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


Z czego wykonać sufit podwieszany?


Poza ścianami osłonowymi i przekryciami płyty warstwowe stosowane są jako... ZOBACZ »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Jak wykonać ocieplenie w systemie ETICS?

Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego... czytaj dalej »

W przypadku budynków istniejących należy dokładnie sprawdzić jakość... czytaj dalej »

Sprawdzone sposoby na ocieplenie i izolację budynku »


Konieczność ocieplania ścian zewnętrznych wynika nie tylko ze względów ekonomicznych – im lepiej izolowane ściany, tym... ZOBACZ »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacjach technicznych »

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... 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 »


Jak zabezpieczyć budynek przed drganiami?

Skuteczna ochrona przed wilgocią »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów... czytaj dalej » W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i... czytaj dalej »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


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


Czego użyć do izolacji dachu?

Chcesz zaoszczędzić nawet 30% na zużyciu energii?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Oprócz niższych rachunków za energię mamy zdecydowanie wyższy komfort mieszkania... czytaj dalej »

Jak zrobić spadki na balkonie i tarasie?


Dach, balkon czy taras jest płaski, a więc jak wygląda kwestia odwodnienia? ZOBACZ »


Co warto wiedzieć o systemach natryskowych?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Budynek ocieplony pianką jest szczelny akustycznie a przede wszystkim... 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 »


Elewacja, która wygląda jak drewno, marmur czy kamień »

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

Ładna fasada stanowi wizerunek budynku. Estetyczny wygląd elewacji często... 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 »
7/8/2020

Aktualny numer:

Izolacje 7/8/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tarasy wentylowane
  • - Zastosowanie kruszyw lekkich
Zobacz szczegóły
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 -...
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

.