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


Nowy, dostępny 24h na dobę sklep budowlany. Sprawdź »


Typowe zastosowania obejmują budynki rolnicze i magazynowe, budynki mieszkalne czy hale, gdzie wymagana jest... ZOBACZ »


Jak zatrzymać ciepło i ochronić dom przed zimnem?


Komfortowy i energooszczędny dom zapewnia swoim mieszkańcom izolację od gorąca, zimna, hałasu oraz... wysokich rachunków za ogrzewanie i klimatyzację... ZOBACZ »


Poznaj nowoczesne rozwiązania budowlane

Czego użyć do izolacji ścian, a czym ocieplić dach?

Obok wiedzy na temat produktów, równie istotna jest znajomość technologii, którą... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Czego jeszcze nie wiesz o ognioodporności płyt PIR?

Uszczelnianie obiektów inżynieryjnych - jak to robią specjaliści?

W zależności od wymagań izolacyjności, czy odporności ogniowej możemy dobrać odpowiedni rodzaj płyt...
czytaj dalej »

Jak prawidłowo chronić ściany fundamentwe i zapewnić gwarancję żywotności obiektu? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Popularność tego materiału rośnie. Dlaczego?

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » To nowoczesny materiał termoizolacyjny, który zdobył... czytaj dalej »

Jak mocować elewacje wentylowane?


Jak w realnych warunkach zachowują się różne systemy mocowań elewacji wentylowanych? ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Jak zapobiegać problemom z wilgocią budynków?


Poprawny dobór materiałów do wykonania hydroizolacji budynku i prawidłowe ich wbudowanie to podstawowe warunki, których spełnienie pozwoli uniknąć późniejszych problemów z wilgocią... ZOBACZ »


dr inż. Michał  Babiak
dr inż. Michał  Babiak
Michał Babiak ukończył Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej. W 2008 r. ukończył studia podyplomowe „Budownictwo energooszczędne i pasywne oraz ocena energetyc... więcej »
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 »
Alpha Dam Alpha Dam
O FIRMIE Alpha Dam Sp. z o.o. produkuje od ponad 10 lat profesjonalne materiały wodochronne i przeciwwilgociowe dla budownictwa.  Do 2008...
10/2019

Aktualny numer:

Izolacje 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Konserwacje i renowacje systemów ociepleń
  • - Odporność ogniowa elementów drewnianych
Zobacz szczegóły
Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

W aktualnych przepisach prawa podatkowego nie znajdziemy wielu ulg, które obowiązywały w poprzednich latach. Wśród nich jest ulga remontowo- modernizacyjna. Niektórzy...
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

.