битумная водоэмульсионная паста

Формула изобретения

Битумная водоэмульсионная паста, включающая битум, минеральный эмульгатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве минерального эмульгатора она содержит карбонатный шлам продукт водоочистки и водоумягчения на ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.

Битум 50

Карбонатный шлам в расчете на сухое вещество 14 18

Вода Остальноея

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к битумным пастам, используемым для приготовления гидроизоляционных холодных мастик или паст.

Известны составы битумных эмульсионных паст, в которых в качестве минеральных эмульгаторов применяют высококальциевую известь и пластичную глину (1).

Введение таких эмульгаторов обеспечивает получение однородных паст, предопределяющих высокую клеящую способность мастик.

Однако эти пасты не водостойки из-за растворимости извести (1,65 г/л) и высокой адсорбционной способности пластичных глин. Кроме того, высококальциевая известь довольно дефицитный продукт ввиду широкого его использования по другим направлениям, например для очистки кислых сточных вод. Поэтому в качестве эмульгаторов чаще используют магнезиевую или доломитовую известь.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является гидроизоляционная мастика Хамаст ИПЦ-16 (2), приготовленная на гашеной извести, следующего вещественного состава,

Битум 50

Известь 12

Вода 38

Высокое присутствие MgO в извести придает мастике большую водостойкость по сравнению с пастами на основе высококальциевой извести (MgO до 8%), но требует дополнительного помола минерального эмульгатора (для получения качественного диспергирования битума) или введения стабилизирующих добавок, позволяющих повысить клеящую способность мастики.

Технической задачей изобретения является повышение однородности, водостойкости и адгезионных свойств пасты, а также упрощение и удешевление технологии приготовления.

Это достигается тем, что битумная водоэмульсионная паста, включающая битум и воду, в качестве минерального эмульгатора содержит шлам продукт водоочистки и водоумягчения на ТЭЦ. Шлам представляет собой густую пастообразную массу.

Процесс образования шлама связан с очисткой подпиточной воды в химическом цехе ТЭЦ известковым молоком (умягчение) с последующим осаждением образующейся взвеси коагулянтами FeSO₄ и Al₂(SO₄)₃.

Шламы водоумягчения образуются по следующей схеме:



Из реакций видно, что основным компонентом шлама является CaCO₃.

Вещественный состав шлама (мас.) представлен следующими компонентами:

SiO₂ 0,2

Al₂(OH)₃ 0,6

Fe(OH)₃ 1,6

Mg(OH)₂ 1,2

Ca(OH)₂ 2,7

CaSO₄ 2H₂O 0,7

CaCO₃ 91,7

MgCO₃ 1,3

Химический состав, мас.

CaO 44,3

MgO 3,87

Fe₂O₃ 4,5

SiO₂ 1,72

SO₃ 0,44

Al₂O₃ 1,47

П.П.П. 43,7

В П. П.П. входит гидрантная вода (химически связанная), образующая гидрооксиды металлов.

Свободная вода представлена в основном адсорбционно-связанной, количество ее определяется показателем влагосодержанием. Влагосодержание (влажность шлама) равно 50 60%

С учетом влажности шлама ниже приведены составы шламобитумных мастик.

Основным компонентом шлама является CaO в виде субмикрокристаллов карбоната кальция. Отличительной особенностью шлама является высокая удельная поверхность (Sy 7000 см²/г, а у извести Sy 3000 см²/г) и малая растворимость (СаСО₃ 0,015).

Субмикрокристаллы CaCO₃ шлама служат диспергатором битума, позволяющим получать высокодисперсные однородные битумные пасты.

Оксиды алюминия и железа, присутствующие в гидрантной форме, придают пасте высокую клеящую способность.

Шлам в отличие от извести не требует предварительного гашения и предварительного домола, он вводится в естественном виде.

Кроме того, при использовании шлама в качестве минерального эмульгатора не требуется введения стабилизирующих добавок. Приготовленная паста служит основой для получения гидроизоляционных мастик с наполнителем (доломитовая мука, кирпичная мука и т.п.).

Пасты готовили по следующей технологии: в мешалку смесителя с готовой шламовой суспензией, подогретой до t 80^oC, подают вязкий битум с t 140^oС и перемешивают их до получения пасты. Для приготовления пасты на основе магнезиальной извести был осуществлен предварительный ее домол. Известь гасили и смешивали с водой в соотношении 1:1 до получения суспензии.

Суспензия эмульгатора была пропущена через сито с отверстиями диаметром 1 мм с целью очищения ее от крупных частиц. Дозировка компонентов производилась по весу. Нефтяной битум был выпарен (обезвожен).

В лабораторных условиях для экспериментальной проверки заявляемого состава ингредиентов были приготовлены 5 смесей паст, три из которых показали оптимальные результаты.

Составы паст известной и по изобретению, представлены в табл. 1, а результаты физико-химических испытаний приведены в табл. 2.

Приведенные в табл. 1 пасты испытывали по методикам, изложенным в "Руководстве по устройству холодной асфальтовой гидроизоляции. П.77-79. ВНИИГ, Ленинград, 1979 г.".

Физико-механические свойства паст оценивались по следующим показателям:

однородность, позволяющая судить о качестве диспергирования битума в пасте;

водопоглощение в течение 1 сут и 15 сут (длительное водопоглощение);

адгезионная способность пластичного покрытия с основанием (по отрыву стальной пластинки);

клеящая способность по разрыву пергамина;

линейная усадка.

Оптимальные результаты, отвечающие цели изобретения, получены на составах 2.4 (табл.2). Из анализа результатов следует:

однородность паст с предлагаемым эмульгатором (шламом) в среднем в 5,6 выше, чем у аналога-прототипа;

водопоглощение паст с предлагаемым эмульгатором в 1,25 раза ниже, чем у прототипа, за одни сутки и в 1,8 раза ниже при длительном водопоглощении;

клеящая и адгезионная способность паст с заявляемым эмульгатором в 2,3 и 1,44 раза соответственно превышает показатели прототипа.

Составы 5 и 6 поставленной цели не отвечают. Состав 5 не дает достигаемого эффекта по перечисленным выше показателям за счет недостаточного содержания шлама. Состав 6 не может служить предметом изобретения, так как битум, эмульгированный шламом в количестве > 20% способствует росту линейной усадки пасты.

Таким образом, применение в качестве минерального эмульгатора шлама - продукта водоочистки и водоумягчения на ТЭЦ, позволяет получать высокодиспергированные битумные пасты с повышенными адгезионными показателями, клеящей способностью.

Предлагаемая битумная водоэмульсионная паста может быть успешно использована в строительстве при производстве кровельных и гидроизоляционных работ, а также при выполнении асфальто-бетонных работ.

Изобретения позволяет упростить и удешевить технологию приготовления данной пасты за счет использования готового к употреблению отхода.