Герметик

Герметик

Реферат

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для герметизации, ремонта деформационных швов в противофильтрационных бетонных и железобетонных облицовках оросительных каналов, искусственных водоемов различного назначения и систем водоснабжения.

Известны герметизирующие мастики на основе битума с различными добавками (см. Резниченко П.Т. и др. Мастики в строительстве. - Днепропетровск: «Промiнь», 1975, с.181-204).

Однако битумные мастики имеют низкие показатели физико-механических свойств, подвержены интенсивной деструкции и старению под влиянием воздействия совокупности факторов естественной внешней среды и обладают крайне низкой эксплуатационной надежностью и долговечностью.

Известна мастика, включающая битум, латекс, жидкое стекло, растворитель и наполнитель - остаток от гидролиза торфа (см. SU, авторское свидетельство № 472954, М. кл.³ С08H 13/00. Мастика / B.C.Шиманский, Г.А.Евдокимова, В.И.Медведь и др. - Заявка № 1937661/29-33; Заявлено 14.06.1973; Опубл. 05.06.1975, Бюл. № 21).

Известен герметик, включающий битум, резиновую крошку, кумароновую смолу, бутилкаучук, мягчитель олиговинилэтаноламин (см. SU, авторское свидетельство № 621715, М.кл.³ С09К 3/10, С08L 95/00. Герметик / В.А.Пискарев, О.А.Красновская, Э.Г.Балалаев и др. - Заявка № 2434725/23-05; Заявлено 27.12.1976; Опубл. 30.08.1978, Бюл. № 32).

Наиболее близким аналогом по своей сущности к заявленному изобретению является герметик для заделки стыков сборных конструкций, включающий битум и модифицирующую добавку - этилепропиленовый каучук (см. SU, авторское свидетельство № 321495, МПК С04B 13/30. Герметик / A.M.Кисина, Н.В.Стабников и Л.М.Симоновский. - Заявка № 1422226/29-33; Заявлено 31.03.1970; Опубл. 19.11.1971, Бюл. № 35).

Однако вышеуказанный герметик имеет сравнительно высокие показатели водопоглощения, что способствует фильтрации (утечки) воды через стыки и деформационные швы гидротехнических сооружений, в частности противофильтрационных облицовок оросительных каналов и водоемов, и обладает крайне низкими показателями относительного удлинения при отрицательных температурах (менее 3% при температуре - 21°С), и низкой теплостойкостью, что существенно ограничивает область его применения в гидротехническом строительстве (см. Лукинский О.А. О долговечности герметизации швов в гидромелиоративных сооружениях // Гидротехника и мелиорация. 1971, №5, с.44-48).

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - создание герметика с высокими физико-механическими свойствами для герметизации и ремонта деформационных швов и стыков гидротехнических сооружений, в частности противофильтрационных облицовок каналов и водоемов.

Технический результат - повышение относительного удлинения и теплостойкости герметика, снижение его водопоглощения. Указанный технический результат достигается тем, что герметик, преимущественно для заделки стыков и деформационных швов монолитных и сборных бетонных и железобетонных противофильтрационных облицовок каналов и водоемов, включающий битум и этиленпропиленовый каучук, согласно изобретению дополнительно содержит лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена, асбест хризотиловый, шлифовальную пыль-отход производства асбестотехнических изделий, кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум	5-30
Этиленпропиленовый каучук	5-15
Лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена	20-75
Кубовый остаток колонны ректификации
возвратной изопентан-изопреновой фракции при
производстве изопренового каучука на основе
изопренового олигомера с мол. массой 200-300
(толуольный раствор изопренового олигомера)	5-20
Асбест хризотиловый	5-10
Шлифовальную пыль-отход производства
асбестотехнических изделий	5-10

Максимальный эффект достигается при введении в состав герметика битума БН 90/10 и этиленпропиленового каучука СКЭП-60. Кроме того, в составе предлагаемого герметика возможно применение битума марок СКЭП-50, СКЭП-40, использование которых позволяет достичь заявленный технический результат.

С целью повышения атмосферостойкости герметика, при содержании в нем битума свыше 20 мас.% в состав герметика дополнительно вводят N,N′-дифенилпарафенилендиамин технический (диафен ФФ-Т) в количестве 0,3-0,5 мас.% или нафтам-2 в количестве 0,3-0,5 мас.% в сочетании с тиурамом Д в количестве 0,3-0,5 мас.%.

Для ускорения процесса твердения герметика в деформационных швах и стыках сооружений в состав герметика дополнительно вводят вулканизирующую добавку - серу техническую (окись серы) в количестве 0,8-1,0 мас.%.

Для увеличения адгезии герметика к бетонным поверхностям стыкуемых элементов в состав герметика дополнительно включают кубовый остаток синтетических жирных кислот марки Б (КОСЖК) в количестве 0,8-1,2 мас.%.

Пример. В аппарат высокооборотного смесителя емкостью 80-100 л, снабженный измельчающим устройством в виде вращающегося вала с перфорированным диском и механизмом поджатия, одновременно помещают в заданном соотношении следующие компоненты: твердый битум БН 90/10 (в холодном состоянии); этиленпропиленовый каучук СКЭП-60; лак ХП-734; толуольный раствор изопренового олигомера; шлифовальную пыль; хризотиловый асбест 7 сорта; при необходимости в рабочий состав герметика в заданном соотношении дополнительно вводят N,N′-дифенилпарафенилендиамин технический (диафен ФФ-Т) или нафтам-2 в сочетании с тиурамом Д, КОСЖК и серу техническую. Производят пуск установки и осуществляют перемешивание загруженных материалов в течение 15-20 мин до полного растворения битума и образования однородной смеси.

При наличии разогретого до 110-120°С битума смесь перемешивают обычными смесителями пропеллерного типа со скоростью вращения 70-120 об/мин.

Приготовленную мастику (герметик) сливают в емкость с герметично закрывающимися крышками для хранения. Герметик (мастику) вносят под давлением с помощью специальных устройств в деформационные швы и стыки сооружений без подогрева, что снижает энергозатраты и трудоемкость работ.

В табл.1-3 приведены составы герметика и результаты испытаний его свойств.

Таблица 1
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	Известного
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Битум БН 90/10	5	20	21	21	5	20	30	30	20	30	30	85
Этиленпропиленовый каучук	5	10	8,7	8,4	5	9,2	15	15	10	15	15	15
СКЭП-60
ЛакХП-734	75	40	40	40	74	40	20	20	40	20	20	-
Кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера)
5	20	20	20	5	20	14,5	14	19,2	13,3	12,8	-
Асбест хризотиловый 7 сорта	5	5	5	5	5	5	10	10	5	10	10	-
Шлифовальная пыль	5	5	5	5	5	5	10	10	5	10	10	10
N,N′-Дифенил-парафенилендиамин (технический диафен ФФ-Т)	-	-	0,3	-	-	-	0,5	-	-	0,5	-	-
Кубовый остаток синтетических жирных кислот марки Б	-	-	-	-	-	-	-	-	0,8	1,2	1,2	-
Нафтам-2	-	-	-	0,3	-	-	-	0,5	-	-	0,5	-
Тиурам Д	-	-	-	0,3	-	-	-	0,5	-	-	0,5	-
Сера техническая (окись серы)	-	-	-	-	1,0	0,8	-	-	-	-	-	-

Таблица 2
Свойства герметика	Показатели для состава
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	Известного
Относительное удлинение герметика при расстяжении по ГОСТ 26589-94, %:
- при +25°С	360	350	345	340	357	348	325	323	351	320	318	230
- при -20°С	50	41	35	34	52	38	33	32	40	31	30	2
Водопоглощение по ГОСТ 4650-80*, мас.%	0,05	0,06	0,07	0,07	0,05	0,06	0,08	0,08	0,06	0,08	0,08	0,35
Теплостойкость (текучесть) герметика по наклонной под
углом 60° к	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	4
горизонтальной плоскости при температуре 60°С, мм (единая методика)

Таблица 3
Компоненты	ГОСТ, ТУ, технологический регламент	Характеристика компонентов
1	2	3
Битум: БН 90/10	ГОСТ 6617-76*	Получают окислением остаточных продуктов прямой перегонки нефти и их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства. Глубина проникновения иглы при 25°С, ОД мм 5-20, температура размягчения по кольцу и шару ≥90°С, растяжимость при 25°С, ≥1 см, растворимость в бензоле ≥99%, изменение массы после прогрева ≥1%, температура вспышки ≥240°С, содержание водорастворимых соединений ≤0,3%, содержание воды - следы
Лак ХП-734	ТУ 6-02-11-52-81	Раствор хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) в сольвенте, ксилоле или толуоле. Массовая доля нелетучих веществ ≥17%; массовая доля хлора в пересчете на ХСПЭ 26-34%, массовая доля серы в пересчете на ХСПЭ 1,3-2,2%.Стоек практически к любым агрессивным средам, озоностойкий и температуростойкий материал. Применяется для защиты от коррозии деформируемых строительных конструкций в комплексном химически стойком покрытии с эмалями ХП-799 и самостоятельно, а также для грунтовки и шпатлевания поверхности защищаемых конструкций. Условная вязкость при 20±2°С не более ВЗ-1 с диаметром сопла 5,4 мм составляет 70-90 с.Время высыхания, ≤5 ч.
Кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (тулуольный раствор изопренового олигомера)	Технологический регламент ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции	Кубовый остаток колонны 526 при производстве изопренового каучука. Мол. масса 200-300. Состав, мас.%: толуол 29,7-69,1; изопентан 0,05-0,50; триметилэтилен 7,5-19,1; изопреновый олигомер 20,35-38,00; триметилкарбинол 3-12,17
Асбест хризотиловый 7 сорта	ГОСТ 12871-93*	Химический состав приближенно соответствует теоретической формуле 3MgO-2SiO2-2H2O. Т.пл. 1450-1500°С, термостойкость (потеря конституционной воды и прочности) при длительном постоянном нагреве 500°С, при кратковременном нагреве 700°С, щелочестойкость высокая, содержание растворимых веществ в 25%-ой КОН при кипячении 4 ч ≤5%, кислотостойкость слабая.
Шлифовальная пыль	ТУ-38.3146-78	Отход производства завода асбестотехнических изделий. Насыпная плотность 0,4-0,6 г/см3. Получается при шлифовке автоформованных деталей, состоящих из смеси вулканизованного каучука, асбеста, барита, сурика железного, глинозема, графита скрытокристаллического и др. Химический состав, мас.%: бутадиеновый каучук 14,0-16,3; окись железа 1,2-11,6; окись магния 4,0-19,7; окись цинка 0,4-3,1; двуокись цинка 0,4-3,1; двуокись кремния 4,0-5,5; сера 1,0-2,2; сажа 15-23; ацетоновый экстракт (твердый остаток) после выпаривания ацетона, используемого в технологическом
		процессе производства автоформованных деталей. 1,4-2,6; сернокислый барий 16,0-59. Массовая доля фракции размером <0,25 мм ≥95%, >1 мм ≤1%.
N,N′-Дифенилпарафенилен-диамин (технический ди-афен ФФ-Т)	ТУ 6-14-10-173-85	Предназначен в качестве антиоксиданта для каучука СКИ-3.Внешний вид - паста черного цвета, массовая доля. %: вторичные амины ≥6,6: примеси нерастворимые в спирто-толуольной смеси ≤7,0; зола ≤8,5; летучие вещества и вода ≤50; фракции размером ≤0,8 мм ≥75. фракция размером >2,0 мм отсутствует.
Кубовый остаток синтетических жирных кислот (марки Б)	ОСТ 38.01182-80	Кубовый остаток синтетически жирных кислот получается в результате реактификации или кубовой дистилляции сырых жирных кислот. Кубовый остаток представляет собой смесь высших жирных кислот C21 и выше, в основном насыщенных монокарболовых, а также неомыляемых веществ и смолистых продуктов конденсации и полимеризации. Кислотное число 70-90 мг; массовая доля жирных кислот не менее 77 мас.%; массовая доля воды не более 0,5 мас.%, температура воспламенения 270°С; температура самовоспламенения 290°С.
Сера техническая (окись серы)	ГОСТ 127-76* Е	Вулканизирующая добавка
Нафтам-2	ГОСТ 39-79* Е	Противоокислитель - противостаритель
Тиурам Д	ГОСТ 740-76** Е	Стабилизатор

Из представленных в табл.2-3 данных следует, что предлагаемый состав герметика, преимущественно для заделки стыков и деформационных швов монолитных и сборных бетонных и железобетонных противофильтрационных облицовок каналов и водоемов, обладает более высокими показателями физико-механических свойств по сравнению с известным составом герметика (прототипом).

Таким образом, результаты исследований (см. табл.2) свидетельствуют о том, что по предлагаемому изобретению достигается указанный технический результат, а именно: повышение относительного удлинения при растяжении и теплостойкости герметика, снижение его водопоглощения по сравнению с известным герметиком (прототипом).

1. Герметик преимущественно для заделки стыков и деформационных швов монолитных и сборных бетонных и железобетонных противофильтрационных облицовок каналов и водоемов, включающий битум и этиленпропиленовый каучук, отличающийся тем, что он дополнительно содержит лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена, асбест хризотиловый, шлифовальную пыль-отход производства асбестотехнических изделий, кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера) при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

битум	5-30
этиленпропиленовый каучук	5-15
лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена	20-75
кубовый остаток колонны ректификации
возвратной изопентан-изопреновой фракции при
производстве изопренового каучука на основе
изопренового олигомера с мол. массой 200-300
(толуольный раствор изопренового олигомера)	5-20
асбест хризотиловый	5-10
шлифовальную пыль-отход производства асбестотехнических изделий	5-10

2. Герметик по п.1, отличающийся тем, что при содержании в нем битума свыше 20 мас.%. в состав герметика дополнительно вводят N,N′-дифенилпарафенилендиамин технический (диафен ФФ-Т) в количестве 0,3-0,5 мас.%.

3. Герметик по п.1, отличающийся тем, что при содержании в нем битума свыше 20 мас.%. в состав герметика дополнительно вводят противостаритель - нафтам-2 в количестве 0,3-0,5 мас.%. и стабилизатор - тиурам Д в количестве 0,3-0,5 мас.%.

4. Герметик по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит вулканизирующую добавку - серу техническую (окись серы) в количестве 0,8-1,0 мас.%.

5. Герметик по п.1, отличающийся тем, что в его составе дополнительно включен кубовый остаток синтетических жирных кислот марки Б в количестве 0,8-1,2 мас.%.