RU2521634C1 - Waterproof polymer-bitumen emulsion compound - Google Patents
Waterproof polymer-bitumen emulsion compound Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521634C1 RU2521634C1 RU2013113647/05A RU2013113647A RU2521634C1 RU 2521634 C1 RU2521634 C1 RU 2521634C1 RU 2013113647/05 A RU2013113647/05 A RU 2013113647/05A RU 2013113647 A RU2013113647 A RU 2013113647A RU 2521634 C1 RU2521634 C1 RU 2521634C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- water
- bitumen
- filler
- emulsifier
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области полимерных строительных гидроизоляционных материалов, применяемых в производстве и ремонте кровли, герметиков и ремонтных материалов, используемых для гидроизоляционной защиты бетонных, кирпичных и т.п. надземных и подземных сооружений, а также антикоррозийной защиты металлических конструкций и трубопроводов.The invention relates to the field of polymer building waterproofing materials used in the manufacture and repair of roofs, sealants and repair materials used for waterproofing concrete, brick, etc. aboveground and underground structures, as well as corrosion protection of metal structures and pipelines.
Известны битумно-полимерные композиции, включающие битум, пластификаторы - минеральные масла или их отходы, наполнитель минерального или органического происхождения, растворители, в качестве полимерных добавок синтетический бутадиеновый каучук СКД или его отходы (Пат. РФ 2184751, C08L 95/00, 12.04.2000), синтетический полиизопреновый каучук СКИ-3, каучук этиленпропиленовый СКЭПТ-40 или полиэтилен высокого давления (Пат. РФ 2158742, C08L 95/00, 19.07.1999), полисульфидный каучук тиокол или полисульфидный ТПМ-2-полимер (Пат. РФ 2179986, C09D 195/00, 07.12.1999).Bitumen-polymer compositions are known, including bitumen, plasticizers - mineral oils or their wastes, fillers of mineral or organic origin, solvents, synthetic butadiene rubber SKD or its wastes as polymer additives (Pat. RF 2184751, C08L 95/00, 04/12/2000 ), synthetic polyisoprene rubber SKI-3, ethylene-propylene rubber SKEPT-40 or high-pressure polyethylene (Pat. RF 2158742, C08L 95/00, 07/19/1999), polysulfide rubber thiocol or polysulfide TPM-2 polymer (Pat. RF 2179986, C09D 195/00, 12/07/1999).
Недостатками таких мастик являются невысокая адгезия к основанию, узкий температурный диапазон эксплуатации, размягчение при нагревании под действием солнца и растрескивание при естественных минусовых температурах, вследствие чего утрачивается необходимая гидроизолирующая способность. Другим недостатком этих композиций является необходимость разогрева при нанесении на основание до температуры 140°С и выше, невозможность формирования гидроизолирующего покрытия сплошным монолитным бесшовным слоем. Эти композиции используют в виде раствора в органических растворителях.The disadvantages of such mastics are low adhesion to the base, a narrow temperature range of operation, softening when heated under the influence of the sun and cracking at natural subzero temperatures, as a result of which the necessary waterproofing ability is lost. Another disadvantage of these compositions is the need for heating when applied to the base to a temperature of 140 ° C and above, the inability to form a waterproofing coating with a continuous monolithic seamless layer. These compositions are used as a solution in organic solvents.
За прототип была принята холодная мастика для гидроизоляции (см. патент SU 1804471, A3, 23.03.1993), содержащая, мас.%:The prototype was taken cold mastic for waterproofing (see patent SU 1804471, A3, 03.23.1993), containing, wt.%:
Недостатком данной композиции является низкая адгезия к основанию. По причине высокого содержания отходов асбестоцементного производства (15,0-20,0%) формирование гидроизолирующего покрытия слоем необходимой толщины невозможно без дополнительной приклейки рулонного материала.The disadvantage of this composition is the low adhesion to the base. Due to the high content of asbestos-cement production wastes (15.0-20.0%), the formation of a waterproofing coating with a layer of the required thickness is impossible without additional gluing of the rolled material.
Техническим результатом является создание мастики с повышенными физико-механическими свойствами (адгезия к бетону, водопоглощение), стойкой в большом диапазоне эксплуатируемых температур, а также низкая себестоимость ее изготовления.The technical result is the creation of mastic with enhanced physical and mechanical properties (adhesion to concrete, water absorption), resistant in a wide range of operating temperatures, as well as low cost of its manufacture.
Предлагается гидроизоляционная полимербитумная эмульсионная мастика, включающая нефтяной битум, бутадиен-стирольный полимер, эмульгатор, тонкомолотый минеральный наполнитель и воду, отличающаяся тем, что в качестве эмульгатора мастика содержит эмульгатор Тамин Т4 (катион-активная добавка, продукт взаимодействия природных или синтетических жирных кислот с аминами по ТУ 2482-003-45811026-05), в качестве бутадиен-стирольного полимера используют термоэластопласт линейный бутадиен-стирольный ДСТ 30-01 (по ТУ 38.103267-99), а в качестве тонкомолотого минерального наполнителя содержит отход мокрой магнитной сепарации (ММС), предварительно измельченный, а также количественным содержанием компонентов, мас.%:A waterproofing polymer bitumen emulsion mastic is proposed, including petroleum bitumen, styrene butadiene polymer, emulsifier, finely ground mineral filler and water, characterized in that the mastic contains emulsion Tamin T4 as an emulsifier (cationic active additive, a product of the interaction of natural or synthetic fatty acids with amines according to TU 2482-003-45811026-05), linear thermo-elastoplast butadiene-styrene DST 30-01 (according to TU 38.103267-99) is used as a styrene butadiene polymer, and a miner is used as a finely ground ceiling elements exhaust filler comprises wet magnetic separation (MMC), previously crushed, and quantitative content of components, wt.%:
Технологический процесс приготовления полимербитумных эмульсионных мастик предусматривает метод механического эмульгирования битума, и сущность его заключается в следующем:The technological process for the preparation of polymer bitumen emulsion mastics provides a method for the mechanical emulsification of bitumen, and its essence is as follows:
готовят раствор эмульгатора в виде смеси 2,5% Тамин Т4 и воды; смешивание компонентов раствора производят непосредственно в смесителе мастики, куда в нужном соотношении поступает вода и Тамин Т4; перемешивание продолжают до получения массы однотонного цвета;prepare an emulsifier solution in the form of a mixture of 2.5% Tamine T4 and water; mixing the components of the solution is carried out directly in the mastic mixer, where water and Tamine T4 are supplied in the required ratio; mixing is continued until a solid color is obtained;
битум, нагретый до температуры 140-160°C, соединяют с 6% полимера ДСТ 30-01 и механически перемешивают в течение 20 мин;bitumen heated to a temperature of 140-160 ° C, combined with 6% polymer DST 30-01 and mechanically mixed for 20 minutes;
в смеситель (уже содержащий рассчитанное на замес количество раствора эмульгатора) при непрерывном перемешивании за 4-6 раз поочередно (порциями) вводят отдозированные на замес битум и воду до тех пор, пока в смеситель не будут введены весь полимербитум и вода, рассчитанные по составу на замес; готовую мастику сливают в накопительную емкость;with continuous mixing for 4-6 times, the bitumen and water metered in the batch are added to the mixer (already containing the calculated quantity of the emulsifier solution for a batch) for 4-6 times until all polymer bitumen and water calculated by composition for kneading; finished mastic is poured into the storage tank;
при приготовлении мастики в смеситель после смешения с водой вводят отдозированное по составу количество тонкомолотого минерального наполнителя, представляющего собой техногенный тонкодисперсный песок темно-серого цвета, состоящий из неокатанных частичек кварца (около 60%), полевых шпатов, амфиболов, карбонатов, магнетита, гематита и их агрегатов; перемешивание смеси с наполнителем продолжаются 3…4 мин; готовая мастика разбавляется водой до рабочей консистенции и сливается в накопительную емкость.during the preparation of mastic, after mixing with water, a quantity of finely ground mineral filler is introduced, which is anthropogenic fine-grained sand of a dark gray color consisting of non-rounded particles of quartz (about 60%), feldspars, amphiboles, carbonates, magnetite, hematite and their aggregates; mixing the mixture with the filler lasts 3 ... 4 minutes; the finished mastic is diluted with water to a working consistency and discharged into a storage tank.
Результаты исследования реологических свойств битума показали снижение энергии поверхностного натяжения и понижение вязкости битума в интервале его технологических температур в результате модификации. Эти два фактора в совокупности и обеспечивают улучшение смачивания и прилипания битума к поверхности каменных материалов (рис.1, 2).The results of the study of the rheological properties of bitumen showed a decrease in the energy of surface tension and a decrease in the viscosity of bitumen in the range of its technological temperatures as a result of modification. Together, these two factors provide improved wetting and adhesion of bitumen to the surface of stone materials (Fig. 1, 2).
В процессе испытаний определялись показатели, характеризующие прочность сцепления мастики в зависимости от тонкости помола и содержания минерального наполнителя с определением усилия адгезионного отрыва.During the tests, indicators were determined that characterize the adhesion strength of the mastic depending on the fineness of grinding and the content of the mineral filler with the determination of the adhesion separation force.
Прослеживается повышение прочности сцепления при повышении степени дисперсности частиц тонкомолотого минерального наполнителя, и при значении удельной поверхности наполнителя 700 м2/кг значение сцепления превышает аналогичный показатель наполнителя с удельной поверхностью 200 м2/кг на 80% (рис.1). Очевидно, что дальнейшее увеличение тонкости помола применяемого наполнителя улучшит адгезионные свойства мастики.An increase in the adhesion strength is observed with an increase in the degree of dispersion of the particles of finely ground mineral filler, and when the specific surface area of the filler is 700 m 2 / kg, the adhesion value is 80% higher than that of the filler with a specific surface of 200 m 2 / kg (Fig. 1). It is obvious that a further increase in the fineness of grinding of the filler used will improve the adhesive properties of the mastic.
Влияние концентрации наполнителя с различным содержанием в процентах от массы битумно-полимерного вяжущего исследовалось при испытании прочности сцепления с бетоном образцов мастики с содержанием наполнителя от 1% до 12% от массы полимербитумного вяжущего, из которого видно, что прочность сцепления мастики возрастает с увеличением количества в ней тонкомолотого минерального наполнителя (рис.2).The effect of the concentration of filler with a different percentage as a percentage of the mass of a bitumen-polymer binder was investigated when testing the adhesion strength to concrete of mastic samples with a filler content of 1% to 12% of the mass of a polymer-bituminous binder, from which it is seen that the adhesion strength of the mastic increases with an increase in the amount of finely ground mineral filler (Fig. 2).
Результаты исследований свидетельствуют о том, что увеличение концентрации минерального наполнителя и степени его помола в составе битумно-полимерной гидроизоляционной мастики обуславливает повышение адгезионной прочности гидроизоляции.The research results indicate that an increase in the concentration of the mineral filler and the degree of grinding in the composition of the bitumen-polymer waterproofing mastic causes an increase in the adhesive strength of the waterproofing.
Повышение адгезии предлагаемого состава водно-эмульсионной обмазочной мастики подтверждает гипотезу о влиянии компонентного состава и технологии нанесения мастики на прочность ее сцепления с бетонными конструкциями, что можно объяснить следующими факторами:The increased adhesion of the proposed composition of the water-emulsion coating mastic confirms the hypothesis about the influence of the component composition and the technology of applying the mastic on the strength of its adhesion to concrete structures, which can be explained by the following factors:
- с ростом содержания и степени дисперсности частиц железистого наполнителя происходит увеличение числа парамагнитных центров, что, очевидно, связано с ростом количества неспаренных электронов, носителями которых являются асфальтены;- with an increase in the content and degree of dispersion of particles of the glandular filler, an increase in the number of paramagnetic centers occurs, which is obviously associated with an increase in the number of unpaired electrons, the carriers of which are asphaltenes;
- при взаимодействии активных центров на поверхности зерен наполнителя с активной частью битума увеличивается ароматичность дисперсионной среды;- the interaction of active centers on the surface of the grains of the filler with the active part of bitumen increases the aromaticity of the dispersion medium;
- улучшение физико-химического взаимодействия значительно более тонких пленок вяжущего, наносимого на бетонную поверхность конструкций под давлением.- Improving the physico-chemical interaction of significantly thinner binder films applied to the concrete surface of structures under pressure.
Анализ результатов по влиянию тонкости помола наполнителя и его массового содержания в процентах в мастике свидетельствует об изменении температуры размягчения мастики с увеличением содержания и степени дисперсности наполнителя. Так, повышение содержания наполнителя с 4% до 12% увеличивает температуру размягчения для немолотых наполнителей на 8%, а для тонкомолотых рост температуры размягчения составил 17%.An analysis of the results on the influence of the fineness of grinding of the filler and its mass content in percent in mastic indicates a change in the softening temperature of the mastic with an increase in the content and degree of dispersion of the filler. Thus, an increase in the filler content from 4% to 12% increases the softening temperature for non-ground fillers by 8%, and for finely ground, the increase in softening temperature is 17%.
Результаты по изменению температуры хрупкости комплексного органоминерального вяжущего сопоставимы с изменением хрупкости полимербитума и при введении 12% тонкодисперсного наполнителя в мастику практически не отличаются. Такие данные коррелируются с последними результатами исследований группы французских ученых о том, что введение тонкомолотого кремнеземистого наполнителя незначительно влияет на изменение температуры хрупкости асфальтовяжущего.The results on the change in the brittle temperature of a complex organic-mineral binder are comparable to the change in the brittleness of polymer bitumen and when 12% finely dispersed filler is introduced into the mastic, they practically do not differ. Such data are correlated with the latest research by a group of French scientists that the introduction of a finely ground silica filler has little effect on the change in the temperature of the brittleness of the asphalt binder.
Гибкость при низких температурах оценивали по методу, который заключается в изгибе образцов материала размером (120×20)±1 мм на 180° на поверхности с закруглением соответствующего радиуса в течение 5 секунд.Flexibility at low temperatures was evaluated by the method, which consists in bending material samples of size (120 × 20) ± 1 mm by 180 ° on the surface with a rounding of the corresponding radius for 5 seconds.
Анализ полученных результатов экспериментальных исследований (рис.3) показывает, что с уменьшением толщины образцов материалов наблюдается существенное снижение температуры по критерию гибкости. С ростом толщины образца уменьшается величина угла изгиба, при котором появляется трещина в материале. Так при температуре испытания минус 15°C на стержне диаметром 35 мм угол изгиба мастики уменьшается на 113° при повышении толщины образца до 6 мм по сравнению с образцом в 1 мм.An analysis of the results of experimental studies (Fig. 3) shows that with a decrease in the thickness of the samples of materials, a significant decrease in temperature is observed by the criterion of flexibility. With increasing thickness of the sample, the value of the bending angle decreases at which a crack appears in the material. So at a test temperature of minus 15 ° C on a rod with a diameter of 35 mm, the bending angle of the mastic decreases by 113 ° with an increase in the thickness of the sample to 6 mm compared to a sample of 1 mm.
С повышением степени дисперсности минерального наполнителя снижается температура гибкости мастики (рис.4), и при 700 м2/кг она составляет 27°C, что на 10°C ниже, чем при использовании наполнителя с удельной поверхностью 300 м2/кг.With an increase in the degree of dispersion of the mineral filler, the mastic flexibility temperature decreases (Fig. 4), and at 700 m 2 / kg it is 27 ° C, which is 10 ° C lower than when using filler with a specific surface of 300 m 2 / kg.
При достижении максимальной тонкости помола и введении минерального наполнителя в мастику при его различных концентрациях наблюдается снижение температуры, при которой на пленке толщиной 3 мм образуется трещина при испытании ее на изгиб. При повышении концентрации тонкомолотого наполнителя до 12% температура гибкости уменьшается на 8°C и составляет -28°C.When the maximum grinding fineness is reached and the mineral filler is introduced into the mastic at its various concentrations, a decrease in temperature is observed at which a crack forms on a film 3 mm thick when it is tested for bending. With an increase in the concentration of finely ground filler to 12%, the flexibility temperature decreases by 8 ° C and amounts to -28 ° C.
Водонепроницаемость битумно-полимерных гидроизоляционных материалов определяли по глубине проникания воды в бетонные цилиндрические образцы диаметром 100 мм (с близкими значениями пористости) с нанесенной на их поверхность изоляцией при выдерживании их под действием избыточного гидростатического давления, равного 0,3 МПа, в течение 6 часов.The water resistance of bitumen-polymer waterproofing materials was determined by the depth of water penetration into concrete cylindrical samples with a diameter of 100 mm (with close porosity values) with insulation deposited on their surface while maintaining them under the influence of an excess hydrostatic pressure of 0.3 MPa for 6 hours.
Представленные на рис.5 результаты показывают повышение водонепроницаемости комплексного органоминерального вяжущего при увеличении количества введенного тонкомолотого минерального наполнителя: при 8% отхода ММС на 32%, при 12% - на 46.The results presented in Fig. 5 show an increase in the water resistance of a complex organic-mineral binder with an increase in the amount of introduced finely ground mineral filler: with 8% MMC waste by 32%, with 12% - by 46.
Полученные результаты можно объяснить:The results can be explained:
- увеличением адгезионной прочности эмульсионной мастики;- an increase in the adhesive strength of emulsion mastic;
- повышением плотности изоляционного материала за счет введения в него тонкомолотого минерального наполнителя.- increasing the density of the insulating material due to the introduction of a finely ground mineral filler.
Заявленное изобретение позволяет повысить качество и долговечность гидроизоляции, снизив издержки на содержание искусственных сооружений.The claimed invention allows to improve the quality and durability of waterproofing, reducing the cost of maintaining artificial structures.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113647/05A RU2521634C1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Waterproof polymer-bitumen emulsion compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113647/05A RU2521634C1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Waterproof polymer-bitumen emulsion compound |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2521634C1 true RU2521634C1 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=51217022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013113647/05A RU2521634C1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Waterproof polymer-bitumen emulsion compound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2521634C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743540C1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-02-19 | Николай Алексеевич Яременко | Bitumen-polymer cement |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1248986A1 (en) * | 1982-10-28 | 1986-08-07 | Свердловский филиал Государственного дорожного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института | Asphalt-concrete mix |
| RU2159786C1 (en) * | 1999-06-03 | 2000-11-27 | Васильев Валентин Всеволодович | Cold mastic for hydroinsulation and anticorrosion protection |
| US7993442B2 (en) * | 2009-02-19 | 2011-08-09 | Meadwestvaco Corporation | Method for producing bituminous paving compositions |
-
2013
- 2013-03-26 RU RU2013113647/05A patent/RU2521634C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1248986A1 (en) * | 1982-10-28 | 1986-08-07 | Свердловский филиал Государственного дорожного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института | Asphalt-concrete mix |
| RU2159786C1 (en) * | 1999-06-03 | 2000-11-27 | Васильев Валентин Всеволодович | Cold mastic for hydroinsulation and anticorrosion protection |
| US7993442B2 (en) * | 2009-02-19 | 2011-08-09 | Meadwestvaco Corporation | Method for producing bituminous paving compositions |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743540C1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-02-19 | Николай Алексеевич Яременко | Bitumen-polymer cement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zarei et al. | Experimental analysis of semi-flexible pavement by using an appropriate cement asphalt emulsion paste | |
| Silva et al. | Are totally recycled hot mix asphalts a sustainable alternative for road paving? | |
| Bagampadde et al. | Classical and contemporary aspects of stripping in bituminous mixes | |
| Ayar | Effects of additives on the mechanical performance in recycled mixtures with bitumen emulsion: An overview | |
| Zou et al. | Influence factors on using recycled concrete aggregate in foamed asphalt mixtures based on tensile strength and moisture resistance | |
| Chen et al. | Degradation mechanism of CA mortar in CRTS I slab ballastless railway track in the Southwest acid rain region of China–Materials analysis | |
| Somé et al. | Rheological behaviour of vegetable oil-modified asphaltite binders and mixes | |
| Iwański et al. | Moisture and frost resistance of the recycled base rehabilitated with the foamed bitumen technology | |
| Sarsam et al. | Influence of aging time on asphalt pavement performance | |
| RU2521634C1 (en) | Waterproof polymer-bitumen emulsion compound | |
| KR20180090895A (en) | Foamed asphalt composition, recycled asphalt composition containing the same, asphalt pavement comprising the same, and method for forming asphalt pavement using the same | |
| RU2560033C1 (en) | Road pavement | |
| WO2016060958A1 (en) | Fuel-resistant liquid asphalt binders and methods of making the same | |
| Çavdar et al. | Effect of waste cooking oil use in the modification of sbs modified asphalt binder | |
| Sarsam et al. | Implementation of Gypseous soil-asphalt stabilization technique for base course construction | |
| Sarsam et al. | Detecting the Influence of Additives on Asphalt Concrete Durability | |
| Iwanski et al. | Moisture and frost resistance of the recycled base rehabilitated with the foamed bitumen technology | |
| RU2524081C1 (en) | Resource-conserving stone mastic mixture for construction and repair of roadway pavings | |
| EP3004250B1 (en) | Method of preparing a curable bituminous binder, and method of preparing a surface layer containing the binder, and surface layer comprising the cured binder | |
| Al-Kaissi et al. | Improving the Rutting Resistance of Flexible Pavement Reinforced with Steel Fiber | |
| Bhardwaj et al. | Evaluation of the failure planes in concrete containing reclaimed asphalt pavement (RAP) aggregates | |
| Tusar et al. | Alternative PMB produced from recycling waste PMMA/ATH | |
| Oruc et al. | Effect of residual asphalt content on creep strain of cement modified emulsified asphalt mixtures | |
| T Hameed et al. | The effect of sulfur waste and ABS on asphalt cement properties | |
| Sarsam | Effect of nano materials (Silica Fumes and Hydrated lime) on rheological and physical properties of asphalt cement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190327 |