ГлавнаяСтатьи

Влияние вида и количества наполнителя на свойства холодных мастик

Чтобы определить, какое влияние на свойства холодной мастики оказывает введенный в нее наполнитель, был проведен ряд испытаний холодных мастик, в которых соотношение битума и зеленого масла оставалось постоянным, а менялись лишь процентное содержание наполнителя и его материал.

В качестве наполнителей исследовались следующие материалы:
а) волокнистые — 1) асбест 6-го сорта, 2) асбестовая пыль;
б) пылевидные — 3)маршалит, 4) тальк, 5) трепел (брянский), 6) сланцевая пыль, 7) цемент (Вольский), 8) сажа голландская;
в) смешанные — 9) асбозурит, 10) асбослюда.

Каждый наполнитель вводился в мастику состава: 60% битума: марки V и 40% зеленого масла. Эта мастика готовилась путем ввода в расплавленный битум зеленого масла, после чего в горячий состав при тщательном перемешивании порциями вводился наполнитель.

Волокнистые наполнители вводились в количестве 10, 20 и 30%, а пылевидные — в количестве 30, 40 и 50%.

Всего было испытано 30 различных по составу холодных мастик, по показателям: клеящая способность, удобоукладываемость, температура каплепадения, температура размягчения, температура хрупкости, липкость, погодоустойчивость.

Для наполнителей устанавливались: удельный вес, гранулометрический состав, адсорбционная способность.

Мастики готовились заранее в количествах, достаточных для всех испытаний, и хранились в эксикаторах.

Температура размягчения холодных мастик определялась на приборе Кремер-Сарнова. Прибор «Кольцо и Шар» нельзя было применить вследствие большой подвижности мастик и значительного диаметра кольца в приборе. Несмотря на смену прибора, холодные мастики все же приходилось выдерживать при температуре — 10° в холодильной камере, в течение 5 час.; только после этого определялась температура размягчения.

По таблице видно, что температуру размягчения удалось определить только для мастик с волокнистыми и смешанными наполнителями. Мастики с пылевидными наполнителями обладают подвижностью даже при температуре —10°.

Температура каплепадения определялась без предварительного замораживания холодных мастик.

По таблице видно, что лучшие показатели получены для составов с волокнистыми и смешанными наполнителями; однако, следует учитывать, что волокна или чешуйки могут при испытании затруднить вытекание мастики из маленького спускного отверстия прибора.

Из мастик с пылевидными наполнителями лучшие результаты по температуре каплепадения получены для составов с трепелом и тальком.

Гранулометрический состав наполнителя определялся для выяснения, как влияет тонкость помола наполнителя на качество холодной мастики. Эти определения проводились путем механического рассева каждого наполнителя на наборе сит.

По таблице видно, что асбозурит и асбослюда, наряду с большим количеством мелких частиц, содержат много крупных. Это делает наполнители крайне неравномерными и вследствие этого мало пригодными для применения. В асбесте 6-го сорта и в асбестовой пыли волокна распределяются по крупности более равномерно. Из пылевидных наполнителей наилучший состав имеют маршалит, тальк и сланцевая пыль. Цемент, наряду с большим количеством мелких (проходящих через сито с 10000 отв/см2) частиц, содержит много крупных — остающихся на сите с отверстиями 0,17 мм. Довольно высокий процент крупных частиц имеют также трепел и сажа.

Наличие крупных частиц создает неблагоприятные условия для смешения мастик с наполнителем, снижает его адсорбционную способность и создает опасность расслаивания мастик из-за оседания наполнителя.

Адсорбционная способность волокнистых и пылевидных наполнителей определялась по способу, применяющемуся в лакокрасочной промышленности для определения маслоемкости пигментов. Способ заключается в том, что навеска наполнителя около 5 г смачивается в фарфоровой чашке из бюретки чистым льняным маслом До тех пор, пока не образуется довольно плотная однородная замазкообразная масса, которая не должна растрескиваться или прилипать к стенкам фарфоровой чашки. Для испытаний наполнителей взамен льняного было взято минеральное вазелиновое масло, как неполярное и более близкое к битумам.

Ниже приведены удельные веса наполнителей, которые были , определены обычным способом, и адсорбционная способность этих • наполнителей, определенная по коэфициенту впитываемости вазелинового масла.

Таким образом, сажа обладает наихудшей адсорбционной способностью.

Клеящая способность холодных мастик определялась только для случая склейки рубероида с рубероидом через 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25 и 30 суток после склейки. Для получения средних показателей испытывались 3 одинаковых образца при температуре 17—23°.

На основании этой таблицы можно считать, что прочность склейки у всех холодных мастик к первому сроку испытания больше требуемой прочности по стандарту на рубероидную мастику (15 кг на образец). При этом у холодных мастик с пылевидными наполнителями прочность склейки больше, чем у мастик с волокнистыми наполнителями. Исключение составляют тальк и маршалит, дающие такую же прочность, как и волокнистые наполнители.

По таблице видно также, что нарастание прочности у холодных мастик с волокнистыми и смешанными наполнителями идет медленнее, чем у холодных мастик с пылевидными наполнителями. Прочность склейки на разрыв у холодных мастик с пылевидными наполнителями превосходит прочность рубероида через 5 суток с момента склеивания, за исключением мастик оо сланцевой пылью или цементом, у которых это достигается через 10 суток. У холодных мастик с волокнистыми наполнителями прочность склейки превосходит прочность рубероида только через 10 суток, а со смешанными наполнителями — через 15 суток.

Приведенные выше данные о влиянии вида наполнителя на величину прочности склейки рубероида и на скорость ее нарастания отвечают различию наполнителей по адсорбционной способности. Чем больше адсорбционная способность наполнителя, входящего в состав холодной мастики, тем меньше прочность склейки и скорость нарастания этой прочности. Это происходит, вероятно, вследствие способности наполнителя адсорбировать и удерживать зеленое масло, которое поэтому дольше остается в мастике и не Диффундирует в битум склеиваемых материалов.

У волокнистых материалов адсорбционная способность наиболее высока (от 1,613 до 2.315), поэтому при них прочность склей-ки Достигает прочности самого склеиваемого материала только через 10 и даже 15 суток после склеивания.

У пылевидных наполнителей (кроме маршалита, талька и трепела) адсорбционная способность значительно ниже, чем у волокнистых (от 0,788 до 1,34); поэтому они удерживают зеленого масла меньше, чем волокнистые наполнители.

Удобоукладываемость холодных мастик с разными наполнителями выявлялась путем нанесения мастерком 500 г мастики на 1 м2 рубероида при температуре 17—23°, причем по хронометру учитывалось время, израсходованное на укладку.

Рис. 1. Зависимость удобоукладываемости холодной мастики от типа наполнителя и содержания его в мастике. По вертикальной оси отложена продолжительность (в минутах) нанесения холодной мйстики на 1м2. По горизонтальной оси отложено количество наполнителя в % от веса битума и зеленого масла.

Если мастика вследствие комкования не размазывалась, она считалась непригодной. Мастика, требующая значительного времени для ее укладки на поверхность рубероида, также считалась непригодной.

По этому графику видно, что по удобоукладываемости мастики можно расположить в следующей последовательности, начиная с наилучшей: холодные мастики, содержащие в своем составе 10, 20 и 30% асбестовой пыли; то же 10 и 20% асбеста 6-госорта; 30, 40 и 50% маршалита; 30 и 40% цемента; 30 и 40% талька; 30% сланцевой пыли; 30% сажи.

Совершенно непригодными следует признать: холодные мастики, содержащие 30, 40 и 50% асбослюды, 30, 40 и 50% асбозурита или 50% трепела.

Анализируя данные опытов, можно видеть, что удобоукладывае-мость холодных мастик зависит от концентрации наполнителя в мастике и его адсорбционной способности. Большая эластичность холодных мастик с пылевидными наполнителями, по сравнению с холодными мастиками, содержащими волокнистые наполнители, объясняется небольшой концентрацией пылевидного наполнителя в мастике и его невысоким козфициентом впитываемости.

Для определения температуры хрупкости мастика наносилась слоем толщиной 1 мм на мягкую металлическую полоску размерами 100X50 мм, после чего выдерживалась в холодной камере при —15° в течение 5 час. Затем полоска при той же температуре изгибалась в холодильной камере один раз, под прямым углом. Та мастика, которая не давала трещин, считалась выдержавшей испытание на хладоломкость. Не выдержали испытание только холодные мастики с асбозуритом и с асбослюдой; эти мастики дали короткие трещинки. Холодные мастики с остальными наполнителями выдерживали испытание на хладоломкость.

Степень липкости мастик определялась по методике лакокрасочной промышленности. Холодная мастика наносилась слоем толщиной 1 мм на рубероид, юриклеенный к бетонной плите. Затем на нее ставился металлический штамп размерами 20X20 мм, обклеенный тем же рубероидом. Через 5 мин. после нанесения холодной мастики штамп отрывался с помощью пружинных весов-

Каждый раз на холодную мастику ставились три штампа; в расчет принималось среднее арифметическое трех показаний.

Холодные мастики с асбослюдой и асбозуритом вновь дали наихудшие результаты.

На погодоустойчивость испытанию была подвергнута часть холодных мастик. Испытание проводилось на специальном приборе и заключалось в воздействии на образцы теплом, светом, водой и холодом. Каждый цикл испытания заключался в 17-часовом облучении при температуре 60—65°, 2-часовом орошении струей воды и замораживании в течение одного часа при температуре от —15 до —-18°.

Образцы для испытания заливались в специальные алюминиевые лодочки, слоем толщиной около 1 мм. Были отобраны образны холодных мастик со следующими’ наполнителями.

Большинство образцов мастики после изготовления имели гладкую блестящую поверхность (№№ 3, 6, 7, 8, 9, 10,), которая через 8—18 циклов испытаний становилась матовой. Образец № 1 имел шероховатую блестящую поверхность; через 3—4 цикла она стала матовой. Образцы №№ 2, 4 и 5 после изготовления имели шероховатую матовую поверхность; через 3 цикла испытаний матовость стала интенсивнее.

Образцы с блестящей поверхностью были после изготовления подвижны при комнатной температуре (№№ 1,3, 6, 7, 8, 9 и 10). Некоторые из них (№№ 6, 7, 10) при испытаниях под действием тепла настолько стекали, что после 8 циклов испытаний приходилось разогревать лодочку и снова разравнивать всю поверхность-В этих образцах мастика теряла подвижность только после 8—20 циклов испытаний.

Рис. 2. Поверхность образцов холодной мастики после испытаний на погодоустойчивость: 1 – образец М» 1 после 10 циклов ис штаний, 2-образец № 1 после 79 циклов, 3-образец N° 2 после 5 циклов, ^—образец № 2 после 79 циклов, 5—образец № 3 после 8 циклов, 6— образец № 4 после 17 циклов, 7—образец № 4 после 60 циклов, 8—образец Аа 5 после 17 циклов, 9—образец № 5 после 60 циклов.

Рис. 3. Поверхность образцов холодной мастики после испытаний на погодоустойчивость: 1 – образец № В после 10циклов испытаний, 2-образец № 7 после 18 циклов, 3—образец № 8 после 13 циклив, 4-образец № 8 после 59 циклов, 5—образец Л» 9 nocie la циклов, й-образец № 9 после 79 циклов, 7-обра-эец № 10 после 10 циклов, 5-обраэец № 10 после 58 циклов.

Мастики образцов №№ 2, 4 и 5 были густы, наносились в лодочки и разравнивались шпателем. Образец № 2 выдержал 79 циклов испытаний без разрушений; его поверхность имела после испытаний такой же вид, как и после первых 5 циклов, когда она стала интенсивно-матовой. У образцов №№ 4 и 5 после 17 циклов кое-где обнажился наполнитель; после 24 циклов появилось довольно мяо-го узких мелких трещин, которые стали заметнее и глубже после 25—39 циклов. Сквозных трещин до конца испытаний не было.

Образцы сильно стекавших мастик (№№ 6, 7 и 10) после 2 циклов дали мелкие вспучины, а после 4—6 циклов—матовые пятна. Эти вспучины и пятна исчезли после разогревания лодочки для выравнивания мастики.

У образцов №№ 1, 3, 6, 7, 8, 9 и 10 блестящая поверхность довольно скоро (через 3—18 циклов) становилась матовой с небольшим количеством блестящих извилистых полосок, которые получались вследствие усадки и сползания верхнего матовог-о слоя.

На образце № 1 эти полоски после 13-го цикла стали тускнеть; после 20 циклов поверхность образца стала равномерно матовой и в течение всех последующих циклов появилось только 5—6 оч^ень коротких и мелких поверхностных трещинок.

На образцах 3, 6, 7, 8, 9 и 10 блестящие извилистые полоски после 18—20 циклов частично стали тускнеть, а частично втягиваться, т.е. переходить в усадочные трещины. Затем на образцах №№ 6 и 7. после 22—23 циклов появился мелкий узор усадочных трещин,, и на образцах 3, 8 и 10 после 22—34 циклов — крупный узор усадочных разветвленных трещин. В дальнейшем у образцов №№ 3 и 6 усадочные трещины лишь немного углубились. На образцах №№ 7, 8 и 10 к концу проведения испытаний появилось много дополнительных и глубоких трещин, причем в образце № 7 одна трещина дошла до дна лодочки. В образце № 9 после 18 циклов замечена большая усадка, а после 44 циклов — мелкие трещины, число и заметность которых увеличивались до 56-го цикла, после которого дальнейшего изменения поверхности, не было.

Для всех образцов характерна потеря подвижности и липкости мастики, что происходило под действием тепла и света, вследствие испарения и, возможно, полимеризации зеленого масла. Образцы №№ 3, 4, 5, 6 и 10 етрошли по 60 циклов испытаний, а №№ 1, 2, 7, 8 и 9 — по 79 циклов. На рис. 75 и 76 показан вид поверхности различных образцов после того или иного количества циклов испытаний.

Указанные выше результаты испытаний показывают, что от, атмосферных влияний не происходит глубокого и сильного разрушения мастик. Измерения не идут дальше образования -сети поверхностных трещин.

В общем проведенные испытания показали, что в отношении по-годоустойчивости холодных мастик лучшими можно считать следующие наполнители и процентное содержание их в мастике: из волокнистых—асбестовую пыль (от 10 до 30%) и асбест (от 10 до 20%); из пылевидных—маршалвт (от 30 до 50%); тальк (от 30 до. 40%); сланцевую пыль (от 30 до 40%).



Читать далее:
Приготовление холодных мастик на стройплощадке и их применение
Приготовление и применение холодных грунтовок из битума и зеленого масла
Обезвреживание тальковой посыпки на рубероиде (для работ с горячими мастиками)
Оборудование для приготовления холодных мастик и механизации работ по устройству рулонного ковра электрокотелки КРМ-2
Влияние температуры среды и состава холодной мастики на ее свойства
Влияние типа склеиваемых материалов и состава холодной мастики на теплостойкость склеивающего слоя
Влияние содержания зеленого масла в склеивающем слое на физические свойства этого слоя
Влияние зеленого масла, входящего в состав холодной мастики, на механическую прочность склеиваемых рулонных материалов
Физико-химические процессы, обусловливающие склеивание рулонных материалов холодной мастикой на зеленом масле
Краткий обзор применения холодных мастик для устройства кровельных покрытий



Ваш отзыв