Жданюк Катерина Валеріївна. Бітумно-полімерні мастики підвищеної теплостійкості для гідроізоляції залізобетонних прогонових будов автодорожніх мостів

Краткое описание

Жданюк Катерина Валеріївна. Бітумно-полімерні мастики підвищеної теплостійкості для гідроізоляції залізобетонних прогонових будов автодорожніх мостів. : Дис... канд. наук: 05.23.05 2008

Жданюк К.В. Бітумно-полімерні мастики підвищеної теплостійкості для гідроізоляції залізобетонних прогонових будов автодорожніх мостів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 будівельні матеріали та вироби. Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2008.
Дисертація присвячена дослідженню шляхів підвищення теплостійкості бітумно-полімерних гідроізоляційних мастик за рахунок цілеспрямованого регулювання структури введенням до їх складу полімеру класу термоеластопластів, комбінованих наповнювачів та пластифікатору.
У роботі удосконалено методику визначення теплостійкості бітумно-полімерних гідроізоляційних матеріалів з урахуванням технологічних режимів укладання та ущільнення захисного шару із гарячих асфальтобетонних сумішей та досліджено вплив гранулометричного складу мінеральної частини сумішей, їх температури та ущільнюючого навантаження на водонепроникність шару гідроізоляційного матеріалу.
Показано, що бітумно-полімерна мастика, до складу якої входить бітум типу «гель», 9 % полімеру типу СБС розгалуженої структури, 20 % дрібнодисперсного каоліну, 1,25 % поліакрилонітрильного волокнистого наповнювача та 10 % індустріального масла, є ефективним матеріалом для гідроізоляційного захисту проїжджої частини залізобетонних автодорожніх мостів із влаштуванням захисного шару із гарячих асфальтобетонних сумішей. Такий склад бітумно-полімерної мастики одночасно забезпечує підвищену теплостійкість, еластичність, гнучкість при низьких температурах та водонепроникність гідроізоляційного шару, влаштованого із неї.

1. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено, що ефективним способом одночасного забезпечення підвищеної теплостійкості та гнучкості при низьких температурах бітумно-полімерних гідроізоляційних мастик є застосування для їх приготування бітуму типу «гель», модифікова-ного полімером класу термоеластопластів, мінерального порошкового та син-тетичного волокнистого наповнювачів і пластифікатору, та створення умов для формування надмолекулярної просторової структури.
2. Експериментально встановлено залежності властивостей бітумних матриць гідроізоляційних мастик від походження, виду та концентрації на-повнювачів, введених до їх складу. Встановлено, що синтетичне волокно, порівняно з каоліном, забезпечує більше зростання показника теплостійкості та в’язкості наповнених бітумів у 15-30 разів, залежно від типу бітуму. Пока-зано, що зростання показника температури гнучкості та зменшення, при однаковій температурі випробування, величини кута вигинання, при якому утворюється тріщина у наповнених бітумах, пов’язане із збільшенням кон-центрації наповнювачів у їх складі та товщини покриття. Показано, що най-більше зростання показників температури розм’якшення і теплостійкості при тривалому впливі температури властиве бітумним мастикам з комбінованими наповнювачами.
3. Встановлено, що збільшення вмісту полімеру типу СБС від 3 до 9 % забезпечує одночасне зростання показників теплостійкості і еластичності бітуму типу «гель» та зниження температури гнучкості і пенетрації. Введення наповнювачів у склад бітумно-полімерної матриці мастики приводить до зростання показників теплостійкості на 10-15оС та температури гнучкості на 5оС і зменшення показника еластичності на 10-15 %. Процеси проявляються більшою мірою при використанні волокнистого наповнювача, порівняно з дрібнодисперсним.
4. Експериментально доведено, що бітумно-полімерні гідроізоляційні мастики з пластифікатором, представленим індустріальним маслом, характе-ризуються та зберігають у процесі старіння більш низькі значення темпе-ратури гнучкості (-30оС), порівняно з мастиками з оліфою (-20оС). Методом ІЧ-спектроскопії встановлено, що при об’єднанні складових бітумно-полімер-ної гідроізоляційної мастики відбувається фізична адсорбція компонентів бітуму та пластифікатора на поверхні наповнювачів.
5. Розроблено методику визначення інтенсивності структуроутворення шару праймеру, нанесеного безпосередньо на поверхню цементного бетону, та експериментально досліджено вплив витрати праймеру і його складу на швидкість формування структури. Доведено, що присутність у складі прай-меру полімерного модифікатора у два рази збільшує період формування структури шару ґрунтовки на бетонній поверхні завдяки уповільненню темпів випаровування розріджувача, порівняно з праймером на основі чистого біту-му. Експериментально показано, що наявність шару ґрунтовки на поверхні, яка ізолюється, забезпечує зростання міцності зчеплення з нею шару бітумно-полімерного гідроізоляційного матеріалу.
6. Удосконалено методику визначення теплостійкості бітумно-полі-мерних гідроізоляційних матеріалів з урахуванням технологічних режимів укладання та ущільнення захисного шару із гарячих асфальтобетонних сумішей та досліджено вплив гранулометричного складу мінеральної частини сумішей, їх температури та ущільнюючого навантаження на водонепро-никність шару гідроізоляційного матеріалу.
7. Встановлено, що бітумно-полімерна мастика, до складу якої входить бітум типу «гель», 9 % полімеру «Calprene C 411», 20 % дрібнодисперсного каоліну, 1,25 % поліакрилонітрильного волокнистого наповнювача та 10 % ін-дустріального масла, є ефективним матеріалом для гідроізоляційного захисту проїжджої частини залізобетонних автодорожніх мостів із влаштуванням захисного шару із гарячих асфальтобетонних сумішей. Такий склад бітумно-полімерної мастики одночасно забезпечує підвищену теплостійкість, гнуч-кість при низьких температурах та водонепроникність гідроізоляційного ша-ру, влаштованого із неї, при гідростатичному тиску 0,5 МПа.
8. Розроблено рекомендації з улаштування гідроізоляції проїжджої частини залізобетонних автодорожніх мостів із застосуванням бітумно-полі-мерних мастик. Результати досліджень використані при розробці ВБН В 2.3-218-197-2005 «Споруди транспорту. Проектування та влаштування гідроізоля-ції залізобетонних мостових споруд» та ТР 218-02071168-377:2006 «Тех-нологічний регламент на улаштування гідроізоляції проїзної частини залізобетонних автодорожніх мостів і шляхопроводів із застосуванням бітумно-полімерних мастик», які застосовуються проектними організаціями і виробничими підприємствами при проектуванні та влаштуванні конструкцій гідроізоляційного захисту прогонових будов автодорожніх мостів. Впровадження бітумно-полімерних гідроізоляційних мастик підвищеної теплостійкості дозволяє знизити собівартість виготовлення 1 т на 111,41 грн.