 -
Синтетический каучук СКМС-30 АРКМ-15 - - 3,6
Дизельное топливо марки Л - - 16,4
Мел 5 5 10
Полученные образцы были исследованы по комплексу основных показателей качества в соответствие с требованиями ГОСТ 2889-80. Результаты исследования физико-химических свойств полученных композиций полимерно-битумных мастик представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Физико-химические свойства полученных композиций
Показатель № композиции МБК-Г-75 ГОСТ 2889-80
1 2 3
Температура размягчения, °С 80-82 82-84 82-85 78-82
Глубина проникания иглы при 25оС х 0,1 мм 168-172 101-104 25-27 -
Гибкость при температуре (-18±2) °С на стержне диаметром 20 мм Выдержал Выдержал Выдержал Выдержал
Водопоглощение в течение 24 ч, % по массе, не более 0 0 0 2
За стандарт для сравнения была выбрана мастика кровельная горячая, со значением теплостойкости 75, МБК-Г-75 по ГОСТ 2889-80 [8]. Анализ результатов исследований показал, что использование в качестве полимерного модификатора ДСТ-30-01 и в качестве пластификатора масло И-40, позволяет получить мастику с улучшенными показателями теплостойкости, упруго-деформационными свойствами и увеличенным сроком службы покрытия. Полимерный модификатор ДСТ-30-01 способствует структурированию дисперсной системы битума, тем самым улучшает упруго-деформационные свойства мастики.
Использованные источники:
1. Попченко С.Н., Справочник по гидроизоляции сооружений, Стройиздат, Ленинград, 1985. - 544 с.
2. Группа компаний «ТехноНИКОЛЬ», Битумно полимерная мастика, кровельная мастика [Электронный ресурс]. - URL: http ://www.tn.ru/library/poleznaja_informacija/krovelnaja_mastika (дата обращения: 08.11.2017).
3. Кисина А.М., Куценко В.И. Полимербитумные кровельные и гидроизоляционные материалы, Стройиздат, Ленинград, 1983. - 134 с.
4. Строительный портал «StrPort», Лакокрасочные материалы URL: http://strport.ru/lakokrasochnye-materialy/mastika-krovelnaya-sovety-po-vyboru
5. Кунаккулова Э.М., Ишкина Д.П., Евдокимова Н.Г., Хабибуллин А.М. Разработка состава битумно-полимерной мастики. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2017. - С.10-12.
6. Кунаккулова Э.М., Евдокимова Н.Г. Создание блока получения битумно -полимерных мастик на основе установки производства битумов ООО «Газпром нефтехим Салават» // Теория и практика современной науки. -2017. -№6.
7. Евдокимова, Н.Г. Экономическая целесообразность подготовки сырья битумного производства технологиями компаундирования / Н.Г. Евдокимова, А.А. Гуреев // Материалы VII Международного промышленно-экономического форума «Стратегия объединения: Решение актуальных задач нефтегазового и нефтехимического комплексов на современном этапе». - М: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014. - С. 122-124.
8. ГОСТ 2889-80. Мастика битумная кровельная горячая. Технические условия. . - М.: Издательство стандартов, 2003. - 11 с.
References:
1. Popchenko, SN, Handbook of Waterproofing Structures, Stroy-zdat, Leningrad, 1985. - 544 p.
2. TehnoNIKOL Group of Companies, Bituminous Polymer Mastic, Roofing Mastic [Electronic resource]. - URL: http://www.tn.ru/library/poleznaja informacija/krovelnaja_mastika (appeal date: 08/11/2017).
3. Kisina A.M., Kutsenko V.I. Polymer-bitumen roofing and hydro-insulation materials, Stroyizdat, Leningrad, 1983. - 134 p.
4. Construction portal "StrPort", paints and varnishes URL: http://strport.ru/lakokrasochnye-materialy/mastika-krovelnaya-sovety-po-vyboru
5. Kunakkulova E.M., Ishkina D.P., Evdokimova N.G., Khabibullin A.M. Development of bitumen-polymer mastic composition. Ufa: Publishing house UGNTU, 2017. - P.10-12.
6. Kunakkulova E.M., Evdokimova N.G. Creating a block for obtaining bi-resin-polymer mastics based on the installation of bitumen production by Gazprom Neftekhim Salavat LLC // Theory and practice of modern science. - 2017. -№6.
7. Evdokimova N.G. Economic feasibility of preparing the bitumen production of raw materials by compounding technologies / N.G. Evdo-Kimova, A.A. Gureev // Proceedings of the VII International Industrial and Economic Forum "Strategy of Unification: Solving the actual problems of the oil and gas and petrochemical complexes at the present stage." - M: I.M. Gubkina, 2014. - P. 122-124.
8. GOST 2889-80. Mastic bituminous roofing hot. Technical conditions. . - M .: Publishing house of standards, 2003. - 11 p.
