Тема 10. ІЗОЛЯЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ

 

10.1. Гідроізоляційні матеріали

10.2. Теплоізоляційні матеріали

10.3. Протикорозійні матеріали

10.4. Герметизаційні матеріали

 

Ізоляційні матеріали використовують для захисту конструкцій від зволоження, теплових втрат або корозії. Залежно від призначення вони діляться на гідроізоляційні, теплоізоляційні, протикорозійні, герметизаційні.

Гідроізоляційні матеріали призначені для захисту конструкцій від зволоження ґрунтовими й атмосферними водами. Вони мають достатню щільність, водонепроникність, гідрофобність. Гідроізоляційні матеріали поділять на фарбувальні (лаки, фарби, мастики), обклеювальні (гідроізол, ізол, бризол, бітумінізовані тканини, поліетиленова плівка, металоізол, борулін, руберойд, пергамін, толь) і ін.

Теплоізоляційні матеріали складуть для захисту конструкції, установок, мереж від втрат тепла або холоду. Ці матеріали відрізняються пористою будовою, малою щільністю й низькою теплопровідністю. За складом вони діляться на органічні, що складаються із залишків рослинного або тваринного походження, і мінеральні, одержувані з гірських порід, шлаків, цементу, скла.

До органічних теплоізоляційних матеріалів відносяться деревоволокнисті, деревостружкові, коркові, торф'яні плити, фіброліт, пористі пластичні; до мінеральних - мінеральна й скляна вата й вироби з неї, ніздрювате скло, матеріали на основі азбесту та ін.

Протикорозійні матеріали (лакофарбові, рулонні й листові, плиткові, пластичні) призначені для захисту металевих і залізобетонних виробів від корозії (руйнувань). Вони мають високу атмосферостійкість і не містять у своєму складі речовин, що викликають окислювання чорних металів або корозію бетону.

Герметизаційні матеріали – герметики (тіоколовіе й полііз-бутеленові мастики, пружні прокладки) призначені в основному для герметизації стиків зовнішніх стінових панелей у великопанельних будинках, осадових і температурних швів у будівельних конструкціях. Їх звичайно виготовляють на основі полімерів. Вони володіють водо-, газо- і повітронепроникністю, гнилостійкістю, гарною адгезією (липкістю) до більшості будівельних матеріалів і стійкістю до корозії.

 

10.1. Гідроізоляційні матеріали

Фарбувальні матеріали. Бітумні мастики виготовляють із нафтових бітумів з наповнювачами або без них. Для одержання потрібної температури розм'якшення мастики їх виготовляють із бітуму однієї марки або із суміші бітумів різних марок.

У будівництві частіше використовують бітумні мастики з наповнювачами. Наповнювачі діляться на волокнисті й пилоподібні. Як волокнисті наповнювачі застосовують азбест низьких сортів азбестовий пил, коротковолокнисту мінеральну вату, деревні волокна. Волокнисті наповнювачі застосовують у кількості 15-25%. Пилоподібними наповнювачами для мастик є: вапняковий, доломітовий, кварцовий і цегельний порошки, тальк. Кількість пилоподібних наповнювачів становить 65-70%. Наповнювачі підвищують теплостійкість мастик і зменшують їхню крихкість при знижених температурах, а також скорочують витрати бітуму.

За способом укладання бітумні мастики поділяють на гарячі й холодні. Гарячі мастики застосовують із попереднім підігрівом до температури 160—180°, холодні – використовують без підігріву при температурі навколишнього повітря +5° і з підігрівом до 60— 70° при більш низьких температурах.

Бітумні мастики застосовують для гідроізоляції стін, перекриттів, покриттів, трубопроводів, ними приклеюють (кріплять) бітумні гідроізоляційні матеріали. Отже, бітумні мастики застосовують для гідроізоляції конструкцій як самостійно, так і в сполученні з іншими гідроізоляційними матеріалами (звичайно обклеювальними).

Дьогтеві мастики виготовляють із дьогтевих в'яжучих і наповнювачів. У якості в'яжучих використовують кам'яновугільний і сланцевий дьоготь. Наповнювачами є мінеральні волокнисті або пилоподібні речовини.

Дьогтеві мастики в будівництві застосовують звичайно в гарячому вигляді, причому їх попередньо підігрівають до температури 130 – 150°С. По якості готування вони повинні відповідати тим же вимогам, що й бітумні мастики. Дьогтеві мастики використовують для гідроізоляції конструкцій і трубопроводів як самостійно, так і в сполученні з іншими ізоляційними матеріалами (звичайно рулонними). Крім того, їх використовують для кріплення обклеювальних дьогтевих матеріалів. У якості гідроізоляційних іноді застосовують дьогтебітумні мастики, що представляють собою суміш дьогтепродуктів з нафтовим бітумом.

Мастику ізол готують на основі суміші гуми, бітуму й мінеральних наповнювачів. Для її одержання використовують стару зношену гуму (старі автопокришки, калоші, гумовотехнічні вироби). Застосовують нафтовий бітум невисокої марки. Як мінеральні наповнювачі застосовують тальк, вапняк, азбест.

Мастика ізол за своїми фізико-механічними властивостями відрізняється від гуми й бітуму. Вона має високу еластичність і клеючу здатністю стосовно металу, бетону, скла, кераміки. Мастика застосовується в основному для гідроізоляції поверхонь складної форми.

Крім мастик для гідроізоляції конструкцій застосовують також різні лакофарбові суміші, які одночасно служать і для протикорозійного захисту.

Обклеювальні матеріали. Гідроізол – це рулонний матеріал, виготовлений з азбестового або асбесто-целюлозного картону, просоченого бітумом. Ширина рулонів гідроізолу 950 мм, загальна площа 20 м2. Гідроізол має кращі гідроізоляційні властивості у порівнянні з такими бітумно-картонними рулонними матеріалами, як руберойд, пергамін, толь; він не гниє і є більш довговічним, але має відносно невисокі міцність, розтяжність і гнучкість. Застосовують його для багатошарової обклеювальної гідроізоляції підземних конструкцій будинків і споруд на гарячій бітумній мастиці.

Ізол виготовляють у вигляді рулонів шляхом прокату суміші з гуми, бітуму й мінеральних наповнювачів. Цей рулонний матеріал є безосновним: роль основи в ньому виконує волокнистий наповнювач (азбест). Рулонний ізол випускають шириною 1000 мм, товщиною 2мм і довжиною 10 м. Він має високі гідроізоляційні властивості, є довговічним (в 2 рази довговічніше руберойду), еластичним, гнилостійким, незначно поглинає воду. Причому його еластичність зберігається й при негативних температурах, що дає можливість застосовувати ізол у спорудах, що піддаються значним деформаціям (осіданням).

Рулонний ізол застосовують для обклеювальної гідроізоляції стін, підвалів, басейнів, резервуарів. Приклеюють рулони до основи мастикою ізол або гарячою бітумною мастикою.

Поліетиленова плівка. Плівку отримують з поліетилену низької щільності у вигляді полотна потрібної довжини. Звичайно поліетиленову плівку виготовляють у вигляді рулонів довжиною 25 м і більше. Поліетиленова плівка володіє гнилостійкістю, високою пластичністю, водо-паро-газонепроникністю, стійкістю до агресивного середовища.

Недоліком плівки є її здатність до старіння, а також можливість пошкодження гризунами.

Поліетиленову плівку застосовують для обклеювальної гідроізоляції конструкцій залізобетонних бензо- і нафтосховищ, трубопроводів і ін. Плівку наклеюють на ізолюючу поверхню бітумними або спеціальними пластмасовими мастиками. При цьому шви плівки можна з'єднувати шляхом прогладжування металевим гладилом через паперову стрічку при температурі 90—130°С. Легка зварюваність поліетиленових плівок значно спрощує стикування полотен між собою.

Металоізол – гідроізоляційний обклеювальний матеріал, що являє собою металеву фольгу (зазвичай алюмінієву), покриту по обидва боки шаром тугоплавкого бітуму в суміші з розпушеними азбестовими волокнами. Його випускають у вигляді стрічки шириною близько 50 см і товщиною 0,5 - 2 мм. Він водонепроникний, має високу пластичність і розтяжність. Недолік його полягає в тому, що при ушкодженні покривного шару можлива корозія алюмінію.

Застосовують металоізол для обклеювальної гідроізоляції в найбільш відповідальних місцях: у підземних і гідротехнічних спорудах I класу, для гідроізоляції підземних споруд, що перебувають під значним гідростатичним напором, та ін. Приклеюють металоізол до основи ізолюючих конструкцій бітумними мастиками.

Борулін – рулонний матеріал, який отримують шляхом прокочування в підігрітому стані суміші, що складається з 50% азбесту й 50% бітуму. Цей матеріал має високу пластичність і температуру розм'якшення, значну водонепроникність, мале водопоглинення.

Борулін застосовують для гідроізоляції трубопроводів, каналів, мостів, для заповнення осадових і температурних швів у дорожніх покриттях і гідротехнічних спорудах. Приклеюють борулін до основ ізолюючих конструкцій бітумною мастикою.

Руберойд, пергамін, толь - обклеювальні матеріали, які застосовують в менш відповідальних випадках (для гідроізоляції стін, підвалів і т.п.).

Недоліками руберойду, пергаміну й толю є те, що їхня основа – картон – в умовах високої вологості загниває. Крім того, ці матеріали недостатньо еластичні, гнучкі й міцні. Тому їх не можна використовувати як гідроізоляційні матеріали в найбільш відповідальних випадках гідроізоляції конструкцій.

 

10.2. Теплоізоляційні матеріал

Органічні теплоізоляційні матеріали. Деревоволокнисті плити (ДВП) отримують формуванням з наступним висушуванням деревоволокнистої маси й додаванням синтетичних речовин. Для отримання деревоволокнистої маси застосовують тирсу, стружку, паперову макулатуру, лляну й конопельну солому, кукурудзяні й соняшникові стебла.

Застосовують деревоволокнисті плити для теплоізоляції стін, стель, підлог, перекриттів. Їх кріплять цвяхами, шурупами, бітумними й спеціальними мастиками.

Деревостружкові плити (ДСП) виготовляють шляхом гарячого пресування деревних стружок, просочених синтетичними смолами. Деревостружкові плити застосовують для теплоізоляції стін, перегородок, перекриттів і покриттів будинків і споруд.

Плити кріплять оцинкованими цвяхами або приклеюють мастиками.

Коркові плити виготовляють із відходів виробництва коркових пробок, які отримують з кори коркового дуба або оксамитового дерева. Плити майже не усмоктують воду, не горять, важко тліють, не піддаються зараженню димовим грибком і псуванню гризунами. Коркові плити через дефіцитність сировини для їхнього виробництва застосовують в основному для ізоляції холодильників. До ізольованих конструкцій плити приклеюють бітумними й іншими мастиками.

Торф'яні плити (торфоплити) виготовляють шляхом пресування торф'яних волокон і наступної їхньої термічної обробки. Торфоплити не горять, але довго тліють. Сухі торфоплити не заражаються димовим грибком і не гниють при вологості менше 35%. Тому необхідно застосовувати сухі плити, а також охороняти їх від вологості й загнивання за допомогою штукатурки. Торфоплити застосовують для теплоізоляції стін і перекриттів промислових і цивільних будинків, холодильників і трубопроводів при температурі до 100°С. До ізольованих конструкцій (виробів) їх приклеюють бітумними або дьогтевими мастиками або прибивають цвяхами із дротяною сіткою.

Фіброліт – плитний матеріал, який отримують шляхом пресування маси зазвичай з деревних стружок і в'яжучої речовини. Як в'яжучу речовину використовують портландцемент або магнезіальне в'яжуче.

Фібролітові плити легко піддаються механічній обробці. Їх можна пиляти, свердлити, убивати в них цвяхи. Теплоізоляційний фіброліт застосовують для утеплення стін, перекриттів і покриттів. До конструкцій, що утеплюються, його приклеюють бітумною мастикою, вапняно-цементним розчином або прибивають цвяхами.

Мінеральні теплоізоляційні матеріали. Мінеральна вата й вироби з неї. Мінеральну вату отримують шляхом розпилення розплавлених гірських порід (доломіту, вапняку, мергелів) або металургійних шлаків. Вату, отриману зі шлаків, називають жужільною ватою (шлаковата). Вата не горить, не гниє, не піддається псуванню гризунами, мало гігроскопічна, морозостійка. Мінеральну вату застосовують для теплоізоляції холодних і гарячих (до 600°С) поверхонь. Крім того, мінеральну вату в будівництві широко застосовують також у вигляді виробів з неї: войлоку, матів, плит.

Скляна вата й вироби з неї. Скляну вату отримують із розплавленої скломаси. Вата має малу гігроскопічність і теплопровідність, високу морозостійкість і хімічну стійкість, не дає усадки в конструкціях.

Вироби зі скляної вати (мати, плити, шкарлупи й інші фасонні вироби) застосовують, головним чином, для теплоізоляції найбільш відповідального промислового устаткування, теплових установок і трубопроводів при температурі ізольованих поверхонь до +450°.

Матеріали на основі азбесту виготовляють рулонними, штучними й сипучими. З рулонних матеріалів застосовують азбестові папір, картон і повсть.

Рулонні азбестові матеріали застосовують для теплоізоляції гарячих поверхонь із температурою до 500°.

Штучні теплоізоляційні матеріали на основі азбесту (вулканіт, совеліт, азбестоцементні вироби) виготовляють у вигляді плит, шкарлуп, сегментів.

Застосовують штучні теплоізоляційні матеріали для теплоізоляції поверхонь при їхній температурі до 500 – 600°.

Сипучі теплоізоляційні матеріали на основі азбесту (асбозурит, асботерміт, совеліт) виготовляють у вигляді порошків.

Порошкові теплоізоляційні матеріали на основі азбесту застосовують як самостійно (засипна ізоляція), так і у вигляді мастик (розчинів), отриманих шляхом розведення цих порошків водою. Ці матеріали застосовують в основному для ізоляції поверхні казанів, труб і іншого промислового устаткування, що працюють при температурах в основному до 350 – 700°С. При більш високих температурах використовують теплоізоляційну діатомітову цеглу.

 

10.3. Протикорозійні матеріали

Лакофарбові матеріали. Ґрунти. Вони звичайно являють собою суспензію пігментів (барвників) і наповнювача в різних лаках з додаванням розчинників, сикативу й стабілізатора. Залежно від основних властивостей ґрунти, що застосовують в будівництві, ділять на атмосферостійкі й хімічно стійкі. Атмосферостійкі ґрунти мають стійкість до впливу сонячної радіації, атмосферних опадів, промислових газів і пилу, морської атмосфери. Ці ґрунти застосовують для металевих конструкцій, що експлуатуються в умовах атмосфери при впливі сонячної радіації, опадів і під навісом. Вони мають необхідну стійкість до впливу атмосфери, що містить агресивні гази й пари хімічних і інших виробництв.

Хімічні ґрунти застосовують для металевих конструкцій, що експлуатуються також в умовах атмосфери, яка містить агресивні гази й пари. Атмосферостійкі й хімічно стійкі ґрунти мають гарну адгезію (зчеплення) до чорних металів, мають достатню протикорозійну стійкість, добре сполучаються з відповідними покривними лакофарбовими матеріалами (емалями й фарбами).

Ґрунти використовують для первинного покриття – ґрунтування металевих конструкцій під покривні шари емалей і фарб, а також для їхнього тимчасового захисту від корозії на період транспортування й монтажу.

Фарби. В якості фарб для протикорозійного захисту металевих конструкцій застосовують масляні, масляно-бітумні й інші фарби. Найбільше часто використовують масляні фарби - густотерті або готові до вживання.

Густотерті масляні фарби являють собою пасту, що складається із суміші сухих пігментів і наповнювача, затертих на натуральній і штучній оліфі. Перед уживанням у пасту додають гліфталеву або натуральну оліфу й розводять до робочої в'язкості уайт-спіритом, сольвентом, скипидаром або ксилолом. Наносять фарби на поверхні методами пневматичного розпилення, занурення, кісточкою. Фарби висихають при температурі 15—23°С на протязі 24 год. Застосовують їх для фарбування попередньо заґрунтованих поверхонь, що експлуатуються в атмосферних умовах.

Емалі – готові барвисті суміші з пігментів і сполучного – лаків (масляно-каніфольних, масляно-гліфталевих, масляно-бітумних та ін.). Емалеві фарби звичайно випускають готовими до вживання. Якщо необхідно змінити ступінь в'язкості фарби, у неї вводять розчинники (лаковий гас та ін.). Властивості емалевих фарб залежать у першу чергу від виду застосовуваного лакового сполучного.

Застосовують емалі для фарбування попередньо заґрунтованих поверхонь, що експлуатуються в атмосферних умовах.

Лаки – розчини плівкоутворювальних речовин (природних або синтетичних смол або бітумів) у летучих розчинниках. Розчинниками плівкоутворювальних є лаковий гас, кам'яновугільна сольвент-нафта, скипидар та інші рідини, що самостійно не розчиняють плівкоутворювальних, використовувані лише для зменшення в'язкості сполучними й називані розріджувачами, а суміші їх з розчинниками називають розжижувачами.

Лаки можуть бути прозорі і непрозорими, кольорові й безбарвні, давати блискучу або матову поверхню.

Залежно від основних властивостей і умови застосування протикорозійні лаки поділяють на кислотостійкі, лугостійкі, термостійкі («пічні»).

Застосовуються лаки для фарбування металевих і бетонних поверхонь у холодному й гарячому станах.

Плиткові матеріали. Керамічні кислототривкі плитки отримують шляхом формування й випалу спеціально підібраної збагаченої або природної глини. Межа міцності плиток на стиск не менше 3 кН/см2, кислототривкість 96—98%. Плитки, обпалені до спікання, відрізняються високою щільністю, механічною міцністю, газонепроникністю, хімічною стійкістю до дії мінеральних і органічних кислот і їх сумішей при високих температурах. Однак плитки не стійкі до дії їдких лугів, фосфорної кислоти.

Кислототривкі керамічні плитки застосовують для захисту хімічної апаратури й будівельних конструкцій від дії агресивних рідин і газів.

Фенолітові плитки виготовляють методом пресування порошку з фенолоформальдегідної смоли із хлорвініловою смолою. Межа міцності (кН/см2) плиток на стиск 15 - 20, на розтягання – 3 - 4. Плитки стійкі до дії мінеральних і органічних кислот, розчинників (гасу, бензину, скипидару, уайт-спірита) і ртуті. Фенолітові плитки застосовують для облицювання будівельних конструкцій у цехах хімічних виробництв.

Асбоебонітові плитки отримують методом пресування суміші з відходів відпрацьованої гуми, тонкомолотого азбестового пилу й шинного регенерату. Межа міцності плиток на стиск 600 кН/см2. Вони мають високу хімічну стійкість, вибухобезпечні, ртутонепроникні й мають високі діелектричні показники. Застосовують плитки для облицювання будівельних конструкцій у різних промислових приміщеннях.

Крім того, до протикорозійних матеріалів відносяться рулонні й листові  матеріали (полівінілхлоридний пластикат, вініпласт), пластичні матеріали (асбовініл, епоксидні суміші).

 

10.4. Герметизаційні матеріали

Тіоколові мастики складаються з герметизуючої пасти, вулканізуючої пасти, прискорювача вулканізації, наповнювача. Тіоколові мастики мають гарну адгезію до багатьом матеріалам. Вони стійкі до впливу морської й прісної води, розчинників, розведених кислот, слабких лугів, сонячного світла; добре пручаються окислюванню, дії атмосферних опадів, мають корозійну стійкість. Застосовуються тіоколові мастики для герметизації стиків залізобетонних панелей, заповнення швів у деталях і конструкціях з металу, пластмаси, кераміки й скла.