Сіңірілетін материалдар

Сіңірілетін материалдар деп кеуектер мен бұйымдардың ақауларына жеңіл еніп конструкция мен оның жеке элементтеріне жақсы жұғатын сұйық күйдегі материалдарды айтады. Сіңірілетін заттардың қорғаушы қабаты, конструкцияны судың енуінен сақтайды. Сіңірілетін материалдар ретінде битумдарды, тас көмір қара майларын, қара күйені, петралатум, стирол, метилметакрилат, молекулалық массасы төмен полиэтилен т.б. заттарды қолдануға болады. Бұл заттар сіңірілген конструкциялардың, оның элементтері мен құрылыс бұйымдарының суөткізбеушілік қасиеті, суға және аязға төзімділігі мен коррозиялық тұрақтылығы жоғары болады.

Қазіргі кезде сіңірілетін заттардан кең түрде қолданылатыны битум. Битумды суық және қыздырылған күйде (сұйылтылғын немесе сұйық битум), сонымен бірге битум эмульсиясы түрінде, ал ыстық сіңіру үшін тұтқыр битумдар қолданылады.

Төмен температура мен конструкцияның деформациялануы кезінде материалда ақаулар пайда болмауы үшін, гидроизоляциялық қабаттағы битум қажетті деңгейде икемді болуы тиіс. Ал жоғары температурада кеуектерден ағып шығып кетпеуі үшін, битум қажетті деңгейде температуралық төзімділікке ие болуы қажет. Бұл мақсатта негізінен БНД 40/60, БНД 60/90, БНК 45/180 битум маркаларын қолдану тиімді.

Сіңірілетін заттардан еріткіш бөлме температурасында тез және толық буланып, ұшып кетеді. Ондай еріткіштерге мұнайдың лигроин-керосинді фракциясы, бензин, бензол немесе толуол, төртхлорлы этилен, бензиннің уайт-спиртпен араласпасы жатады. Көбінесе құрамына ацетон, бутилацетат, тас көмір сольвенті, толуол немесе ксилол енетін Р-4 кешенді еріткіші қолданылады. Еріткіштің тығыздығы төмен болған сайын, сұйылтылғын битумды дайындауға жұмсалатын шығыны аз және сіңірілетін гидроизоляциялық қабатты оңай қалыптастыруға болады.

Ерітіндіні дайындаудың суық тәсілі, битум бөлшектерін еріткіштердің қатысуымен қыздырмастан үйкеуге негізделген. Битум мен еріткіштердің қатынасы 1:1 шамасында алынады.

Ерітудің ыстық тәсілі, битумды алдын ал қыздыру арқылы балқытып, балқытылған битумды еріткішпен бірге арластырғышқа беруге негізделген. Компонентерді араластыру битумның толық еруі мен біртекті сұйық битум алғанша, жабық араластырғыштарда жүргізіледі.

Еріткіш ретінде тек керосинді қоданған кезде, еру процесі жай жүреді. Еріткіштің мөлшерін, сұйылтылған битум тұтқырлығы бойынша сұйық битумға сәйкес келетіндей етіп таңдайды.

Қажетті жағдайларда сіңіру жұмыстары үшін тас көмір және сланец қара майларын қолдануға болады. Тас көмір қара майлары тұтқырлығына сәйкес: Д-1, Д-2, Д-3, Д-4, Д-5, Д-6 маркаларына жіктеледі. Бұлар қара күйе мен қайнау температурасы жоғары тас көмір майларынан тұратын дисперсті жүйе болып табылады. Бірақ та қара майлардың күн сәулесінің радиациасына тұрақтылығы битуммен салыстырғанда төмен және кеуектердегі аққыштығы тез артатындықтан, кеуек қабырғаларымен адгезиясы төмендеп, гидроизоляцялық қабықшаның көшіп кетуіне алып келуі мүмкін.

Эмульсиялар. Битумды және қарамайлы эмульсиялар ұсақ дисперсиялы (өлшемдері 0,001-0,1 мм) суда біркелкі тараған битум немесе қарамай бөлшектерінен тұрады. Эмульсияны өндірген кезде, битум мен су шекарасындағы беттік кернеулікті азайту үшін, суға әртүрлі суда еритін беттік белсенді заттарды-эмульгаторларды, сабынданған майлы қышқылдар, күкіртті-спирті барда т.б. қосады.

Эмульсияны араластырғышқа алдын ала қыздырылған су мен эмульгатор құйып, сонан соң үздіксіз араластыра отырып, балқыған битум немесе қарамай қосып, ұқыпты араластыру арқылы дайындайды.

Эмульсияда 40-60%-ға дейін битум, 60-40% су және 0,01-2 эмульгатор болады. Мастикалармен салыстырғанда битумды және қарамайлы эмульсияны кептірілген ылғалды бұйымдардың бетіне жағуға болады.

Битумды және қарамайлы эмульсияларды, бу мен судан оқшаулайтын сақтағыш жабылымдарда, бетонды беттерді судан оқшаулау мен гидрофобизациялаудан бұрын, алғашқы тегістеп жабу жұмыстарында қолданады. Бұл эмульсиядарды бетон араласпасына, олардың су өткізбеуі мен коррозияға төзімділігін арттыру үшін қосады. Сондай-ақ эмульсияны жаңа төселген бетон бетіне (әсіресе жол төселімдерінде) битум мен қарамайдан біртұтас жұқа қабыршақ пайда болғанша, бетонның бастапқы қату кезінде, одан судың бұланып ұшуын бәсеңдету үшін жағады.

Бұл эмульсиялардың негізгі кемшіліктері, олардың әсіресе төменгі температураларда каогуляцияға бейімділігі.

Сұйық сіңіру үшін битум эмульсиялары және полимер, каучук және латекстермен модификацияланған битум эмульсиялары қолданылады. Эмульгатор түріндегі беттік-белсенді заттар судағы битум дисперсиясының тұрақтылығын қамтамасыз етіп, фазалар шекарасындағы артық бос энергияны теңестіреді және ұсақ дисперсті, құрылымы біртекті гидроизоляциялық қабат алуға мүмкіндік береді. Эмульгатор ретінде сілтілік металдар мен сілтілік жер металдарының органикалық тұздарын (сабын сияқты) түзе алатын заттарды қолданады. Эмульгаторды таңдау эмульсияның сапасы мен тұрақтылығын арттыруға мүмкіндік беретін қажетті шара болып табылады.

Қолдану бағытына сәйкес битум эмульсияларын анионбелсенді және катионбелсенді эмульгаторларды қолдану арқылы дайындайды. Катионбелсенді эмульсиялар қышқыл және негізді минералды материалдарға жақсы жабысуымен ерекшеленеді. Құрамындағы байланыстырғыштың мөлшері 70-75% болған жағдайдың өзінде де, бұндай эмульсиялар жылжымалылығын сақтайды және аязға төзімділігі жоғары болады.

Эмульгатор мен битумды таңдау, эмульсияның құрамын есептеу тәжірибелік жолмен жүргізіледі. Гидроизоляциялық мақсатта қолданылатын сіңірілетін материалдардың бірнеше құрамы анықталған: ол эмульсиядағы битумның үлесі 50% кем, ал эмульгатордың үлесі 1...3% көп болмауы тиіс. Эмульсияның жұмысшы тұтқырлығын тесіктерінің диаметрі 3 мм стандартты вискозиметрдің көмегімен, 20⁰С температурада анықтайды. Сіңіру тәсілімен жүргізілетін оқшаулағыш жұмыстар үшін тұтқырлық 25с аспауы тиіс. Тұтқырлығы төмен болған сайын, эмульсия материалдың кеуектері мен капиллярларына жақсы ене алады.

Битум эмульсиясын дайындау сызбасы 4.1 – суретте көрсетілген.

 

	су		эмульгатор		битум

 

 

 

 

4.1 сурет – Битум эмульсияларын өндіру сызбасы

 

Эмульсияны өндіру технологиясы ерітлген эмульгатор бар суда битумды дисперсиялауға негізделген. Дисперсиялық дәрежесі артқан сайын, эмульсияның тұрақтылығы артады. Дисперсиялау гомогенизатор немесе араластырғышта жүргізіледі. Алынған бірінші реттік эмульсия ірі дисперсті жүйе болып, біртектілігі төмен болады. Сондықтан алынған эмульсияны екінші рет гомогенизатор арқылы өткізеді. Битум эмульсиясын екі сатылы дайындау, бірдей жағдайларда кеуектер мен қуыстарға енуі және жылжымалығы жоғары, сапалы эмульсия алуға мүмкіндік береді.

Кремнийорганикалық гидрофобтаушы сұйықтармен сіңіру сенімді нәтижелер алуға мүмкіндік береді. Кремнийорганикалық мономерлер мен полимерлерде, басқа сіңіргіш материалдарға тән кемшіліктер болмайды. Кремнийорганикалық материалдардың түрі мен материалдардың капиллярлы-кеуекті құрылымына сәйкес олардың тереңдікке ену қабілеті 5...40 см құрайды. Мәселен эпоксидті шайрлардың ену тереңдігі осындай материалдарда бар болғаны 1 см тең. Сонымен бірге кремнийорганикалық сұйықтардың уақытқа байланысты құрылымдық тұрақтылығы, тотықтырғыштыр мен радиацияның әсеріне тұрақтылығы, аязға төзімділігі мен гидрофобтық қасиеті жоғары болады.

Кремнийорганикалық гидрофобтаушы сұйықтар түрлі еріткіштер мен сулы-спиртті аралсапаларды қолдану арқылы өндіріледі. Өндірісте ГКЖ-10, ГКЖ-11 маркадағы сілтілік металдардың полиорганосиликонаттары және ГКЖ-94 және ГКЖ-94М маркадағы полиорганогидроксилоксанды сұйықтар өндіріледі.

Құрылыс конструкциялары мен бұйымдарына сіңірудің тиімділігі сіңіргіш қабаттың тереңдігімен, оның тұрақтылығымен және көбінесе қолданылған технологиямен анықталады. Ең тиімді тәсіл ыстық сіңіру болып табылады. Мәселен 40/60 маркалы битумды сіңіру үшін, 150...180⁰С температурада оқшауланатын бұйымды құрастыру алдында 2...8 сағат көлемінде балқытылғын битумға салып қояды. Бұл жағдайдағы битумның ену тереңдігі 2...20 см құрайды. Ыстық битумды қолданған кезде қорғалатын бұйымның бетінде қажет болмайтын битумның қалың қабаты түзілетіндігін ескеру қажет. Бұл жағдайды болдырмау үшін негізінен тұтқырлығы төмен битум маркаларын (БНД90/130, БНД130/200) қолданған тиімді.

Құрылыс материалдары мен бұйымдарына сіңіру үшін винилбензол С₆Н₅-СН=СН₂ кеңінен қолданылады. Бұл суда ерімейтін түссіз сұйық, бетонның кеуектеріне жеңіл еніп, 60...80⁰С темреатурада қыздырған кезде кеуектерде полимерлененіп, жақсы гидрофобтаушы қабықша түзеді.

Сіңірілетін материалдармен өңделген бетон бұйымдарының физика-механикалық қасиеттері 4.1 кестеде көрсетілген.

 

4.1 кесте – Сіңірілгеннен кейінгі бетон бұйымдарының қасиеттері

р/с	Сіңірілетін материал	Орташа тығыздығы, г/см3	Беріктік шегі. МПа	Сусіңіргіштігі	Аязға төзімділігі
Сығуға	Созға	Иуге
	Битум	2,25/103	20,4/120	3,1/154	5,7/127	0,8/10	150/150
	Петралатум	2,22/102	21/104	3,0/132	5,0/111	1,5/18	150/150
	Тас көмір қара күйесі	2,29/105	48,4/136	7,5/336	11,3/251	1,4/17	150/150
	Винилбензол	2,28/104	35,9/142	7,8/348	109/113	0,08/1,0	440/440

 

Ескерту: бөліміндегі сандар сіңірілмеген бетонмен салыстырғандағы қасиеттерінің өзгеруін (%) сипаттайды

 

Ашық ванналарда сіңіру процесі сіңірілетін материалдың кеуектерге белгілі бір тереңдікке енуін қамтамасыз ету үшін, белгілі бір уақыт аралығында дайындалған элементтерді балқытылған гидроизоляциялық материалға батырып ұстап тұруды қамтиды. Сіңірілгеннен кейін бұйымдар салқындату камераларында сағатына 10...25⁰С температура жылдамдықпен салқындатылады.

 

4.2 кесте – Түрлі материалдармен бұйымдарды сіңірудің технологиялық операциялары

р/с	Бұйым	Сіңіру тәсілі	Сіңірілетін материал	Сіңіру уақыты, сағ.
кептіру	сіңіру	салқындату
	Темірбетон	Ашық ваннада	Мұнай битумы БНД40/60 Петралатум Тас көмір қара күйесі	8...15   10...20 8...15	17...22   6...12 3...8	3...8   2...5 5...12
	Асбестцемент	Ашық ваннада	Петралатум Тас көмір қара күйесі	7...15 7...15	3...8 9...19	1...2 3...4
	Темірбетон	Автоклавта	Мұнай битумы БНД40/60 Петралатум Тас көмір қара күйесі	6...12   7...13 6...12	5...10   2...5 4...9	3...8   2...5 5...12
	Асбестцемент	Автоклавта	Петралатум Тас көмір қара күйесі	7...13 6...12	1...2 3...6	1...2 3...4