Гидроизоляционная композиция (варианты)

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении кровельных и гидроизоляционных материалов, а также при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение физико-механических свойств, снижение себестоимости готового продукта и защита окружающей среды от загрязнения. Технический результат достигается тем, что гидроизоляционная композиция, содержащая битум, адгезионную добавку, дополнительно содержит органический или минеральный наполнитель, а в качестве адгезионной добавки - отработанные моторные масла при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 9-11, отработанные моторные масла 0,9-1,1, органический или минеральный наполнитель остальное. Возможен другой вариант. Гидроизоляционная композиция, содержащая полимер, адгезионную добавку, дополнительно содержит минеральный или органический наполнитель, в качестве адгезионной добавки - отработанные моторные масла, а в качестве полимера - полиэтилен или полиэтиленовые отходы при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанные моторные масла 0,8-1,0, полиэтилен 13-17 или полиэтиленовые отходы 20-30, минеральный или органический наполнитель остальное. 2 табл., 2 с.п. ф-лы.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении кровельных, гидроизоляционных материалов, а также при строительстве и ремонте автомобильных дорог.

Из уровня техники известна битумоминеральная смесь для дорожных покрытий, включающая битум, органический наполнитель в виде продукта пиролиза некомпостируемых бытовых отходов и минеральный наполнитель (RU, п. 2079461 от 20.05.97, С 04 В 26/26).

Недостатком данной композиции являются ее низкие адгезионные свойства.

Известна гидроизоляционная композиция для изготовления покровных масс кровельных и гидроизоляционных материалов, содержащая полиэтилен, тальк, автомобильное масло, пропиленгликоль и битум (RU, а.с. 885497, E 04 D 5/02, C 08 L 95/00).

Недостатком данной композиции является ее невысокая адгезия к бетонной поверхности и недостаточная атмосферостойкость в агрессивных средах. Кроме того, использование дорогостоящих исходных компонентов, как автомобильное масло и тальк, значительно повышает себестоимость готового продукта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является гидроизоляционная битумная композиция, включающая битум, бутадиенстирольный термоэластопласт и адгезионную добавку в виде таллового масла или продукта взаимодействия таллового масла и триэтаноламина (RU, п. 2119513 от 27.09.98, C 08 L 95/00).

Недостатком данной композиции является то, что бутадиенстирольный термоэластопласт недостаточно хорошо распределяется в битуме, что не обеспечивает гомогенности композиции и приводит к ухудшению деформативных характеристик (эластичность, растяжение). Кроме того, использование дорогостоящей адгезионной добавки - таллового масла - повышает себестоимость готового продукта.

Недостатком данной композиции является и то, что при производстве композиции адгезионную добавку и битум перед смешиванием предварительно подогревают, что приводит к сжатию полимерных связей, и, следовательно, снижению связующего эффекта данных компонентов в общей композиции.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение физико-механических свойств, снижение себестоимости готового продукта и защита окружающей среды от загрязнения.

Технический результат достигается тем, что: 1. Гидроизоляционная композиция, содержащая битум и адгезионную добавку, дополнительно содержит органический или минеральный наполнитель, а в качестве адгезионной добавки - отработанные моторные масла при следующем соотношении компонентов, мас.%: Битум - 9-11 Отработанные моторные масла - 0,9-1,1 Органический или минеральный наполнитель - Остальное 2. Гидроизоляционная композиция, содержащая полимер, адгезионную добавку, дополнительно содержит минеральный или органический наполнитель, в качестве адгезионной добавки - отработанные моторные масла, а в качестве полимера - полиэтилен или полиэтиленовые отходы при следующем соотношении компонентов, мас.%: Отработанные моторные масла - 0,8-1,0 Полиэтилен или - 13-17 Полиэтиленовые отходы - 20-30 Минеральный наполнитель или органический наполнитель - Остальное
Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволило установить наличие отличительных от прототипа признаков, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Проведенные исследования уровня техники не выявили известность предлагаемого состава компонентов с их количественным соотношением, что доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Основу всех 3-х составов заявляемой гидроизоляционной композиции составляют органический или минеральный наполнитель и отработанные моторные масла.

Входящие в состав композиции отработанные моторные масла выполняют роль пластификатора, катализатора и содержат в своем составе органические и неорганические включения, ускоряющие замещение и изменение полимерных связей, что ускоряет адгезионный процесс и повышает адгезионные свойства. В случае применения органического наполнителя при взаимодействии его с отработанными моторными маслами при нагревании легкие фракции улетучиваются и происходит дисперсное сцепление оставшихся частиц масла и наполнителя, в результате чего получаем однородную композицию с заданными физико-механическими свойствами. Кроме того, присутствие кремния и других металлических включений в основе композиции при технологии изготовления без предварительного подогрева составляющих ее компонентов способствует увеличению скорости нагрева смеси компонентов, а также ускорению выстраивания полимерных связей в определенной ориентации в зависимости от состава композиции и соответственно получению необходимых физико-механических свойств.

В горячем состоянии полимерные связи основы композиции, битума и полимера выстраиваются новые по структуре, а именно с удлиненными битумными конгломератами, улучшая при этом физико-механические свойства, а именно увеличение температуры хрупкости композиции, особенно при положительных температурах. При взаимодействии основы с битумом повышаются сцепные адгезионные характеристики за счет увеличения длины полимерных цепей битумных конгломератов.

При взаимодействии основы композиции с полимером полимерные связи приобретают направленную ориентацию, увеличивая температуру размягчения, придавая при этом готовому продукту эластичность, пластичность с сохранением этих показателей при температурных перепадах. Основное сырье, используемое при производстве заявляемой композиции - это в основном отходы промышленного производства, как отработанные моторные масла, отходы полимеров, зола ТЭЦ, опилки, отходы мехового производства, не только снижает себестоимость готового продукта, но способствует их утилизации, а следовательно, защищает окружающую среду от загрязнения.

Таким образом, получена новая гидроизоляционная композиция (3 варианта составов) из доступного, в основном из отходов промышленных предприятий сырья для широкого спектра действия, как ремонт кровли, дорог, изготовление строительных материалов - шифера, черепицы, бордюрного камня и других, и способствующая защите окружающей среды от загрязнения.

Заявляемая композиция прошла экспертизу Российской Академии наук. В дальневосточных городах Хабаровске, Благовещенске она усиленно используется для ремонта кровли и дорог. При затратах в 2 раза ниже, чем при использовании традиционных материалов и при возможности использования их в течение года при резких температурных перепадах получают высококачественные кровельные и дорожные покрытия.

Для приготовления заявляемой гидроизоляционной композиции из используемых полимеров и их отходов наилучшие результаты достигнуты при использовании полиэтилена (высокого ГОСТ 51308-72 и низкого ГОСТ 16388-77 давления), а также повинилхлорида (суспензионного ГОСТ 14231-78 и эмульсионного ГОСТ 5825-78) и их отходов.

В качестве органического наполнителя используют древесные стружки, опилки, древесную муку, измельченную солому, лузгу подсолнечника, льняную костру, отходы мехового производства, отходы органических волокнистых материалов и др.

В качестве минерального наполнителя используют золу ТЭЦ, любые известные материалы, например песок природный, щебень, отсевы продуктов дробления гравия размером зерен 5 мм. Согласно изобретению композиция может содержать различные марки битумов, например битумы нефтяные дорожные вязкие (ГОСТ 22245-90), битумы различных типов, имеющих в основном параметр пенетрации в диапазоне от 40 до 300 мм (в соответствии с ASTMD - 5), параметр шар-кольцо от 20 до 30^oС (в соответствии с ASTM 36). Кроме того, в отдельных случаях для придания эстетического вида готового продукта гидроизоляционная композиция по настоящему изобретению может дополнительно содержать колер или пигмент, а также различные металлические включения, например кремний, алюминиевую пудру, позволяющие получить новые строительные материалы, например мастику и утеплитель.

Композицию готовят следующим образом.

Вариант 1.

Пример 1 (ремонт кровли).

В смеситель, снабженный лопастной мешалкой, загружают 10 кг битума, 1,1 кг отработанного моторного масла, золу ТЭЦ остальное, тщательно перемешивают загруженную массу, затем подогревают до 250^oС при одновременном перемешивании до полного растворения полимера. Полученную смесь разливают в соответствующие емкости, медленно охлаждают. Полученное готовое изделие в виде плиты укладывают на предварительно подготовленный поврежденный участок кровли.

Кроме того, предлагаемую композицию можно использовать в виде полуфабриката, то есть смесь из тщательно перемешанных компонентов в холодном состоянии укладывают ровным слоем на подготовленную ремонтируемую поверхность кровли, подогревают до температуры 250^oС и укатывают до необходимой плотности.

Пример 2 (ремонт кровли).

В смесителе смешивают смесь из 1 кг отработанного моторного масла, 10 кг битума и 89 кг опилок, нагревают до 160^oС с одновременным перемешиванием, разливают в соответствующие емкости и медленно охлаждают. Полученное готовое изделие в виде плиты укладывают на предварительно подготовленный поврежденный участок кровли.

Кроме того, предлагаемую композицию можно использовать в виде полуфабриката, то есть смесь из тщательно перемешанных компонентов в холодном состоянии укладывают ровным слоем на подготовленную ремонтируемую поверхность кровли, подогревают до температуры 160^oС и укатывают до необходимой плотности.

Примеры 3, 4 (ремонт кровли и дороги).

Композицию готовят по примеру 2 с введением компонентов в смесь в следующем количественном соотношении, мас.%:
Пример 3.

Битум - 9
Отработанные моторные масла - 0,9
Отсевы дробления гравия - Остальное
Пример 4.

Битум - 11
Отработанные моторные масла - 1,1
Отсевы дробления гравия - Остальное
Вариант 2.

Пример 5 (изготовление бордюра, черепицы, шифера).

Отработанное моторное масло - 0,9 кг, полиэтилен высокого давления ГОСТ 51308-72 - 15 кг и наполнитель песок - остальное тщательно перемешивают, укладывают в соответствующие формы и нагревают до температуры 250^oС в течение 30 мин, медленно охлаждают и извлекают из формы в виде различных строительных материалов, например бордюра, черепицы, шифера.

Пример 6.

Композицию готовят по примеру 5 с введением компонентов в смесь в следующем количественном соотношении, мас.%:
Полиэтилен высокого давления ГОСТ 51308-72 - 15
Отработанные моторные масла - 0,8
Песок - Остальное
Пример 7.

Композицию готовят по примеру 5 с введением компонентов в смесь в следующем количественном соотношении, мас.%:
Отходы полиэтилена высокого давления ГОСТ 51308-72 - 25
Отработанные моторные масла - 1
Отходы органических волокнистых материалов - Остальное
При этом нагрев смеси компонентов в формах проводят до температуры 160^oС.

Составы предлагаемой композиции и физико-механические свойства их указаны соответственно в табл. 1, 2.

Согласно табл. 2 физико-механические свойства заявляемой композиции превосходят аналогичные показатели прототипа.

Заявленная композиция является экологически чистым продуктом, полученным из дешевого сырья - отходов промышленных предприятий, со свойствами, превосходящими свойства известных композиций, что говорит о ее успешном промышленном применении.

Формула изобретения

1. Гидроизоляционная композиция, содержащая битум и адгезионную добавку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит органический или минеральный наполнитель, а в качестве адгезионной добавки - отработанные моторные масла при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Битум - 9 - 11
Отработанные моторные масла - 0,9 - 1,1
Органический или минеральный наполнитель - Остальное
2. Гидроизоляционная композиция, содержащая полимер, адгезионную добавку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит минеральный или органический наполнитель, в качестве адгезионной добавки - отработанные моторные масла, а в качестве полимера - полиэтилен или полиэтиленовые отходы при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Отработанные моторные масла - 0,8 - 1,0
Полиэтилен или - 13 - 17
Полиэтиленовые отходы - 20 - 30
Минеральный наполнитель или органический наполнитель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2