битумная водоэмульсионная паста
Классы МПК: | C08L95/00 Композиции битуминозных материалов, например асфальта, гудрона или вара C08K3/20 оксиды; гидроксиды C08K3/26 карбонаты; бикарбонаты |
Автор(ы): | Шеина Т.В., Коренькова С.Ф., Клименков О.М. |
Патентообладатель(и): | Самарская государственная архитектурно-строительная академия |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-07-04 публикация патента:
27.02.1997 |
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к битумным пастам, используемым для приготовления гидроизоляционных холодных мастик или паст. Целью 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, минеральный эмульгатор и воду, в качестве минерального эмульгатора содержит карбонатный шлам - продукт водоочистки и водоумягчения на ТЭЦ, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 50; карбонатный шлам 14. . .18 (в пересчете на сухое вещество); вода 36...32. Использование предлагаемой битумной водоэмульсионной пасты с минеральным эмульгатором - шламом (продуктом водоочистки и водоумягчения на ТЭЦ) позволяет получать высокие диспергированные битумные пасты с повышенными адгезионными показателями, клеящей способностью. 2 табл.
Рисунок 1
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 50Карбонатный 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:
![битумная водоэмульсионная паста, патент № 2074207](/images/patents/398/2074207/2074207t.gif)
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
![битумная водоэмульсионная паста, патент № 2074207](/images/patents/398/2074011/183.gif)
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 80oC, подают вязкий битум с t 140oС 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.
Класс C08L95/00 Композиции битуминозных материалов, например асфальта, гудрона или вара
Класс C08K3/20 оксиды; гидроксиды
Класс C08K3/26 карбонаты; бикарбонаты