СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ  ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ  МАТЕРИАЛОВ  ДЛЯ  ЗАЩИТЫ  ИСКУССТВЕННЫХ  СООРУЖЕНИЙ

Селицкая  Наталья  Владимировна

канд.  техн.  наук,  доцент  Белгородского  государственного  технологического  университета  им.  В.Г.  Шухова,  РФ,  г.  Белгород

E-mail:  khoruzhaya@front.ru

Золотых  Светлана  Николаевна

аспирант  Белгородского  государственного  технологического  университета  им.  В.Г.  Шухова,  РФ,  г.  Белгород

IMPROVEMENT  OF  WATERPROOF  MATERIALS  TO  PROTECT  MAN-MADE  STRUCTURES

Selitskaya  Natalia

candidate  of  Technical  Science,  assistant  professor  of  Belgorod  Shukhov  State  Technology  University,  Russia,  Belgorod

Zolotyih  Svetlana

aspirant  of  Belgorod  Shukhov  State  Technology  University,  Russia,  Belgorod

АННОТАЦИЯ

Проведен  анализ  проблем,  вызванных  тем,  что  битумы  не  во  всех  отношениях  удовлетворяют  требованиям,  предъявляемым  к  ним  условиями  эксплуатации  конструкций  и  материалов,  в  которых  они  применяются.  Рассмотрены  задачи,  которые  можно  решить  за  счет  введения  добавок  полимеров,  ПАВ,  пластификаторов,  специальных  структурообразующих  добавок. 

ABSTRACT

The  paper  presents  analysis  of  problems  caused  by  the  fact  that  bituminous  materials  do  not  fully  comply  with  the  requirements,  in  terms  of  specific  conditions,  where  structures  and  materials  are  used.  The  paper  highlights  problems  to  be  solved  due  to  adding  of  polymer  additives,  surface  active  substances,  plasticizers,  as  well  as  special  structure  forming  additives. 

Ключевые  слова:  битум;  полимер;  пластификатор.

Keywords:  bitumen;  polymer;  plasticizers.

Надежная  гидроизоляционная  защита  —  одно  из  условий  обеспечения  долговечности,  особенно  важное  для  бетонных  и  железобетонных  мостов  и  труб  [1,  2].  Тем  не  менее,  среди  доминирующих  причин  разрушения  этих  сооружений  лидирует  преждевременное  разрушение  гидроизоляции  [3],  которая  является  одним  из  наименее  долговечных  элементов  пролетных  строений.  Срок  службы  гидроизоляции  составляет  от  5  до  10  лет,  в  отдельных  случаях  он  может  достигать  25  лет.  Вероятно,  такое  расхождение  обусловлено  качеством  гидроизоляционных  материалов,  конструкцией  мостового  полотна,  погодно-климатическими  и  эксплуатационными  условиями  [4].

Ремонт  и  восстановление  гидроизоляции  нуждаются  в  значительных  материальных  и  трудовых  затратах,  связанных  с  удалением  верхнего  слоя  покрытия  моста  и  с  ограничением  движения  по  сооружению  в  период  ремонта.  Критерии  выбора  материалов  для  гидроизоляции  мостов,  которые  предлагаются  в  современной  научно-технической  и  нормативной  литературе,  не  учитывают  комплексного  влияния  внешних  факторов  на  гидроизоляцию  мостов  на  этапе  устройства  и  эксплуатации  покрытия.  Отсутствие  научно  обоснованного  подхода  к  назначению  гидроизоляционного  материала  и  конструкции  гидроизоляции  с  учетом  особенностей  технологии  их  устройства  и  эксплуатации  всех  слоев  покрытия  во  многих  случаях  является  причиной  преждевременного  отказа  гидроизоляции  и  снижения  долговечности  несущих  элементов  мостов.

Наиболее  распространенными  материалами  для  гидроизоляции  мостов  являются  материалы  на  битумной  основе  [5],  особенно,  модифицированные  полимерами.  Введение  наполнителей  в  состав  гидроизоляционных  материалов  на  основе  битумов  направлено  на  улучшение  их  основных  свойств  и  снижение  себестоимости  мастичного  или  рулонного  материала. 

В  связи  с  тем,  что  эксплуатационные  характеристики  гидроизоляционных  материалов  в  основном  определяются  свойствами  матричного  вяжущего,  широкое  распространение  получило  направление  повышения  именно  его  долговечности.  Этому  направлению  посвящено  значительное  количество  работ  российских  и  иностранных  ученых.

Из  всех  существующих  способов  повышения  качества  битумных  композиций  можно  выделить  наполнение  битумов  минеральными  наполнителями,  модификацию  битумов  полимерами,  введение  в  состав  композиций  пластификаторов  и  армирование  мастичных  материалов.

Одним  из  простейших  способов  повышения  показателей  физико-механических  свойств  гидроизоляционных  материалов  на  основе  битумных  вяжущих  является  способ,  который  состоит  в  наполнении  их  минеральными  наполнителями  (порошковыми,  волокнистыми  или  комбинированными).  Для  приготовления  битумных  гидроизоляционных  материалов  в  разные  периоды  применялись  следующие  порошковые  наполнители:  известняковый,  доломитовый,  кирпичный  и  андезитовый  минеральные  порошки,  доломитовая  мука,  каолин,  тальк,  талькомагнезит,  мел,  молотый  песок,  лесс,  пылевидные  супески,  естественный  маршалит,  зола  ТЕЦ,  цемент.  В  качестве  волокнистых  наполнителей  известно  использование  асбеста,  шлаковаты  и  базальтового  волокна.

С  целью  повышения  способности  битумных  гидроизоляционных  мастик  деформироваться  при  низких  температурах  в  их  состав  вводят  пластификаторы  [6—8].  Известно  применение  в  качестве  пластификаторов  индустриального,  сланцевого,  солярового  масел,  дибутилфталата,  маловязких  битумов,  латексов,  кубовых  остатков  ректификации  стирола,  мазута,  гудрона.  Однако  введение  в  состав  нефтяных  битумов  индустриального  масла  оказывает  содействие  понижению  температуры  хрупкости  битума.

Модификация  битумных  вяжущих  разными  полимерными  добавками  оказывает  содействие  повышению  их  теплостойкости,  морозостойкости,  эластичности,  водонепроницаемости  и  стойкости  к  старению,  а  также  позволяет  регулировать  технологические  и  эксплуатационные  свойства  гидроизоляционных  материалов  на  их  основе.  В  качестве  модифицирующих  добавок  используются  материалы,  которые  являются  как  побочными,  так  и  основными  продуктами  полимерной  промышленности.  Среди  них  наибольшее  распространения  получили  такие  материалы  как  атактический  полипропилен  (АПП),  стирол-бутадиен-стирол  (СБС),  этиленпропиленовые  каучуки,  бутилкаучуки,  полиэтилены,  сополимеры  этилена  с  пропиленом,  этиленвинилацетат  (ЭВА),  этиленметилакрилат  (ЭМА),  этиленбутилакрилат  (ЭБА),  дивинилстирольный  термоэластопласт  (ДСТ),  латексы  (СКС-30,  СКД-1,  СКЭП),  резиновая  крошка,  полиизобутилен,  полистирол  [9].

Анализ  условий  работы  гидроизоляционных  материалов  в  конструкциях  на  пролетных  строениях  железобетонных  мостов  и  существующих  способов  повышения  долговечности  гидроизоляционных  материалов  позволил  сформулировать  цель  исследования,  которая  состоит  в  улучшении  качеств  битумно-полимерных  гидроизоляционных  мастик  на  основе  эмульсий  комплексной  модификацией  битума  полимерами  класса  термоэластопластов  и  наполнителями  при  одновременном  обеспечении  гибкости  при  низких  температурах  путем  их  пластификации.  Для  достижения  поставленной  цели  необходимо  решить  следующие  задачи:

1.  Выполнить  анализ  особенностей  работы  гидроизоляционных  материалов  на  железобетонных  пролетных  строениях  мостов  и  методов  оценки  их  качества,  а  также  теоретически  обосновать  способы  повышения  их  долговечности.

2.  Установить  особенности  влияния  порошкового  минерального  наполнителя  разной  тонкости  помола  на  физико-механические  свойства  битумов  разных  структурных  типов.

3.  Исследовать  особенности  влияния  концентрации  полимера  класса  термоэластопластов,  наполнителей  разных  видов  на  свойства  битумно-полимерных  гидроизоляционных  мастик.

4.  Экспериментально  установить  влияние  пластификатора  на  показатели  теплостойкости  и  гибкости  при  низких  температурах  битумно-полимерных  гидроизоляционных  мастик  с  наполнителем.

5.  Усовершенствовать  методику  получения  битумно-полимерных  гидроизоляционных  мастик  на  основе  эмульсии,  исходя  из  технологических  особенностей  нанесения  защитного  слоя  гидроизоляции.

На  сегодня  в  России  не  существует  государственных  стандартов,  которые  бы  регламентировали  методы  оценки  качества  битумно-полимерных  мастик,  предназначенных  для  гидроизоляции  пролетных  строений  железнодорожных  мостов  и  путепроводов.  Для  оценки  их  качества  применяются  методы,  разработанные  для  кровельных  гидроизоляционных  материалов  и  материалов  для  гидроизоляции  строительных  конструкций  гражданского  и  промышленного  назначения.  Выбор  гидроизоляционных  материалов  для  защиты  пролетных  строений  автомобильных  и  железнодорожных  мостов  должен  осуществляться  по  критериям,  которые  бы  учитывали  как  технологические,  так  и  эксплуатационные  особенности  их  работы  в  конструкции.

Список  литературы:

1. Гридчин  А.М.  К  проблеме  конкурентоспособности  продукции  ГОКов  в  стройиндустрии/А.М.  Гридчин,  Г.С.  Духовный,  В.С.  Лесовик  и  др.//Современные  проблемы  строительного  материаловедения:  четвертые  академические  чтения  РААСН:  материалы  Междунар.  науч.-техн.  конф.  Пенза,  —  1998.  —  Ч.  II.  —  С.  57—58.
2. Духовный  Г.С.  Гидроизоляционные  покрытия  как  элемент  долговечности  конструкции  в  современном  строительстве/Г.С.  Духовный,  Н.В.  Селицкая//Инновационные  материалы,  технологии  и  оборудование  для  строительства  современных  транспортных  сооружений:  сб.  ст.  по  материалам  конференции/Белгородский  государственный  технологический  университет  им.  В.Г.  Шухова.  Белгород,  2013.  —  С.  161—165. 
3. Духовный  Г.С.  Преимущества  использования  битумнополимерных  материалов  (БПМ)  в  гидроизоляции  искусственных  сооружений/Г.С.  Духовный,  Н.В.  Хоружая//Материалы  второй  научно-практической  конференции  «Наука  и  молодежь  в  начале  нового  столетия».  Губкин,  2009.  —  247—249  с. 
4. Клюев  С.В.  Экспериментальные  исследования  фибробетонных  конструкций/С.В.  Клюев//Строительная  механика  инженерных  конструкций  и  сооружений.  —  2011.  —  №  4  —  С.  71—74.
5. Лесовик  Р.В.  Мелкозернистые  бетоны  на  композиционных  вяжущих  и  техногенных  песках:  Дисс.  …  д-ра  техн.  наук/Р.В.  Лесовик.  Белгород,  2009.  —  496  с.
6. Лесовик  Р.В.  Расчет  высокоплотной  упаковки  зерен  мелкозернистого  бетона/Р.В.  Лесовик,  А.В.  Клюев//Инновационные  материалы  технологии;  сборник  докладов  Международной  научно-практической  конференции:  Белгород,  11—12  октября  2011  г./Белгор.  гос.  технол.  ун-т,  Белгород:  из-во  БГТУ,  —  2011  —  Ч.  1  —  С.  233—238.
7. Спиридонов  Э.С.  Научные  подходы  к  оценке  качества  продукции  строительства  транспортных  объектов/Э.С.  Спиридонов,  Г.С.  Духовный,  А.А.  Логвиненко,  Н.В.  Хоружая//Вестник  БГТУ  им.  В.Г.  Шухова.  —  2009.  —  №  2.  —  С.  113—116.
8. Строкова  В.В.  Управление  процессами  синтеза  строительных  материалов  с  учетом  типоморфизма  сырья/Строкова  В.В.//Строительные  материалы.  Приложение  «Наука»,  №  4.  М.,  —  2004.  —  №  9.  —  С.  2—5.
9. Хоружая  Н.В.  Мастика  на  основе  комплексного  органо-минерального  вяжущего  для  гидроизоляции  транспортных  сооружений:  Автореф.  дис.  …  канд.  техн.  наук:  05.23.05/Хоружая  Наталья  Владимировна  Белгород,  2011.  —  23  с.