Wapno hydratyzowane jako modyfikator asfaltów stosowanych do produkcji materiałów hydroizolacyjnych

Hydrated lime as asphalt modifier for production of waterproofing materials
Fot. 1. Widok zniszczonego pokrycia dachu
Fot. 1. Widok zniszczonego pokrycia dachu
Archiwum autora

W celu spowolnienia procesu starzenia asfaltów oraz poprawy ich parametrów termoplastycznych i właściwości reologicznych stosuje się różnego rodzaju modyfikatory. Jednym z nich może być wapno hydratyzowane.

Asfalt oraz produkty asfaltopochodne to jedne z najczęściej stosowanych materiałów budowlanych.

Wprowadzone do powszechnego użytku w budownictwie na początku XX w., największe zastosowanie znalazły początkowo przy budowie dróg - jako spoiwo w mieszankach mineralno-asfaltowych. Współcześnie stanowią główny surowiec materiałów hydroizolacyjnych.

Powłoki bitumiczne są powszechnie stosowane w budownictwie jako materiał ogólnodostępny i niedrogi. Proces układania hydroizolacji jest czynnością prostą i powszechnie znaną.

Prawidłowo położona warstwa papy, w odróżnieniu od membran polipropylenowych, jest odporna na uszkodzenia mechaniczne, co upraszcza i przyspiesza odśnieżanie dachów. Należy jednak zauważyć, iż wraz z upływem czasu główny składnik izolacji bitumicznych, czyli asfalt, traci swoje właściwości (następuje jego starzenie). Jest to proces fizykochemiczny, zachodzący we wszystkich ciałach organicznych i nieorganicznych.

Sprawdź też: Trwałość współczesnych materiałów hydroizolacyjnych

Oddziaływanie czynników zewnętrznych, takich jak promieniowanie słoneczne, woda czy wysoka temperatura, prowadzi do zmian właściwości użytkowych materiałów i wyrobów [1]. Na skutek starzenia właściwości asfaltu ulegają pogorszeniu - wzrasta sztywność i podatność na spękania. Tak zniszczona warstwa hydroizolacyjna (FOT. 1) nie chroni przegród budowlanych przed wilgocią.

Współcześnie najbardziej rozpowszechnione modyfikatory asfaltów należą do grupy polimerów. Są to substancje niereagujące chemicznie z asfaltem – pełnią funkcję wypełniacza lub tworzą wewnątrz asfaltu sieć przestrzenną [2, 3, 4].

ABSTRAKT

W artykule omówiono czynniki destrukcyjnie oddziaływujące na bitumiczne materiały hydroizolacyjne. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych asfaltów modyfikowanych wapnem hydratyzowanym. Zaproponowano modyfikator asfaltów, który w znaczący sposób zwiększa zakres temperatur eksploatacyjnych oraz zmniejsza podatność asfaltów na starzenie.

Hydrated lime as asphalt modifier for production of waterproofing materials

The article discusses the factors that have a destructive effect on bitumen waterproofing materials. Laboratory test results are presented for hydrated lime modified asphalts. An asphalt modifier agent is proposed which significantly increases the range of operating temperatures and inhibits the aging of asphalts.

Przykładem takiej substancji jest SBS (styren - butadien - styren). Zauważa się istotny wpływ modyfikatora na poprawę właściwości reologicznych asfaltów w niskich i wysokich temperaturach.

Łączenie polimerów z asfaltem wymaga użycia specjalnych młynów oraz przebiega w wysokiej temperaturze. Jest to proces energochłonny i czasochłonny, podczas którego asfalt narażony jest na starzenie technologiczne. Wysoka temperatura oraz intensywne mieszanie wzmagają i przyspieszają proces utleniania [6].

Czaso- i energochłonny proces łączenia modyfikatora z asfaltem skłoniły autora do poszukiwania substancji, która będzie reagować chemicznie z asfaltem i korzystnie zmieni jego właściwości reologiczne i termoplastyczne. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań laboratoryjnych asfaltów stosowanych do produkcji wyrobów hydroizolacyjnych modyfikowanych wapnem hydratyzowanym.

Materiały i metody badań

Wapno hydratyzowane składa się głównie z wodorotlenku wapnia Ca(OH)2. Otrzymuje się je przez gaszenie wapna palonego (tlenku wapnia CaO) w specjalnych urządzeniach, tzw. hydratorach. W projekcie badawczym stosowano asfalt miękki 160/220 oraz wapno hydratyzowane.

Asfalt modyfikowano hydratem w stężeniu 0,5%, 1,0% i 1,5% w stosunku do masy mieszaniny. Próbki asfaltów ("czysty" i modyfikowany) poddano testom. Określono temperatury mięknienia (TPiK) i łamliwości metodą Fraassa (TFr) oraz penetrację 5s/25°C/100g.

Wyniki badań

Przedstawiono wyniki oznaczenia temperatury mięknienia (TPiK), temperatury łamliwości metodą Fraassa (TFr) oraz wartości penetracji 5s/25°C/100 g asfaltów. W TAB. 1 zawarto wyniki oznaczeń właściwości reologicznych próbek asfaltów przed starzeniem, a w TAB. 2 - po starzeniu metodą RTFOT. W TAB. 3 przedstawiono zakres przedziału plastyczności asfaltu i jego zmiany po starzeniu metodą RTFOT.

Analiza wyników badań

Analiza porównawcza wyników badań laboratoryjnych (próbek asfaltów czystych i modyfikowanych) wykazała wpływ wapna hydratyzowanego na poprawę właściwości lepiszczy reologicznych.

W wyniku modyfikacji nastąpił wzrost temperatury mięknienia asfaltu (z zakresu od 1,4°C do 2,9°C). Jest on korzystny w przypadku asfaltów wykorzystywanych do produkcji materiałów hydroizolacyjnych (papa wierzchniego krycia lub papa termozgrzewalna są narażone na wysokie temperatury podczas układania). Dla badanych próbek asfaltów odnotowano znaczny spadek temperatury łamliwości (od 3,7°C do 6,0°C).

Materiały hydroizolacyjne wykonane z asfaltów modyfikowanych wapnem hydratyzowanym są odporne na niskie temperatury, cykliczne zamarzanie wody i charakterystyczne dla polskiego klimatu przejścia temperatury przez 0 °C (nawet do 150 cykli rocznie).

FOT. 2-4. Sprzęt laboratoryjny wykorzystany w badaniach: aparat do pomiaru temperatury mięknienia (2), aparat do pomiaru temperatury łamliwości (3), penetrometr (4); fot.: archiwum autora

 

Dodatek wapna hydratyzowanego zmniejszył podatność lepiszczy na starzenie. Odnotowano spowolnienie szybkości tworzenia się karbonylki oraz blokowanie wzrostu ilości asfaltenów [10].

Wnioski

Wzrastające wymagania w stosunku do asfaltowych materiałów hydroizolacyjnych ukierunkowały popularne technologie na zastosowanie asfaltów miękkich i ich modyfikacji za pomocą polimerów (lub kopolimerów) termoplastycznych. Metody te (podobnie jak w budownictwie drogowym) nie są w pełni efektywne, zarówno ze względów technicznych, jak i ekonomicznych.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

Polimery nie są kompatybilne z asfaltami (zbyt wysoka lepkość) i wymagają wysokich temperatur oraz długotrwałego mieszania. Technologia ta podwyższa koszty produkcji bitumicznych materiałów hydroizolacyjnych.

Wobec wielu utrudnień, a nawet niepowodzeń technologii z użyciem polimeroasfaltów, a także w celu poszukiwania tańszych, bardziej ekologicznych rozwiązań, autor zaproponował modyfikator asfaltów, który w znaczący sposób zwiększa zakres temperatur eksploatacyjnych oraz zmniejsza podatność asfaltów na starzenie.

Literatura

1. "Encyklopedyczny Słownik Techniczny", WNT, Warszawa 1967.
2. P. Radziszewski, M. Kalabińska, J. Piłat, "Materiały drogowe i nawierzchnie asfaltowe", Białystok - Warszawa 1995.
3. K. Błażejowski, S. Styk, "Technologia warstw asfaltowych", Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2004.
4. I. Gaweł, M. Kalabińska, J. Piłat, "Asfalty drogowe", Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2001.
5. M. Babiak, "Poprawa odporności na starzenie asfaltów stosowanych w wyrobach hydroizolacyjnych" [rozprawa doktorska], Politechnika Poznańska, Poznań 2014.
6. K. Zieliński, "Rola kopolimeru SBS w kształtowaniu struktury i właściwości termomechanicznych asfaltów stosowanych w materiałach hydroizolacyjnych", Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2007.
7. PN-EN 1427:2009, "Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie temperatury pięknienia. Metoda Pierścień i Kula".
8. PN-EN 1426:2009, "Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie penetracji igłą".
9. PN-EN 12593:2015-08, "Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Oznaczanie temperatury łamliwości metodą Fraassa".
10. M. Iwański, "Wpływ wapna hydratyzowanego na właściwości fizyko-mechaniczne betonu asfaltowego", IX Międzynarodowa Konferencja: Trwałe i Bezpieczne Nawierzchnie Drogowe, Kielce 2003.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 5/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Planujesz remont balkonu lub tarasu? Sprawdź »

7 zalet stosowania płyt warstwowych

Aby balkon lub taras nie sprawiał właścicielom kłopotów podczas użytkowania...
czytaj dalej »

Obecnie trudno sobie wyobrazić budownictwo, szczególnie halowe użyteczności publicznej, przemysłowe i rolnicze bez obudowy... czytaj dalej »

Alternatywa dla wełny i styropianu »


W porównaniu do tradycyjnych metod izolacji dachu... ZOBACZ »


Konsole do elewacji wentylowanych - wiedz więcej »

Która fuga szybko wiąże i jest łatwa w utrzymaniu czystości?

Umożliwiają osiągnięcie współczynnika przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych na poziomie poniżej... czytaj dalej » Tego typu materiałów poszukują najbardziej wymagający użytkownicy, ceniący estetykę, funkcjonalność, bezpieczeństwo oraz... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...  czytaj dalej »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Jak zabezpieczyć wnętrze przed dużym nasłonecznieniem?

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Dużym zainteresowaniem właścicieli domów cieszy się też.. czytaj dalej »

Jak pozbyć się grzyba z elewacji?


Elewacja budynku narażona jest nie tylko na zmienne warunki atmosferyczne, lecz także na... ZOBACZ »


Chemia budowlana - porady ekspertów »

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Naprawa balkonów i tarasów - czego użyć?


Balkony, tarasy, loggie i schody są elementami obiektów budowlanych stale narażonymi na niszczące czynniki środowiska... ZOBACZ »


Papa podkładowa - przepłacanie czy oszczędność?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Wśród budowniczych wciąż trwa otwarta dyskusja na temat potrzeby stosowania papy podkładowej...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Planujesz wymianę dachu? Sprawdź »


Dzięki lekkości dachówek nie ma potrzeby wzmacniania Twojej starej struktury dachowej. W niektórych przypadkach jest nawet... ZOBACZ »


Żaluzje zewnętrzne - dlaczego warto je zamontować?

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

To doskonała inwestycja, która nie tylko podnosi wartość budynku mieszkalnego...
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
4/2020

Aktualny numer:

Izolacje 4/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Co wpływa na trwałość i niezawodność ETICS?
  • - Balkony – projektowanie numeryczne złączy z uwzględnieniem wymagań cieplno-wilgotnościowych od 1 stycznia 2021 roku
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.