Прогнозирование долговечности кровельных битумно-полимерных композитов

• Автор: Долженкова, Марина Валентиновна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Введение.

1 Кровельные материалы на основе битумов

1.1 Битумы и их основные свойства.

1.2 Способы модификации битумов

1.2.1 Выбором и совершенствованием технологии производства

1.2.2 Физикохимической обработкой.

1.2.3 Введением активных добавок

1.3 Основные виды мягких кровельных материалов

1.3.1 Битумы в производстве кровли

1.3.2 Битумные композиты на картонной основе рубероиды

1.3.3 Стеклонаполненные битумнополимерные кровли

1.3.4 Битумные композиты на основе фольги и слюдобумаги
1.4 Применение и основные эксплуатационные свойства рулонных кровельных материалов
1.5 О долговечности рулонных кровельных материалов.
Выводы по главе 1.
2 Объекты, установки, приборы и приспособления для исследований, способы обработки экспериметальных результатов.
2.1 Объекты исследований
2.2 Изготовление образцов.
2.3 Выбор внешних эксплуатационных факторов.
2.4 Установки для механических испытаний
2.4.1 Стенд для испытаний на одноосное растяжение
2.4.2 Установка для испытаний на одноосный срез
2.4.3 Установка для испытаний на сжатие
2.4.4 Установка для испытаний на пенетрацию
2.5 Приспособления для испытания битумных кровельных
материалов на водопоглощение и адгезию
2.6 Прибор для определения коэффициента линейного термического расширения
2.7 Способы получения и обработки экспериментальных результатов
2.7.1 Обработка результатов физикомеханических испытаний кровельных материалов.
2.7.2 Определение долговечности при разрушении и деформации битумных композитов.
2.7.3 Расчет термофлукционных констант при длительных механических испытаниях .
2.7.4 Определение коэффициентов уравнения Аррениуса
методом графоаналитического дифференцирования
2.7.5 Статистическая обработка экспериментальных результатов
2.7.6 Проверка нормальности распределения экспериментальных результатов.
2.7.7 Математическое планирование эксперимента для определения механической долговечности битумных композитов
Выводы по главе 2
3 Закономерности разрушения и деформирования кровельных
битумных композитов
3.1 Термофлуктуационная концепция механического поведения органических строительных материалов
3.2 Влияние нагрузки и температуры на долговечность
время до разрушения битумной кровли
3.3 Влияние вида нагружения на долговечность кровельных
битумных композитов
3.4 Влияние температуры и нагрузки на закономерности разрушения и долговечность битумнополимерной кровли марки стеклобит
3.5 Определение предельного времени теплового старения
битумной кровли.
3.6 Закономерности деформирования кровельных битумнополимерных композитов при сжатии
3.7 Закономерности длительной иенетрации кровельных битумнополимерных композитов
Выводы но главе 3.
4 Влияние физикохимических факторов внешней среды
на долговечность кровельных битумных композитов
4.1 Влияние УФоблучения на прочность и долговечность
битумных кровель.
4.2 Влияние жидких агрессивных сред на прочность и долговечность битумных кровель
4.3 Влияние циклических температурновлажностных воздействий
на механические характеристики битумной кровли
4.4 Исследование адгезионной прочности соединений битумной кровли
с конструкциями покрытия.
4.5 Влияние состава на коэффициент линейного термического расширения кровельных битумных композитов
Выводы по главе 4 .
5 Прогнозирование долговечности битумных композитов в кровле
зданий с учетом конкретных условий эксплуатации
5.1 Оценка качества битумной кровли по изменению
прочностных и деформационных характеристик
5.2 Определение долговечности битумных композитов в конструкциях кровли различных зданий. Практические предложения но выбору
марки битумной кровли
5.3 Определение долговечности с помощью диаграмм.
5.4 Экспрессметод прогнозирования долговечности битумных кровель 3 Выводы по главе 5
Основные выводы.
Список использованных источников


Водостойкость характеризуется содержанием водорастворимых соединений в битуме не более 0,2. Коэффициент объемного теплового расширения при С находится в пределах от 5 до С1,причем чем выше вязкость битума тем больше коэффициент теплового расширения. Удельная теплоемкость практически одинакова для всех битумов. Она увеличивается на 3, . С для битумов различной консистенции. Коэффициент теплопроводности для всех битумов практически одинаков и незначительно уменьшается с ростом температуры. Устойчивость при нагревании характеризуется потерей массы пробы битума при 0 С в течение 5 часов не более 1 и температурой вспышки 0. С в зависимости от марки. Адгезия прилипание связана с образованием двойного электрического поля на поверхности раздела пленки битума и материала конструкции. Она также характеризуется поверхностным натяжением на границе их раздела и представляет собой работу, затрачиваемую на отделение битума от материала конструкций. Адгезия битума к смоченной водой поверхности незначительна. С повышением температуры сила прилипания с различными материалами увеличивается. При этом сила слипания битума с битумом возрастает значительно больше, чем битума с конструкционными материалами. Физикохимические свойства битумов связаны с процессами течения, старения и их поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение биту
мов при температуре . С составляет . Джсм . От содержания поверхностноактивных полярных компонентов в органическом вяжущем зависит смачивающая способность вяжущего и его сцепление с различными материалами порошкообразными наполнителями, мелким и крупным заполнителем. Старение сопровождается повышением хрупкости и снижением гидрофобности ускоряется под действием солнечного света и кислорода воздуха вследствие возрастания количества твердых хрупких составляющих за счет уменьшения смолистых веществ и масел 2, . Основными показателями, определяемыми при исследовании реологических свойств битумов, являются вязкость и деформагивные характеристики модуль упругости, модуль деформации и др Поведение битумов под действием внешних деформирующих сил определяется комплексом механических свойств, которые можно изучить, руководствуясь работами Ребиндера П. А. и его школы . К этим свойствам относятся вязкость, упругость, пластичность, хрупкость, усталость изменение свойств под воздействием нагрузки, ползучесть и прочность 1, 2. Наиболее важным свойством битумов и битумных материалов является их химическая стойкость к действию агрессивных веществ, вызывающих коррозию цементных бетонов, металлов и других строительных материалов. Менее стойки битумы в атмосфере, содержащей окислы азота, а также при действии концентрированных растворов кислот особенно окисляющих 2, . Битумы являются термопластичными материалами и их механические свойства изменяются в широких пределах, при переходе от жидкого состояния в условиях высоких температур до твердого состояния при низких температурах. Под воздействием нагрузок в битумах возникают одновременно обратимые упругие и необратимые пластические составляющие деформации. Поэтому битумы следует рассматривать как тела различной степени пластичности. В связи с тем, что развитие обратимых и необратимых деформаций подчиняется разным законам, проявляющимся в различных соотношениях в зависимости от условий деформирования, общая картина поведения битумов может быть весьма сложной. Теория деформирования материалов различной степени пластичности, занимающих промежуточное положение между твердыми телами и жидкостями, находится еще в стадии формирования, встречаются расхождения в терминологии нет единого подхода, охватывающего весь спектр реологических свойств. Таким образом, для битума, в отличие от минеральных вяжущих, характерны гидрофобность, атмосферостойкость, растворимость в органических растворителях, повышенная деформативность, способность размягчаться при нагревании вплоть до полного расплавления. Эти свойства и обусловили их применение для производства кровельных, гидроизоляционных и антикоррозийных материалов, а также их широкое распространение в гидротехническом и дорожном строительстве 2.