1

13. Градежни малтери Под градежен малтер се подразбира материјал кој се добива со

стврднување на хомогенизирана смеса од ситен агрегат и некое неорганско врзно средство, вода и додатоци.

Малтерите се композити материјали кои спаѓаат во групата на вештачки камени материјали. Тие се едни од најстарите градежни материјали кои наоѓаат многу широка примена во градежништвото. Се употребуваат за:

(1) ѕидање на сите ѕидови во камен, тули, блокови, разни видови на плочи од лесен и обичен бетон;

(2) малтерисување на внатрешни и надворешни ѕидови во еден или повеќе слоеви;

(3) изработка на подлоги и кошулки за подови; (4) како спојно средство при обложување на ѕидовите и подовите со

керамички плочки; Во поново време се користат и како материјали за: (1) заливање на спојувањата, дилатациите на елементи од монтажни

бетонски конструкции; (2) инектирање на шуплини и пукнатини во карпести маси, во тлото и во

бетонските конструкции. (3) исполнување на каналите за каблите во преднапрегнатите

конструкции. Во зависност од видот на полнилото - агрегатот малтерите се делат на: Ø лесни малтери со волуменска маса во стврдната состојба до 1500kg/m3; Ø обични малтери со волуменска маса од 1800÷2200 kg/m3.

Во зависност од намената малтерите се делат на: (1) малтери за ѕидање; (2) малтери за малтерисување; (3) малтери за ињектирање; (4) декоративни малтери.

13.1. Припремање на малтерите

Малтерските мешавини, како композитен материјал составен од врзиво, агрегат, вода и додатоци, може да се добијат на два начина:

(1) со мешање на сите компоненти на градилиште, или (2) како суви малтери, сува мешавина од врзиво и додатоци која се

припрема во фабрика, а на лице место, на градилиште, само се меша со пропишаната количина на вода.

Сувите малтери се испорачуваат во вреќи под различни комерцијални имиња. Поради едноставноста на употребата во последно време имаат

2

поголема примена бидејќи обезбедуваат стандарден квалитет на стврднатиот малтер.

Малтерите се припремаат рачно или машински во специјални мешалки каде со мешањето се обезбедува хомогенизирање на мешавината од составните компоненти. Хомогеноста се препознава по едноличноста на бојата, составот и пластичноста.

Во практиката, при припремањето на малтерите во последно време се користи дозирање на компонентите според масата. Во прв ред тоа се однесува на врзивото и додатоците, адитивите. Температурата на водата за припремање на малтерите може да изнесува најмногу 80ºC, а на песокот најмногу до 40ºC.

Времето на мешање се одредува врз основа на видот на малтерот и типот на мешалката. Кај обичните малтери мешањето трае 1,5÷2,5 минути, кај лесните малтери тоа изнесува 2,5÷3,5 минути.

13.2 Материјали за изработка на малтерските мешавини

(1) Врзива При припремањето на малтерите од посебна важност е да се избере

погодното врзиво. За таа цел обично се користи: (1) цемент; (2) вар; (3) гипс. Малтерите може да се припремаат со едно врзиво, т.н. прости малтери, или

комбинација на повеќе врзива, најчесто две, и таквите мешавини се сложени малтери.

Според врзивото секој од малтерите го носи и соодветното име: цементен малтер, варов малтер, гипсов малтер, продолжен малтер, или вар-цементен малтер или вар-гипсен малтер.

Во цементните малтери се користи 10÷20% од вкупното количество на цемент што се користи во градежништвото.

(2) Агрегат Значајна компонента во составот на секој малтер е агрегатот, или

полнилата. Затоа, при проектирањето на мешавините треба да се обрне посебно внимание на адекватниот избор на истиот, бидејќи со тоа ќе се влијае и на карактеристиките на малтерот. Во зависност од потеклото на полнилата можна е следната поделба:

§ Неоргански полнила: природен песок, речен или мајдански, дробен песок, пуцоланска земја, експандирана глина-керамезит, разни врсти згура, летечка пепел, и др.

§ Органски полнила: струготини од дрва, ситнеж од плута, гранули од експандиран полистирен (стиропор), и др.

Најширока примена во градежништвото имаат малтерите за ѕидање и за малтерисување кои се припремаат со природен или дробен песок со соодветен гранулометриски состав. Гранулометрискиот состав го покажува меѓусебниот однос на одделни категории зрна во склоп на агрегатот. Гранулометрискиот состав се добива со постапката на просејување при што се користи одреден број сита, т.н. гарнитура со однапред определена големина на отворите di (i=0,1,2 ... n), Сл. 13.1 (а). Големината на отворите на ситата се

3

намалуваат одејќи кон долу. Вкупната маса А (kg) на потполно сувиот агрегат се просејува со истурање од горе на ситото со максимална големина на отворот dn и потоа целата гарнитура се протресува при што доаѓа до просејување. После точно определено време на просејување, со мерење се утврдува масата на агрегатот ai што се задржала на одделните сита со дијаметар di, т.н. делумен остаток во (kg) со чија помош може да се определи и кумулативниот (полниот) остаток на одделните сита Oi.

Сл. 13.1 Гранулометриски состав, (а) гарнитура на лабораториски сита просејување,

(б) гранулометриска крива на просејуваниот агрегат

На пример, кумулативниот остаток на ситото со отвор di е еднаков на збирот на делумните остатоци на ситата што се над него, односно:

100aOn

ikki ⋅= ∑

=

(%)

Процентуалната вредност на овој остаток за ситото di во однос на вкупната маса А на просејуваниот агрегат е дефиниран со изразот:

100AOp i

i = [%] , 100aA1p

n

ikki ⋅= ∑

=

(%)

При изборот на ситата максималниот отвор dn се бира така што низ него да минува целокупната количина А на агрегатот што значи дека делумниот остаток an=0, т.е. процентот на минување на материјалот низ ова сито е Yn=100%. Тогаш процентот на минување на материјалот низ произволно сито со отвори di е дефиниран со релацијата:

[%]p100[%]Y ii −= 100aA11100

AO1Y

n

ikk

ii

−=

−= ∑

=

( % )

Ако во еден правоаголен координатен систем на апцисната оска се нанесат отворите на ситата, односно големината на зрната на агрегатот d(mm), а на ординатната оска процентот на минување на материјалот низ одделните сита Yi(%) се добива гранулометриската крива на испитуваниот агрегат, Сл. 13.1 (б).

(а) (б)

4

Посебно треба да се нагласи дека методот на просејување може да се примени само за зрна со најмала големина од 0,04 - 0,05 mm што претставува и граница до која ситата и практично може да се изработат.

Во градежната практика најчесто се користат сита со квадратни отвори: плетени мрежи бушени отвори

0.063; 0.125; 0.25; 0.5; 1.0; 2.0; 4.0; 8; 16; 31.5; 63; 125; 300 mm

или 1)1i(

i d2d −= , каде d1 е првиот отвор во низот.

Според нашите стандарди, за малтерите за ѕидање се препорачува гранулометриската крива на избраниот природен или дробен агрегат да се наоѓа во шрафираното подрачје на соодветните d-Y дијаграми прикажани на Сл. 13.2.

Сл. 13.2 Подрачје на препорачани гранулометриски криви за природен и дробен агрегат

за малтери за малтерисување Песокот за малтерисување на основниот слој може да има најкрупно зрно

до 5 mm, додека максимално зрно за завршниот слој може да биде 3 mm. Агрегатот за малтерите за ѕидање и малтерисување треба да задоволи и

некои услови во однос на содржина на штетни примеси, глинени компоненти и органски материи. На пример, во речниот песок смее да има најмногу 1% грутчиња од глина, во мајданскиот песок оваа граница е 1.5%. Исто така ограничено е и максималното присуство на честички што минуваат низ сито со отвори од 0.09mm и 0.02mm, и тоа:

отвор: 0.09mm 0.02mm • за песок за ѕидање 15% 5%

• за песок за малтерисување 10% 2% Ограничувањето на присуството на глинените и многу ситните честички во

песокот е битно, бидејќи истите заради големата специфична површина на зрната бараат многу поголема количина вода во процесот на врзување што условува влошување на физичко-механичките карактеристики на малтерот. Од друга страна, ако овие ситни честички ги обвиткаат зрната на агрегатот се

5

намалува атхезијата со врзивото што исто така неповолно влијае на особините на малтерската мешавина.

Во песокот за припремање на малтери постои ограничување на присуството на органските материи (до max 0.01%), на сулфатите, сулфидите, хлоридите, нитратот и нитритот, бидејќи тие во значајна мера може да го загрозат процесот на стврднување на врзивото.

Карактеристично е да се напомене дека сувите малтерски смеси се мешаат со сув песок со влажност до 1%.

(3) Вода Водата за припремање на малтерите не смее да содржи состојки кои може

да влезат во хемиска реакција со врзивото. Со прописите е утврдено дека за оваа намена може да се користи вода со PH фактор најмалку 4,5. Водата за малтерите мора да одговара на условите за квалитет според стандардот МКС У. М1. 058. Ова значи дека обичната вода за пиење може да се користи без претходни испитувања.

Потребната количината на вода зависи од видот и количината на врзивото, од типот на агрегатот и неговиот гранулометриски состав. Се прават обиди аналитички да се дефинира оптималната количина на вода за припрема на малтерската мешавина. На пример, потребната количина на вода за цементен малтер може да се пресмета со помош на емпирискиот образец на Фере:

W=0,235·C+0,23·F+0,09·M+0,03·G Каде е:

W - потребна количина на вода; C - потребна количина на цемент; F - количина на ситен песок (0÷0,5 mm); M - количина на песок со средна големина (0,5÷2 mm); G - количина на крупен песок (2÷5 mm).

(3) Додатоци - адитиви Малтерите главно се користат во тенки слоеви кои се нанесуваат на

подлогите без збивање. Обично, подлогите се од порозен материјал, (тули, лесен бетон и друго) кои многу брзо, капиларно извлекуваат определени количини вода од мешавините и на тој начин ја намалуваат нивната пластичност што директно влијае на обработливоста на малтерот и можноста за погодна вградливост. За таа цел при изработка на малтерите многу често се користат различни додатоци од неорганско и органско потекло, т.н. пластификатори кои и овозможуваат на смесата подолго време во себе да ја задржи водата, обезбедувајќи на тој начин соодветна пластичност во текот на целото време на работа со неа.

Еден од најважните пластификатори на малтерите е варта која додадена во сложените малтери на база на цемент и гипс ( вар-цементен и вар-гипсов малтер) ја зголемува нивната обработливост и вградливост. Како пластификатор во цементниот малтер може да се употреби и згура, електрофилтерски пепел, камено брашно и друго.

6

Освен овие неоргански, постојат и органски пластификатори кои се дозираат во проценти во однос на масата на врзивото. Во зависност од намената и условите во кои ќе се вградува малтерската

мешавина, можно е да се користат и други адитиви:

• додатоци за забавување на процесот на врзување;

• “антифриз” додатоци кои ја намалуваат температурата на смрзнување на мешавината што овозможува работа при ниски температури и до (-)10 ºC;

• додатоци за намалување на водопропустливоста Како додатоци во малтерот може да се употребуваат и различни бои,

посебно при малтерисувањето на завршните видливи слоеви. Боите треба да бидат постојани, да не влегуваат во реакција со врзивото, и да не влијаат негативно на процесот на стврднување.

13.3. Видови малтери

13.3.1. Поделба според видот на врзивото

(1) Варов малтер Се применува за ѕидање и внатршно малтерисување на ѕидови од тула,

камен, разни блокови и друго. Се добива со мешање на хидратантна вар (гасена вар), песок и вода. Во зависност од бараните својства на стврднатиот малтер волуменските односи меѓу вар:песок варира од 1:1 до 1:4. Количината на вода за припремање на малтерот е во функција од бараната конзистенција на мешавината што ќе обезбеди оптимална обработливост и вградливост. Ориентационо количините на материјалите потребни за припремање на 1m3 варов малтер за различни волуменски односи на компонентите се презентирани во Табела13.1:

Табела 13.1 Потребна количина на компонентите за 1m3 варов малтер

Материјал (m3)

1:1 1:2 1:3 1:4

Врзиво-вар 0,55 0,4 0,31 0,256

Песок 0,55 0,8 0,93 1,024

Вода 0,14 0,16 0,18 0,20

За практични потреби, количината на негасена вар во kg за 1m3 малтер со доволна точност ќе се определи ако вредностите за волуменската застапеност на гасената вар (варна каша со стандардна конзистенција) во горната табела се помножи со 450.

Кога се проектира составот на варовиот малтер треба да води сметка дека специфичната маса на гасента вар е 2000-2300kg/m3, додека волуменската маса на гасената вар во прав

7

• во растресита состојба 400-450 kg/m3

• во збиена состојба 650-750 kg/m3. Варовиот малтер има мала јакост, споро врзува и стврднувањето не е

рамномерно по целата маса, не е отпорен на вода и под дејство на водата многу брзо пропаѓа.

За да се подобри отпорноста на малтерот на вода се прави комбинација на вар-пуцолан или вар-пуцолан-песок, т.н. пуцолански малтер кој е многу постојан во влажни услови, во услови кога е изложен непосредно на дејство на вода, па дури и на морска вода.

Размерот на мешање на компонентите хидратантна вар-пуцолан по масата на варта изнесува 1:3 до 1:4, а додека при мешавината хидратантна вар-пуцолан - песок е 1:2:9.

(2) Цементен малтер

Претставува комбинација на цемент, песок и вода. Волуменскиот размер на мешање цемент-песок се движи од 1:1 до 1:4, а вода се додава по потреба во зависност од проектираната конзистенција. Многу често, за различни видови ињектирање се користи мешавина само од цемент и вода со водоцементен фактор помеѓу 0,4 и 0,5.

Цементниот малтер се употрбува за ѕидање и малтерисување на ѕидови од различен материјал, за изработка на кошулки и подлоги за подови и хидроизолации, за ињектирање и друго. Тој е многу постојан и траен при нормални услови на експлоатација и има значително поголема механичка јакост од варовиот малтер.

Волуменскиот однос на компонентите за припремање на 1m3 цементен малтер се дадени во Табела 13.2.

Табела 13.2 Потребна количина на компонентите за 1m3 цементен малтер

Материјал (m3) 1:1 1:2 1:3 1:4

Цемент 0,665 0,45 0,336 0,268

Песок 0,665 0,9 1,008 1,023

Вода 0,43 0,4 0,35 0,33

(3) Гипсен малтер Под гипсен малтер се подразбира или само мешавина гипс-вода, т.н.

гипсена каша, или мешавина гипс - вода - агрегат. Ако се припрема мешавина само од гипс и вода тогаш гипсот се истура во водата, внимателно се меша, и вака припремената каша мора веднаш да се употреби заради тоа што гипсот многу брзо почнува да врзува. За оваа мешавина обично се користи 80% вода во однос на масата на гипсот.

На мешавината гипс - вода може да се додаде песок, мермер во зрна или во прав, различни адитиви, бои и друго.

8

Гипсениот малтер се употребува за внатрешно малтерисување, не се употребува за надворешни работи бидејќи гипсот не е постојан во влажна средина.

(4) Продолжен малтер / вар – цементен малтер

Се добива со мешање на цемент - вар - песок - вода во соодветен волуменски однос:

Цемент : вар : песок = 1 : 1 : 5, 1 : 2 : 5, 1 : 1 : 6, 1 : 2 : 6. Заради присуството на вар овој малтер има подобра обработливост од

цементниот малтер. Се користи за ѕидање и малтерисување на внатрешни и надворешни ѕидови од различни материјали. Количината на вода зависи од конзистенцијата на малтерот. За 1м3 готов продолжен малтер во размер 1:1:5 и 1:2:5, потребно е соодветно:

цемент 270 kg; вар 0,190 m3; песок 0,950 m3; вода 0,28 m3, цемент 230 kg; вар 0,330 m3; песок 0,820 m3; вода 0,28 m3.

(5) Гипс - варов малтер

Претставува мешавина на гипс, вар, песок и вода со ориентациони вредности на компонентите за стандардизирани односи на врзивата и агрегатот гипс : вар : песок, презентирани во Табела 13.3. Се забележува дека гипсот се дозира во тежински однос а останатите компоненти во волумнски односи.

Варта во овој состав е пластификатор. При припремањето на мешавината најпрво се мешаат варта, песокот и водата, а потоа на крајот, непосредно пред употребата се додава гипсот.

Овој малтер не е погоден за малтерисување на надворешни ѕидови ниту пак за ѕидање на ѕидови изложени на влага.

Табела 13.3 Потребна количина на компонентите за 1m3 гипс-варов малтер

Материјал 1:3:9 1:2:6 1:1:5 1:1,5:3

Гипс (kg) 100 150 190 250

Варова каша (m3) 0,300 0,300 0,190 0,370

Песок (m3) 0,900 0,900 0,950 0,750

Вода (m3) 0,250 0,200 0,250 0,300

9

13.3.2. Поделба според намената

(1) Малтери за малтерисување

Главно се користат за внатрешно и надворешно малерисување. При релативна влажност на воздухот од 60% за внатрешно малтерисување се употребува варов малтер, гипсен малтер, вар-гипсен малтер и вар-пуцолански малтер.

• Според начинот на припремање малтерите за малтерисување се делат на:

ü монолитни или водени малтери, ü суви малтери.

Монолитниот малтер е слој на малтер што се нанесува на површината на некој друг материјал, внимателно израмнет и стврднат на самиот градежен објект.

Сувиот малтер претставува тенки листови веќе претходно стврднат малтер кој за површината на ѕидот се прицврстува со помош на лепак или со метални котви.

• Според намената се делат на:

ü обични, градежни малтери за обработка на надворешни и внатрешни ѕидови кои обично после стврднувањето се варосуваат или молерисуваат - се бојат;

ü декоративни малтери кои содржат и боја, служат за обработка на надворешните и внатрешните ѕидни површини кои после стврднувањето не се бојат;

ü специјални малтери - се употребуваат за хидроизолација, како заштита од рентгентско зрачење и друго.

• Според положбата на ѕидот се делат на:

ü малтери за основен слој кој се нанесува како подлога непосредно на ѕидот, со најголемо зрно на агрегатот од 4мм;

ü малтер за завршен слој, т.е. за фино малтерисување кој се нанесува преку основниот слој и обезбедува рамна и глатка површина, со најголемо зрно од од 2мм.

(2) Малтери за ѕидање

За ѕидање на ѕидови од камен и ѕидови од тули главно се користат воздушни, хидраулични и сложени малтери.

Воздушните, т.е. варовите малтери имаат добра обработливост и моќ на прилепување на површината на каменот и тулата, и може да се употребуваат само во суви услови на врзување и стврднување.

Хидрауличниот малтер (цементен малтер) се употребува за ѕидање на подземни конструкции или конструкции во вода. За камена ѕидарија, за камен со неправилен облик се користи песок со големина на зрната од 5 mm, а за плочи и камен со правилен геометриски облик до 2,5 mm. За да се зголеми

10

пластичноста на малтерот се додаваат адитиви, пластификатори, соединенија кои ја намалуваат потребната количина на вода и ја зголемуваат отпорноста на мраз. Сложените малтери, т.е. продолжниот малтер се користи за ѕидање во влажни услови при што содржината на цементот не смее да биде помала од 100 kg на 1m3 малтер. (3) Малтери за инјектирање.

Составот на овие малтери зависи од повеќе фактори: предметот на инјектирање, геометриските карактеристики на просторот што се инјектира, начинот на инјектирање и друго.

За инјектирање обично се користат мешавина на цемент и вода со или без додатоци на агрегат. Како агрегат се користи: кварцен песок, иситнет варовник, каменесто брашно, пуцолан и сл. Потребната количина на вода зависи од условите на флуидност на мешавината. Се додаваат адитиви за зголемување на отпорноста на мраз.

Најчесто се користи за заптивање на спојници, канали за кабли во претходно-напрегнатите конструкции, за исполнување на пукнатини во бетонот, почвите и друго.

(4) Малтери за специјална намена

Во оваа група на малтери спаѓаат: Ø декоративни малтери; Ø малтери за хидроизолација; Ø термоизолациони малтери; Ø малтери за звучна заштита Ø малтери за заштита од зрачење Ø малтери за заштита од пожар Ø малтери за санација , или т.н. репаратурни малтери

Ø Декоративни малтери

Во оваа група на малтери од посебно значење се малтерите за обработка на фасади, т.н. фасадни малтери. Тоа се композитни материјали со најразличен состав. Главно, во минатото и денеска, како врзни средства во овие малтери се користи комбинација од градежна вар и цемент.

Фасадните малтери се нанесуваат на ѕидови изведени од различни елементи за ѕидање или на бетонски ѕидови. Малтерисувањето се врши во слоеви, и тоа најмалку во 2 слоја, најчесто во три слоја, а во зависност од типот на фасадата можно е бројот на слоевите да биде и поголем. Првиот слој вообичаено се нафрлува на ѕидната површина во дебелина од 5мм и е познат под името “шприц малтер”. Тој по правило претставува течна мешавина на песок (обично 0/2мм) и цемент во размер 1:1 (се користи 400-600 кг цемент за секој 1м3 песок). Понекогаш, за да се намали впивањето на вода од страна на

11

подлогата зависно од материјалот од кој е изведен ѕидот, како врзиво во првиот слој се користи и мешавина од цемент и вар во однос 6:1 до 8:1.

Вториот слој на малтерот за обработка на фасадите, вообичаено е продолжен малтер со поголема дебелина од 1.5-2.0см со различен однос на цемент:вар:песок: 1:1:5; 1:2:5; 1:1:6, 1:2:6 при што цементот е застапен со 150-300 кг/м3 малтер.

Завршните слоеви на фасадните малтери треба да задоволат и одредени естетски барања и најчесто се приготвуваат како обоени и спаѓаат во категоријата на племенити малтери. Се користат мешавини со различити врсти на агрегат, така што бојата и големината на зрната ќе имаат пресудна улога во постигнувањето на бараниот визуелен изглед. Еден од таквите племенити малтери е т.н. “терабона” малтер, кој најчесто е компониран во следен состав:

цемент:вар:агрегат=1:3:9 или цемент:вар:агрегат=2:3:9

при што може да се користи обичен или бел цемент; агрегат од мешавина на камено брашно, декоративна дробина и мали количини на шљунак со големина на зрната од 1мм; во смесата се додава евентуално и саканата боја. После нанесувањето на овој слој од малтер, додека е во свежа состојба се пристапува кон завршна обработка со цел да се оствари саканата рапавост. Ова се постигнува со примена на различни гладалки кои при гладењето на површината ги повлекуваат со себе и крупните зрна на агрегатот создавајќи бразди со што се добива и саканиот ефект на рапавост на фасадната површина.

Во поново време како декоративни фасадни малтери се користат и полимер модифицирани цементни малтери, т.е. цементните малтери со додаток на полимери. Најчесто како додаток се применува водена дисперзија на поливинилацетат (ПВА). За постигнување на соодветни визуелни ефекти се применуваат различни видови агрегат и различни начини на завршна обработка. Ако овие малтери се негуваат на воздух, тогаш може да постигнат и 4 пати поголема јакост на свиткување, а преку 2 пати поголема јакост на притисок во споредба со истите малтери припремени без наведениот додаток. Исто така заради присуството на полимерот модифицираните малтери имаат помали волуменски деформации, не пукаат, многу малку впиваат вода така што се по отпорни на дејство на мраз и имаат многу поголема моќ на прилепување, адхезија на подлогата на која се нанесуваат.

Освен овие класични малтерски мешавини, денеска широка примена имаат и фабрички припремени малтерски мешави, т.н суви фасадни малтери кои се јавуваат под различни трговски-маркетинг имиња. Најчесто тоа се тенкослојни малтери за завршна обработка кои влегуваат во склоп на специјални системи на фасади: “ДЕМИТ”, “СТИРОТЕРМ”, “СТО”, “АДИНГТЕРМ”, и др.

Во групата на декоративни малтери може да се придружат и т.н. терацо мешавини со чија обработка се добива ефект на вештачки камен. Служат за обложување на подови, ѕидови, скалишни простори и др. Бараните ефекти се постигнуваат на тој начин што во цементниот малтер се додава декоративен агрегат со одредена големина на зрната и саканата боја. Се нанесува во слој од 2-3см на претходно обработена доволно рамна, најчесто бетонска површина. После стврднувањето на терацо малтерот, површината се бруси, т.е се глади со специјални машини и се мие така што се открива структурата на вештачкиот камен. Во зависност од големината на зрната на агрегатот, терацо

12

подот може да биде: ситнозрнест-со големина на зрна од 2мм; среднозрнест со агрегат од 3-4мм; крупнозрнест со зрна 5-6мм. Малтерската мешавина може да биде составена на различни начини. Подолу е даден пример на една од возможните рецептури за терацо под со количините на составните компоненти за 1м2 површина и 1см дебелина на слојот: 8 кг бел цемент; 2кг камено брашно; 16кг декоративен камен-дробен мермер, гранит, и др.; 5кг вода; евентуално може да се додаде пигмент-150гр.

Ø Малтери за хидроизолација.

За приготвување на овие малтери се употребува цемент од повисока класа, песок, вода и адитиви за зголемување на водонепропустливоста, т.н. хидрофоби. Песокот треба да е чист, гранулиран, со големина на зрната до 3мм, а присуството на зрната од 0,25мм треба да изнесува околу 20%. Размерот на мешање е цемент:песок=1:2 до 1:3. Дозирањето на адитивите е по маса на врзиото според пропишаните количини на производителот. За да се обезбеди потребната водонепропустливост, обично овие малтери се нанесуваат во неколку слоеви со вкупна дебелина од 3-4см на вертикални површини, а 3-5см на хоризонтални површини. Првиот слој по правило секогаш е шприц-малтер со дебелина од 0,5см. Потоа се нанесесуваат уште два слоја: еден слој од цементен малтер со однос цемент:песок=1:3 со дебелина од 1,5cm, и завршен слој со дебелина 0,5 cm со однос на цемент:песок од (1:1)÷(1:2).

Заштитата од продирањето на водата може да се оствари со примена на полимер-модифицирани цементни малтери. Како полимери најчесто се користат полимерните латекси, од кои најширока примена има каучукот н база на бутадиенстирен. Дозирањето на полимерот е до 10% во однос на масата на цементот. Односот на мешање цемент:песок = (1:1)÷(1:3). Малтерот се нанесува со дебелина од 1,5-2,5 см на претходно припремена подлога која е премачкана со предпремачкувач (цементен малтер со зрна до 2мм, во размер 1:1 до 1:2) кој се подготвува со поголема количина на дисперзијата и вода која ќе обезбеди таква конзистенција за да може овој слој да се нанесува со тврда четка. Вообичаено, ваквите малтери се водени дисперзни системи кои се користат како готови фабрички производи, и затоа треба строго да се почитуваат упатствата за мешање и начинот на вградување кои ги пропичува производителот.

Во поново време како хидроизолациони малтери се користат различни видови полимерни малтери кои се нанесуваат во тенки слоеви, обично до d=6мм. Искуството покажало дека најдобра заштита се постигнува ако како полимерно врзиво се користи епокситна смола. Агрегатот треба да има максимално зрно со големина D=d/3mm, односно агрегат од кварцно брашно и кварцен песок со max зрно од 2мм. Малтерот се нанесува на цврсти и рамни подлоги (бетон, цементен малтер за израмнување) кои се премачкани со чист полимер-епокситна смола, за да се обезбеди подобра атхезија на малтерот и подлогата.

За хидроизолациони малтери изложени на дејство на агресивна средина се користи сулфатно отпорен цемент или некој друг цемент отпорен на хемиски агресии.

13

Ø Малтери за звучна изолација

Како врзно средство во овие малтери се користи портланд цемент, вар, гипс и смеси со каустичен магнезит. Овие малтери, генерално припаѓаат во групата на лесни малтери со волуменска маса од 600÷1200 kg/m3.

Како агрегат служи еднофрaкциски песок од згура, керамзит, перлит, вермикулит, експандиран полистирен, дробена тула и др., со големина на зрната од 2,5÷5 mm, при што максимално зрно е 4-5mm,

Малтерот за звучна изолација треба да има отворена порозност што се постигнува со правилен избор на врзното средство и гранулометрискиот состав на грегатот.

Ø Термоизолациони малтери

Во склоп на системите за термоизолација се применуваат и малтери кои се изработуваат од лесни агрегати. Денаска, најчесто како агрегат се користат гранули од експандиран полистирен при што се добива EPS малтер (обичен или микроармиран), или песок од перлит за т.н. перлитен термоизолазиски малтер.

За термоизолација на сендвич елементите се користи EPS малтерот, а перлитниот малтер се користи за малтерисување на ѕидни површини. Перлитниот малтер претставува мешавина од цемент и хидратантна вар, како врзиво, песок од перлит со зрна до 2мм, и вода. Многу често се додаваат и аеранти кои создаваат пори кои ја зголемуваат затворената порозност на малтерот и ја подобруваат неговата термоизолациска моќ. Овој малтер се нанесува на ѕидната површина во два слоја со вкупна дебелина од 4см. Подлогата од бетон или од керамички производи треба претходно да е наквасена со вода и потоа да се премачка со ретка мешавина од вар-цементно млеко.

Подолу е презентирана една од рецептурита за припремање на 1m3 перлитен малтер: цемент 100kg, песок од перлит 1m3, хидратантна -гасена вар 130 kg, вода 325-350l, аерант 2,5l. Овој малтер во свежа состојба има волуменска маса од 600kg/m3. Во сува, стврдната состојба ги има следните карактеристики: волуменска маса 350kg/m3, јакост на притисок 0,59 MPa, коефициент на спроведување на топлина λ=0,08W/m·0C. Ако со перлитниот малтер се малтерисуваат фасадни ѕидови, тогаш мора да биде заштитен со некој додатен малтерски слој. За ова може да се кристат и тенкослојните малтери кои се употребуваат за завршна обработка на фасадата во склоп на фасадните системи ДЕМИТ, СТИРОТЕРМ и др.

Ø Малтери за заштита од зрачење

Овој тип на малтери спаѓаат во категоријата на т.н. тешки малтери кои се користат како материјали за заштита од радиоактивно зрачење. Посебно е значајна нивната примена при обработката на ѕидовите и плафоните на рентген-кабинетите, кога се нанесуваат во неколку слоеви во зависност од саканото ниво на заштита. Во составот на овие малтери освен цементот како врзно средство се применуваат и т.н. “тешки” агрегати, најчесто ситнозрнест песок од барит со големина на зрната од 1-2мм, вода и одредени додатоци кои содржат лесни елементи: литиум, бор и др. Со примена на наведените

14

адитиви се придонесува за подобрување на заштитните особини на стврднатиот малтер преку присуството на врзаната вода во цементниот камен, како и онаа која влегува во хемискоит состав на агрегатот и на додатоците. Размерот на малтерската мешавина од овој тип е во однос: цемент:песок =1:2.5 до 1:5, со тоа што во свежата мешавина се додаваат и адитви од типот на пластификатори и суперпластификатори со кои се обезбедува и соодветната обработливост.

Волуменската маса на малтерот за заштита од зрачење најчесто се движи во границите од 2500-3000кг/м3.

Ø Малтери за заштита од пожар

Овие малтери се применуваат како облога на конструктивните елементи кои треба да се заштитат од делувањето на високите температури кои се развиваат при пожарите. Со повеќе испитување, а и од искуствата од веќе случени пожари, се дошло до констатација дека и со употребата на вообичаените малтери за малтерисување како варов, цементентен или продолжен малтер може да се обезбеди, во одредена мерка, зголемување на отпорноста на пожар особено ако се применети подебели слоеви на малтер. Меѓутоа многу подобри резултати се постигнуваат кога се користи алуминатен цемент. Најдобри резултати во однос на заштитата од пожар се постигнува со употреба на варов малтер во размер вар:кварцен песок=1:3 со додаток на 10% гипс.

Многу ефикасна противпожарна заштита на конструктивните елементи се обезбедува со примена на гипсот, било како додаток во варовот малтер или применет во чисто гипсените малтери во однос: гипс:агрегат=1:0 до 1:3. Ако овие малтери се применуваат во тенки слоеви секогаш треба да се армираат со мрежа од жица-рабиц мрежа.

Цементните малтери со полнила од лесен агрегат претставуваат, исто така ефикасна заштита од пожар. Вообичаено, како агрегат се користи содветно гранулирана згура од ложиштата на високите печки-шљака, дробена тула, “песок” или брашно од шамот, азбестни влакна или азбестно брашно, керамзит, перлит, вермикулит, и др.

Денеска многу голема примена имаат готовите, фабрички припремени малтери на цементна основа во кои како полнило се применуваат азбестни влакна или азбестно брашно. Тие се користат за противпожарна заштита на челични конструкции и се нанесуваат со прскање на елементите.

Ø Малтери за санација - репаратурни малтери

Репаратурните малтери најмногу се користат за санирање на површинските оштетувања на бетонските конструкции. Доколку ошетувањата се на мали длабочини, при прснатини од неколку милиметри до максимум од 10 мм, тогаш се применуваат епоксидни композити во вид на паста со полнило од камено брашно, и малтери во кои како агрегат се користи кварцен песок со големина на зрната од 1мм. Се препорачува овие материјали да не се користат локално, на мали површини, туку при санацијата да се опфати поголема површина која би била изложена на деструктивни оптоварувања. Најчесто, репаратурните малтери се произведуваат фабрички при што во декларацијата се пропишани и

15

условите на подготвување и техничките услови на примена, т.е начинот на вградување на истите.

За санирање на подлабоки површински оштетувања на бетонските конструктивни елементи, најчесто се користат полимер-модифицираните цементни малтери со полнило од адекватно гранулиран кварцен песок со големина на зрната до 4мм.

Во принцип, при примената на репаратурните малтери, посебно внимание се обрнува на обработката, т.е. припремата на површината што се санира со премачкување со претходни премази, т.н. прајмери неопходни за остварување на квалитетна врска помеѓу репаратурниот слој и основниот бетон.

Составот на градежните малтери што се користат во објекти со голема важност треба претходно да се испита лабораториски, а својстата за време на нанесувањето и вградувањето треба постојано да се контролираат.

За малтерите како и за бетонот треба да се приготви проект за малтерите кој ќе ги содржи неопходните податоци за нивниот состав, за технологијата на приготвување и нанесување, за условите на вградување и за контрола и оценка на својствата на градежните малтери.

13.4 Својства на малтерите

13.4.1 Конзистенција (пластичност) на малтерите- МКС Б. Ц8 042 / 1981

Под конзистенција се подразбира степенот на поврзаност на компонентите од малтерската мешавина, кој влијае на големината на внатрешното триење во масата.

Конзистенцијата е многу значајно својство на малтерите кое директно влијае на неговата обработливост. Обработливоста, всушност претставува способност на малтерската мешавина да се распостеле во тенок, хомоген слој преку одредена подлога. Бидејќи подлогите (на пример, тулите) не се никогаш идеално рамни конзистензијата на малтерот треба да овозможи што е можно порамномерна врска на малтерот со подлогата. Бидејќи јакоста и постојаноста на врската малтер-подлога во голема мерка зависи од остварената контактна површина, јасно е дека обработливоста на малтерот претставува многу значајна карактеристика.

Конзистенцијата на малтерската мешавина зависи од видот, количината и гранулометрискиот состав на агрегатот, видот и количината на врзивото, количината на вода, евентуалното присуство на адитиви, постапката на подготвување и др. Доминантно влијание на ова својство има т.н. водоврзен фактор што претставува тежинскиот однос на врзивото и водата. Со оглед дека во најголем број случаи малтерските мешавини на подлогите се нанесуваат без интензивно збивање, конзистенцијата на мешавината може да биде и “посува”, т.е. може да се користат и мешавини со поголема вискозност.

Конзистенцијата на малтерската мешавина може да се дефинира врз база на мерење на длабочината на продирање на стандарден метален конус кој влегува во состав на апаратурата покажана на Сл. 13.3.

16

Сл. 13.3 Апаратура за одредување на конзистенцијата на малтерите

Оваа постапка, всушност претставува еден од можните начини за дефинирање на вискозноста на свежиот малтер и често се користи за рутински испитувања.

Во зависност од вискозоста на малтерот, длабочините на продирање на конусот ќе бидат различни. На пример, за малтерот за ѕидање на ѕидови од полна тула се препорачува длабочината на продирање на конусот да изнесува 9-13cm, ако се ѕидаат ѕидови од шупливи тули и блокови од глина оваа вредност треба да изнесува 7-8cm, а ако ѕидот е од камен длабочината на продирање на конусот треба да изнесува 4-6 cm. Длабочината на продирање на конусот за малтерите за малтерисување во зависност од типот на слојот треба да ги задовили следните услови:

• основен слој: 8-10 cm

• завршен слој: 7-8 cm Доколку завршниот слој на малтерот се изведува со додаток на гипс,

длабочината на продирање на конусот треба да биде нешто поголема 9-12 см. Според нашите стандарди, конзистенцијата (пластичноста) на малтерите се

дефинира врз база на мерење на големината на распростирање d која се добива после потресување на примерокот на вибростол, Сл. 13.4. Оваа постапка во целост одговара на постапката која се применува при дефинирање на стандардната конзистенција на тестот за варта, МКС Б. Ц8. 042.

Сл.13.4 Видро стол за испитување на распростирањето d

17

За малтерите за ѕидање, според стандардот МКС У. М2. 010, конзистенција на свежиот малтер мора да ги задоволи критериумите презентирани во Табела 13.4, кои се дадени за различни типови малтер.

Табела 13.4 Конзистенција за малтери за ѕидање

Вид на малтер Распростирање (мм)

Пластичен малтер до 140

Пласточно-течен малтер 140 – 200

Течен малтер преку 200

Критериумите на конзистенцијата на малтерите за малтерисување, во зависност од типот на слојот и големината на зрната на агрегатот, дефинирана преку распростирањето се презентирани во Табелата 13.5.

Табела 13.4 Мерки за распростирање на малтери за малтерисување

вид на малтер распростирање (мм) најголемо зрно (мм)

за основен слој 200 – 220 2.5 – 5

за втор основен слој 160 – 180 2.5 – 5

за завршен слој:

без гипс со гипс

160 – 180

180 - 220

1.2

1.2

13.4.2 Хомогеност- МКС У. М8. 002

Под хомогеност се подразбира еднаквост на конзистенцијата и бојата по целата маса на малтерската мешавина. Ова својство се испитува на според стандардот МКС У. М8. 002, со кој се дефинираат методите за испитување на малтерите за ѕидање и за малтерисување.

Малтерот се става во челичен калап со цилиндричен облик кој се состои од два прстена (1и 2) и сад со дно (3), Сл.13.5. Овие елементи при налевањето на малтерската мешавина меѓусебно се споени со соодветни завртки. Мешавината излиена во калапот се изложува на пропишан режим на вибрирање со фрекфенција 3000 и амплитуда 0.35мм за време од 30 сек. Потоа, горниот прстен (1) со хоризонтално поместување се одвојува од долниот прстен (2), а долниот исто така со хоризонтално поместување се одделува од садот со дно (3).

На овој начин се добиват две посебни количини на материјал, малтерска мешавина која му припаѓа на горниот прстен и малтерска мешавина која му припаѓа на садот со дното. Малтерската мешавина од горниот прстен и од садот со дното се истура во два посебни сада и рачно се меша 30 секунди. Така се добиваат 2 примерока од малтерот кои се испитуваат на вибростол. Разликата на распростирањето на малтерот од двата примерока во мм го покажува степенот на хомогеност на малтерот.

18

Сл. 13. 5 Челичен калап за испитување на хомогеноста на малтерите

Испитувањето се повторува два пати на по 2 примероци. Степенот на хомогеност се одредува како аритметичка срадина од два резултати со тоа што односот на резултатите добиени со две испитување (поголемата вредност на распростирање поделена со помалата) да не е поголем од 1,2. Ако не е задоволен овој критериум, тогаш испитувањето се повторува додека не се добие однос помал од 1,2. Условот за хомогеност на малтерската мешавина е од посебно значење за малтерите за малтерисување и токму затоа оваа особина е еден од пропишаните критериуми за квалитет.

13.4.3 Јакост на малтерите

Јакостите на малтерите се одредуваат на три призматични примероци со димензии 4х4х16cm. Калапите во кои се изработуваат примероците се идентични на калапите за изработка на примероци од минералните врзива (цемент, вар, гипс). Доколку малтерот е доволно стврднат, примероците после 24 часа од моментот на изработка се вадат од калапите, а ако не може да се извадат без оштетувања, вадењето се одложува за наредните 24 часа.

Примероците од варовиот малтер после вадењето од калапите се ставаат во просторија на температура od 20±2 оС и релативна влажност од 65±5% и се чуваат до испитувањето.

Епруветите од продолжен малтер, до испитувањето се чуваат во влажен простор на температура од 20±2оС и релативна влажност од 95-100%.

Примероците од цементниот малтер, пак, после вадењето од калапот се потопуваат во вода со температура од 20±2оС. Нивото на водата мора да биде најмалку 2cm над епруветите и остануваат потопени 28 дена. Водата мора да се менува секои 14 дена.

Испитувањето на јакоста на затегнување при свиткување и на притисок се се вршат при старост на пробните тела од 28 дена. Најпрво се испитува јакоста на затегнување при свиткување fzs, и истата претставува средна вредност од измерената јакост на 3 примероци според диспозицијата прикажана на Сл. 13.6.

Непосредно после испитувањето на јакоста на свиткување, секоја половина од призмите се испитува на притисок. Вкупно 6-те пробни тела се поставуваат меѓу две плочи со димензии 4х4cm, и се аплицира аксијална сила центрично на површината од 16cm2, Сл. 13.7.

1

2

3

19

Сл. 13.6 Диспозиција за испитување на јакоста на свиткување

Јакоста на притисок на испитуваниот малтер претставува средна вредност од 6-те одделни резултати. Доколку еден или два од шестте резултати отстапуваат повеќе од 10% од средната вредност, овие резултати се отфрлуваат, и тогаш јакоста на притисок е просечната вредност од преостанатите 4 или 5 резултати.

Сл. 13.7 Испитување јакост на притисок

Ако измерената вредност на јакоста на повеќе од две епрувети отстапува од просечната, испитувањето се повторува. Врз база на овие испитувања се дефинира т.н. марка на малтерот. Условите за поедини марки се дадени во Табела 13.5.

Јакоста на малтерот зависи од видот и количината на врзивото, од количината на вода, од видот, количината и гранулометрискиот состав на агрегатот, од начинот на приготвување, начинот на вградување, од карактеристиките на подлогите на кои се нанесува, од условите за стврднување, т.е. условите на околната средина и др. Заради тоа, во пракса при реални услови на експлоатација, треба да се посвети големо внимание на сите наведени фактори за да се добие малтер со одредени механички карактеристики.

13.4.4 Способност за задржување на вода

Како што беше речено, конзистенцијата на малтерот треба да биде таква да овозможи добра обработливост и вградливост што ќе придонесе при нанесување на подлогата да се пополнат сите нерамнини (вдлабнатини, пукнатини и т.н.) што е основен услов да се оствари потребната рамномерност на врската малтер-подлога.

20

Табела 13.5 Услови за квалитет на одделни марки на малтер

Јакост на примероците при старост од 28 дена

fp (MPa) fzs (MPa) марка на малтерот

М просечна вредност најмалку

поединечна вредност најмалку

просечна вредност најмалку

поединечна вредност најмалку

5 0.5 0.3 0.3 0.2 25 2.5 1.7 1.0 0.8 50 5.0 3.5 1.7 1.4

100 10.0 7.0 2.4 2.0 Покрај ова, составот на малтерските мешавини треба во потполност да ја

исклучи можноста за појава на раслојување, издвојување на вода и сегрегација на честичките од врзивото и агрегатот, како и можноста за губиток на поголема количина вода после капиларното впивање од страна на подлогата. Доколку настапи било кој од овие случаи ќе дојде до осетно опаѓање на многу физичко-механички карактеристики на стврднатиот малтер.

Способноста за задржување на вода на одредена малтерска мешавина се испитува со споредување на јакоста на притисок на примероците изработени во метални калапи како во точка 3, со јакоста на примероците изработени на ист начин, но во калапи со дно од тули. Се смета дека свежиот малтер има задоволителна способност за задржување на водата ако јакоста на примероците изработени во калапи со дно од тули, во однос на јакостите на примероците припремени во калапи со метално дно, не се разликува повеќе од 15%.

13.4.5 Отпорност на дејство на мраз

Отпорноста на малтерот на дејство на мраз во најголема мерка зависи од остварената компактност на стврднатиот малтер, т.е. од неговата структура, односот на врзивото и агрегатот, порозноста и др. На отпорност на мраз многу влијае и обработливоста на малтерската мешавина, бидејќи штетното дејство на мразот прво се појавува на местата каде заради несоодветна вградливост не е остварена потребната хомогеност на стврднатиот малтер (шуплини, пори, пукнатини). Отпорноста према дејството на мраз е посебно важна кај малтери кои се применуваат за малтерисување на површини изложени на атмосферски влијанија, бидејќи овие површини се дирекно изложени на влажнење и смрзнување.

Отпорноста на материјалот на дејство на мраз се испитува на 6 примероци кои се изработуваат на ист начин како примероците за дефинирање на марката на малтерот. Три од овие примероци после 28 дена се потопуваат во вода и се држат до потполно заситување, а потоа наизменично во циклуси од по 4 часа се замрзнуваат на –20оС и одмрзнуваат во вода на собна температура. Другите три примероци се чуваат на начин опишан во точка 3 и служат како еталони за

21

споредба. Се смета дека малтерот е отпорен на дејство на мраз ако после 25 циклуси на замрзнување и одмрзнување неговата јакост не се намали за повеќе од 20%, а масата не се намали за повеќе од 2%.

13.4.6 Атхезија на малтерот за подлоги

Атхезијата на малтерот за подлогата зависи од видот на подлогата (камен, тула), конзистенцијата на малтерот, рамноста, порозноста и влажноста на подлогата, начинот на нанесување, т.е. вградување на малтерот и др.

Испитување на атхезијата на малтерот за камен најчесто се врши на мали примероци од камен со димензии 50 х 50 х 20мм. Една страна на примерокот со површина 50 х 50мм се обработена така што во целост одговара на површината на каменот во реални услови. Овој примерок претходно се потопува во вода, па се става во посебен калап, Сл. 13.8, во кој е овозможено и да се изврши збивање на малтерот.

После вградувањето на малтерот во овој калап и после пропишаното чување на добиениот примерок во влажна средина се пристапува кон оптоварување на примерокот со аксијална сила на затегнување Р.

Сл. 13.8 Примерок за испитување на адхезијата на малтер-камен

Кај ова испитување можни се следните три случаи:

• примерокот се крши преку каменот, што значи дека јакоста на затегнување на каменот е помала и од јакоста на малтерот и од атхезијата малтер-камен,

• примерокот се крши преку малтерот, што значи дека јакоста на самиот малтер е помала од јакоста на каменот, а исто така помала и од атхезијата малтер-камен,

• примерокот се крши по контактот помеѓу малтерот и каменот, што значи дека атхезијата малтер-камен е помала и од јакоста на каменот и од јакоста на малтерот. Оваа атхезија може да се дефинира со помош на изразот:

at

grat A

Pf =

22

каде Pgr е сила на лом (гранична вредност на силата P) , а Aat е површина на контактот малтер-камен.

Атхезијата на малтерот за различни подлоги, а тоа значи и за подлоги од камен, може да се добие по пат на испитувања чија диспозиција е покажана на Сл.13.5.

Сл. 13.9 Општа диспозиција за испитување на атхезија малтер-подлога

Како што се гледа, преку малтерисаната подлога се лепи некој крут елемент со призматична или цилиндрична форма со позната површина на основата. Кога врската помеѓу овој елемент и малтерот ќе се стврдне, малтерот околу елементот ќе се засече, така да под влијание на силата на затегнување Р напрегања трпи само површината на малтерот еднаква на површината на основата на залепениот елемент. И во овој случај атхезијата atf се добива со горенаведениот образец.

13.4.7 Останати поважни својства на малтерот

Малтерите кои се применуваат за малтерисување на надворешни површини мораат да бидат во доволна мерка пропусливи за воздух, меѓутоа истовремено мора да бидат и водоодбивни. Овие својства се постигнуваат со оптимално дозирање на агрегатот, врзното средство и водата, при што при подготвувањето на малтерските мешавини се користат и различни адитиви (хидрофоби).

За малтери кои се применуваат за внатрешни малтерисувања, се поставува и услов малтерисаната површина да биде погодна за нанесување на бои и тапети. Овој услов исто така се остварува со примена на погодни мешавини, на пример, со примена на мешавини со поситен агрегат и со поголема количина на врзно средство, т.н. глет-маса.

Малтерите за обработка на површини под земја треба што е можно помалку да пропуштаат вода, и мора да бидат добри подлоги за нанесување на различни видови хидроизолации. Водонепропустливоста на малтерите се остварува со употреба на цементни малтери подготвени со поголема количина цемент, како и со користење на соодветни адитиви (заптивачи, хидрофоби).

1

14. Градежно стакло Стаклото е цврст аморфно изотропен материјал кој се добива со

стврднување на оладените силикатни раствори. Стаклото е пронајдено во Египет и Месопотамија 3000÷4000 години пред

нашата ера. Во I век пред нашата ера тоа е пренесено од Египет во Италија, од каде се распространува низ целата Римска Империја.

Хемиската постојаност, проѕирноста, малата спроводливост на топлина, доволната механичка јакост, како и возможноста за потполна механизација и автоматизација на производниот процес дозволуваат стаклото да се користи таму каде што не би можел да се употреби ниту еден друг градежен материјал. Освен за застаклување на прозорските окна, стаклото се користи и како конструктивен материјал, термоизолациски материјал, звучноизолациски материјал, материјал за изработка на детаљи за украсување на фасада, материјал за покривање и друго.

Денеска, во модерната технологија за добивање на нови материјали, како што се композитните материјали, во матрицата на композитот се вметнуваат стаклени влакна и се добива материјал со подобри карактеристики од оние на составните елементи на композитот.

14.1 Основни суровини Основна суровина за добивање на стаклото е кварцниот песок кој се

топи на многу висока температура од 1400÷1700ºC. После топењето тој се претвора во стаклена маса.

Главно, при производството на градежното стакло, освен кварцниот песок (SiO2) кој е застапен со 40÷100 % , најчесто 70÷75%, се употребуваат и други суровини како што се карбонатите, натриум карбонат - сода Na2CO3, калиум карбонат- K2CO3, калциум карбонат- варовник CaCO3 или доломит (со 8÷13 %), и оксидите на олово (PbO), алуминиум (Al2O3), цинк (ZnO). Освен овие, може да се употребат и други додатоци, како што е на пример, боракс (Na2B4O3), миниум (Pb3O4), во зависност од видот на стаклото и саканите особини: зголемена проѕирност, јакост, сјај и др. При ова, карбонатите го олеснуваат процесот на топењето, т.е. имаат функција на топители.

Кварцниот песок кој се користи за добивање на градежното стакло треба да содржи висок процент на SiO2 (до 98%) со минимален процент на примеси, како што се оксидите на железо (Fe), хром (Cr) и титаниум (Ti), кои го намалуваат пропуштањето на светлината. На пример, за производство на прозорско стакло оксидот на железо се ограничува на max 0,05 %, за оптичко стакло 0,01%, а за кристално стакло 0,015%. Од друга страна, високиот процент на присуство на SiO2 придонесува за зголемување на огноотпорноста и хемиската постојаност на градежното стакло.

Според хемискиот состав се разликуваат нeколку видови стакла: калциумско стакло, кое во зависност од составот на суровината може да биде натриумско или калиумско, оловно или кристално стакло, алуминиумско стакло, алуминиумско бор-силикатно стакло и кварцно стакло.

2

Стаклото кое што се употребува во градежништвото обично се дели на две групи:

• варовно или обично стакло кое се произведува од комбинација на кварцен песок, натриум карбонат и калциум карбонат (натриумово стакло), или пак од кварцен песок со додаток на калиум и калциум карбонат- калиумово стакло;

• оловно или кристално стакло кое се добива кога варовникот ќе се замени со оловен оксид (PbO).

Бор-силикатно стакло во својот состав покрај кварцниот песок содржи и оксид на борот (B2O3) во следен однос со другите компоненти:

• кварцен песок 70-80% • бор-оксид 7-15% • натриум-оксид 1-8% • калиум-оксид 1-8% • алуминиум-оксид (Al2O3) 1-8%.,

Покрај главните суровини на стаклената маса се додаваат и помошни суровини со кои се подобруваат неговите физички и хемиски особини. За превенција од кристализација се додава алуминиум оксид (Al2O3), за бистрење натриум сулфат или шалитра, за одземање на проѕирноста калаен оксид и др.

За боење на стаклото во суровината се додава:

• хром-оксид (Cr2O3) - зелено • кобалт-оксид (CoO) - сино • бакар-оксид (Cu2O) - црвено • селен (Se) - виолетово • ураниум-оксид (U2O3) - жолто

14.2 Производство на стакло Стаклото како аморфен провиден материјал се добива со еден сложен

технолошки процес кој главно се состои од две важни фази: (1) топење на стаклениот камен, и (2) ладење на растопената стаклена маса со постојано зголемување на вискозноста до завршното ладење.

Особините на стаклото зависат од: • хемискиот состав, т.е. од односот и видот на компоненетите • постапката на добивање • начинот на преработка • постапките на додатната обработка

Стаклото се добива според следната технолошка шема: (1) суровината се суши, се прочистува од различни примеси, се ситни, се

отстрануваат покрупните фракции чакал и трошен камен, се мелат кредата, доломитот и варовникот;

(2) после дозирањето на компонентите во соодветни тежински односи, се врши машинско или рачно мешање, односно хомогенизирање во сува состојба при што се добива т.н. “стаклен камен”;

3

(3) хомогенизираната маса се брикетира во поголеми парчиња, и (4) се топи во специјални печки на високи температури, (5) обработка на стаклената маса, (6) ладење на растопената стаклена маса, (7) додатна обработка

(4) Топење на стаклениот камен Стаклениот камен се загрева на температура од 1450÷1600ºC до потполно

одделување на сите примеси во вид на пена. Во текот на овој процес на топење, смесата се обезбојува и се отстранува воздухот и другите гасови со помош на разни додатоци. Во индустријата, топењето на стаклото се врши во различни типови на печки кои според начинот на работа се делат на :

• печки со периодично полнење и празнење-шаржерни печки, и

• печки со континуиран процес на работа кои непрекинато се полнат со суровината и стаклото континуирано се извлекува.

Од шаржерните печки најпознати се т.н. печки во вид на тенџериња, т.е. лонец печки, Сл.14.1. Истите имаат релативно мал капацитет и денеска сеуште се користат единствено за производство на специјални видови стакло, како што се, на пример, оптичките стакла коишто не се произведуваат во големи количини. Предноста на овие печки е во тоа што овозможуваат истовремено топење на различни врсти на стакло, во зависност од бројот на садовите.

Сл. 14.1 Шаржерна печка за топење на стакло

Во поново време, за производство на поголема количина на еден вид стакло се користат печки со континуиран процес на работа, Сл.14.2, т.н. кадни печки. Тоа се огноотпорни ѕидани печки чиј под и ѕидови формираат базен со должина од 6-20м, а ширина од 3-7м. Најчесто овие печки се користат за добивање на рамно, градежно стакло. Волументот на истите може да е до 600m3, а дневното производство до 1500 тони. Вообичаено, топењето се врши со гасни горива, сместени во гасни генератори, кои заедно со воздухот се доведуваат во делот 1 на печката каде запалувањето се врши со пламеник. Пламените јазици, преминуваат преку стаклениот камен и постапно го топат.

Топењето на стаклениот камен се врши во три фази кои се и просторно одвоени, дел 2, 3 и 4 на Сл.14.2, при што стаклената маса патува низ печката.

I фаза: на Т2=1100-1250ºС, во делот 2, каде се внесува суровината, се врши синтерување, т.е. размекнување на стаклениот камен и се

1. врели гасови 2. садови со растопена

стаклена маса 3. отвори за земање на стаклена маса

4

создаваат силикатите. Овој дел од печката има нешто поголема длабочина со цел да се спречи оштетувањето на печката заради високата температура;

II фаза: на Т3=1500-1600ºС, во делот 3, настанува потполно топење на стаклениот камен, при што се отстрануваат гасовите настанати од разделувањето на одделните составни делови, и евентуално нестопените елементи од суровината, стаклената маса останува бистра и хомогенизирана;

III фаза: на Т4=900-1000ºС, во зоната 4, т.н. зона на ладење, стаклената маса се лади постепено до температурата на обликување. Во оваа зона масата одстојува пред да се пристапи кон понатамошна обработка. На долниот дел од ѕидот на овој дел од печката има отвори (Сл. 14.2, ознака 5), преку кои стаклената маса се зема за понатамошна обработка.

Сл. 14.2 Шема на кадна печка за топење на стакло

(5) Обработка на стаклената маса Обработката на стаклото се врши со:

• развлекување, т.е. валање ð валано стакло, • дување ðшупливо стакло, • извлекување ðрамно стакло, • лиење и пресување ðпрофолирано и пресувано стакло.

При развлекувањето или хоризонталното валање течното стакло се излева на хоризонтална површина, најчесто специјална метална маса, а потоа со метален цилиндер-валјак, кој одвнатре може да се грее, се притиска формирајќи така плочи со различна дебелина, Сл. 14.3 (а). Плочите понатаму се носат во посебни простории во кои постепено се ладат и на тој начин се отстрануваат внатрешните напрегања во стаклото кои го прават лесно кршливо.

Сл. 14.3 Шематски приказ на постапката на валање (а) на метална хоризонтална

површина (b) постапката на Бишеро

Валањето може да се реализира и со постапката на Бишеро (Bicheroux) со помош на систем од два цилиндри, валјаци, Сл. 14.3 (b), со што се врши

5

поедноставување на процесот на развлекување. Во овој случај, растопеното стакло од работниот дел на печката, со помош на специјален левак се доведува до долниот валјак кој се движи во насоката на часовата стрелка, односно во правец на движење на растопената стаклена маса. Над овој валјак, во спротивна насока се врти другиот валјак со чија помош се формира стаклената плоча. Дебелината на плочата се регулира со менување на растојанието меѓу цилиндрите. Вака формираната стаклена трака патува со хоризонтален транспортер и поминува низ печки каде постепено се лади.

Со примена на процесот на дување можно е да се произведуваат разни плочи и цевки. Меѓутоа, денес, главно оваа постапка се применува за добивање на т.н. шупливо стакло. Дувањето на стаклото може да се врши рачно и машински. Рачно тоа се врши со помош на дувалка, т.н. стаклено луле, што претставува железна цевка долга околу 1.8м која на едниот крај е обложена со дрво, а на другиот е зајакната за да се заштити од влијанието на високата температура. Работникот, дувалката ја вовлекува во печката и со постојано вртење собира растопена маса. Масата со истовремено дување и вртење околу подолжната оска на лулето се претвора во шупликав меур, Сл. 14.4 (а). Кога меурот ќе ја добие потребната големина се отсекуваат делови од него и се добива стаклен, шуплив цилиндер, валјак, Сл. 14.4 (б) кој е доволно цврст и со правилен облик.

Ако од стаклениот валјак треба да се добие рамна плоча, тој се пресекува во правец на подолжната оска, по изводницата, Сл. 14.4 (в), се внесува во специјална печка да размекне, а потоа се развлекува во рамна плоча.

Сл. 14.4 Процес на рачно дување за добивање рамно стакло

За добивање шупливо стакло со дефиниран облик и димензии, стаклениот меур се става во соодветен, претходно отворен калап. Со понатамошно дување се формира саканиот производ, Сл. 14.5.

6

Сл. 14.5 Постапка на машинска обработка со дување Машинската обработка се повеќе го истиснува рачното производство на

дувано стакло, кое било многу тешко и се вршело од врвни мајстори со многу искуство и умешност. Во модерната технологија оформувањето на произво-дите се врши со автоматизирани машини, Сл. 14.5. Машината ја вшмукува растопената маса директно од печката, формата ја даваат калапите, а дувањето се врши со компримиран воздух. Калапот автоматски се отвора и готовиот производ со посакуваната форма, понатаму со помош на подвижна лента се пренесува во комори за ладење.

За производство на прозорско стакло и стаклени плочи со големи површини, денес најмногу се користи

• постапката на механичко извлекување, • FLOAT постапка • пресување и лиење.

При постапката на извлекување се користат две методи на извлекување: со пловак и без пловак. Почесто се применува методата со пловак, или уште позната како метода на белгискиот инженер Фурко (Fourcaut), Сл. 14.6.

Сл. 14.6 Постапка на извлекување на рамно стакло

Растопена стаклена маса Огноотпорен блок, пловило Ладилник

Систем на цилиндри, валјаци од азбест/лискун

7

Извлекувањето се врши со специјален блок, изработен од огноотпорен материјал, кој има расечено дно по должината и плива по растопеното стакло. Кога блокот ќе се нурне до одредена длабочина во растопената маса, течното стакло ќе навлезе во расечениот дел и ќе почне да излегува од него, така стаклената маса може лесно да се прифати. Ако во овој зазор се постави рамна стаклена или метална плоча а коритото да се одржува на иста длабочина, масата ќе се залепи за истата и, ако постапно се извлекува ќе се формира рамна, бескрајна стаклена лента со одредена дебелина и ширина. Плочата се прифаќа и извлекува во вертикален правец со помош на систем од цилиндри направени од азбест или лискуни. Стаклената плоча се влече со постојана брзина и минува низ три зони во кои постепено се намалува температурата условувајќи програмиран, рамномерен процес на ладење, така што нема потреба од дополнително ладење. Вака формираните стаклени површини понатаму се обработуваат со брусење и полирање, можно е да се добие обоено стакло или армирано стакло. Со примена на овој метод се добива прозорско стакло со дебелина од 2 до 5 mm.

Денес, 90% од светското производство на рамно стакло се добива со користење на т.н. FLOAT постапка, Сл. 14.7, па според него и стаклото го добило името пливачко стакло (float glass). Овој процес е патентиран во 1959 од страна на Alastaria Pilkington (Компанија Pilkington Brothers). Постапката се состои од следното: откога дозираните составни компоненти на суровината во потполност ќе се стопат на температуре од 1600 ºС, растопената маса во вид на широка лента се лизга по слој од растопен метал со поголема густина од стаклото, на пример калај, во комора со контролирана температура со истовремено полирање на горните површини со пламен. Потоа, масата се транспотрира со помош на систем од цилиндри, со што се обезбедува постепено ладење и пренесување во делот каде се сече на табли со посакуваните димензии. Комплетниот процес, од дозирање на суровината до сечење на стаклото и контролата на квалитетот е комплетно компјутеризиран со што се постигнува потполно паралелни и рамни површини без несовршености кои би ја намалиле провидноста или деформацијата на сликата на рамното прозорско стакло. Се употребува за застаклување на прозори, врати, стаклени градини, фасади и др.

Сл. 14.7 Шематски приказ на FLOAT процес за добивање на пливачко стакло, (1) влез на суровинaта, (2) кадна печка, (3) стопена стаклена маса, (4) слој на растопен мeтал-калај, (5) греачи, (6) комора за ладење, (7) контрола, сечење, складирање

Овој вид стакло може се произведе со максимални димензии 600х321см што зависи многу од можностит за транспорт. Начинот на припремање на суровината и можноста на додавање разни примеси во основната смеса

1

1 2

1 2

3 4

6

7

8

овозможуваат производство на стакло во разни бои и со различни карактеристики. Покрај ова, на таквото стакло, топло или ладно, со различни технолошки постапки може да се нанесуваат различни слоеви или депозити со што се добиваат стакла со најразлична намена. Токму затоа, овие стакла се подлога за добивање на други врсти стакло.

Лиењето и пресување е постапка за добивање на производи со мали димензии а поголеми дебелини, на пример, ќерамиди од стакло, стаклени тули, или предмети кои после обработката на стаклото нема да се сечат. Се изработуваат полни и шупливи стакла со излевање на стаклената маса во специјални стаклени калапи и по пат на пресување под дејство на сила на притисок се добиваат предмети со мали димензии и по софистични форми.

Сл. 14.7.1 Постапка на лиење

(6) Ладење на растопената стаклена маса

Начинот на ладење има многу големо влијание на особините на стаклото. Ако ладењето е постапно и доволно долго, се добива провидно, еластично и доволно цврсто стакло. Ако растопената маса се лади брзо, тогаш заради нееднаквото ладење во целата маса ќе се јават внатрешни напрегања кои условуваат стаклото да биде многу чувствително на удари и на ненадејна промена на температурата, при што многу лесно се крши. Меѓутоа, ако растопената стаклена маса многу долго се држи на температурата на размекнување таа ќе се замати, ќе ја изгуби својата проѕирност и ќе се добие скоро бела боја.

(7) Додатна обработка Вообичаено, во постапката на обликување на многу производи од стакло се

применува и процесот на одгревање. Се применува со цел да се елиминираат заостанатите, внатрешни напрегања во стаклото кои се јавуваат заради сразмерно брзото ладење на производите. Ако не се примени оваа постапка на одгревање, тогаш, во стаклените производи спонтано ќе се јавуваат прснатини, и драстично намалување на механичките карактеристики. Постапката на одгревање, се врши во посебни тунелски печки со континуиран режим на работа. Стаклените производи се движат по лентовиден транспортер изработен од огноотпорен материјал. Минувајќи низ печката, истите се изложени на

9

посебен режим на загревање, различен за разни видови стакло. Најпрво, тие се загреваат на температура која не е поголема од 600 ºС, се задржуваат одредено време на таа температура и рамномерно се ладат до собна температура на излезот од печката.

Калење е процес на специјална термичка обработка со која се зголемува јакоста и тврдоста на стаклото. Зависно од составот, стаклото се загрева до одредена температуре, т.н. температура на калење, која е блиску до точката на размекнување, а потоа брзо се лади со млаз ладен воздух. Средна вредност на температурата на калење е околу 700ºС. При наглото ладење, во процесот на калење, појавата на внатрешните напрегања е контролирано и тие се рамномерно распределени по масата. Каленото стакло во надворешните слоеви е напрегнато на притисок, а во внатрешните на затегнување, така што оваа рамнотежа на напрегањата придонесува за зголемување на неговата отпорност.

Полирањето е постапка за елиминирање на оптичката нехомогеност на стаклото, која се јавува заради присуството на бранови на површината, нееднаквата дебелина, итн. Најпрво се врши грубо, а потоа и фино полирање на стаклото, при што се користат различни абразивни средства: кварцен песок, корунд, карборундум и др.

Матирање е процес на механичко или хемиско еродирање на површината на стаклото. Механичкото матирање, најчесто се врши со постапката на пескарење, кога на површината од стаклото се делува со млаз од кварцен песок под притисок. При хемиското матирање површината се нагризува со флуороводородна киселина. На овој начин се добива матно, непровидно стакло.

Определени видови стакло се добиваат и со дополнителна обработка со лепење. На овој начин стаклените плочи се спојуваат со слој од одреден лепак на база на полимери, кој формира провиден филм меѓу двете плочи. При лом овие стакла не се распаѓаат, и деловите од стаклото остануваат поврзани.

Освен овие, во додатна обработка на стаклото влегуваат и следните постапки:

• свиткување, кое се врши преку шамотен калап, со згревање на стаклото на приближно 600 ºС,

• премачкување на површините од рамно стакло со соли на сребро, со што се добива огледално стакло;

• нанесување преку површината на стаклото одредени превлаки и филмови, на пример да се нанесе керамичка боја која ќе се исуши во печки за таа намена.

10

14.3 Основни особини на стаклото

Својствата на стаклото во општ случај зависат од неговиот состав, од структурата, која се формира во зависност од технолошкиот процес, од температурата на топење, брзината на ладење, додатната обработка и др. Стаклото како и сите останати материјали поседува одредени особини кои се заеднички за сите нив. Како посебно карактеристични особини на стаклото се пропуштањето на светлина и кртоста, т.е. кршливоста. Подолу се презентирани

• Специфичната маса на техничкото стакло е 2200÷2800 kg/m3, а на оловното до 6000 kg/m3.

• Прозноста на стаклото е практично еднаква на нула, се разбира, ако не се работи за шупливо, т.н. пенасто стакло. Стаклото не пропушта ни гасови ни течности.

• Стаклото различно се однесува на притисок и на затегнување: ü јакоста на притисок кај обичното градежно стакло е

fp=200÷500MPa, а кај оловното стакло е fp>1000 MPa (1200 MPa); ü јакоста при чисто затегнување е приближно еднаква на десетина од јакоста на притисок, и битно зависи од дебелината на елементите кои се испитуваат;

• Јакост на затегнување при свиткување, при краткотрајно оптовару-вање обично изнесува fzs=30÷80 MPa;

• При долготрајно оптоварување е забележано намалување на јакоста за 15-20%;

• Стаклото е типично крт материал и неговиот работен дијаграм е практично праволиниски во целото подрачје на напрегања, модулот на еластичност е во границите Е=(47÷100)·103MPa, или Е=50-100 Gpa.

• Поасоновиот коефициент на стаклото е μ~0,22. • Тврдост по скалата на Мос 5÷7 и зависи од составот и начинот на

обработка.

• Коефициент на линеарно ширење αt за температурен дијапазон од (–)20ºC÷40ºC, кај обичното градежно стакло изнесува αt =(8,5÷9)·10-6,

а за борсиликатното стакло αt =(3÷6)·10-6. • Коефициентот на специфичната топлина (c) ја означува брзината на

загревање и ладење на нeкој материјал и изнесува c=0,85-1,0kJ/kg0C.

• Стаклото релативно добро ја спроведува топлината и токму заради тоа стаклените површини се критични места каде се губи голем количина на топлина. За практични пресметувања може да се усвои дека коефициентот на спроведување на топлина е:

ü за прозорско стакло λ=0,81 W/m·ºC, ü за армирано стакло λ=0,44 W/m·ºC.

• Коефициентот на минување на топлина U зависи од дебелината на стаклото. За стакло со дебелина од 4мм изнесува U=5.81W/m·0C

11

• Стаклото е добар звучен изолатор, на пример стакло со дебелина од 10 mm има исти звучноизолациски својства како и ѕид од тули со дебелина 0,12 m (12 cm). Звучната заштита зависи од дебелината, и за стакло од 3мм изнесува 24dB, за стакло со дебелина 10мм, околу 33dB.

• Стаклото, во зависност од видот, пропушта 0÷87 % светлина (max 92%), значи дека е провидно. Тука треба јасно да се диференцира значењето на провидност и проѕирност. Проѕирноста претставува способност на стаклото да пропушта доволнa количина на светлина, а не и јасно согледување на сликата на предметите од другата страна на стаклото. Кога светлината паѓа на обично, чисто рамно стакло со дебелина од 6мм, дел од неа се рефлектира (околу 4%), дел се апсорбира (1,5-2,5%) а останатиот дел од максимум 91-92% се пропушта низ него.

• Основен недостаток на стаклото е неговата кртост. Еден од начините за проценка дали некој материјал е крт или не, е определување на односот на модулот на еластичноста (E) и јакоста при чисто затегнување fz, (E/fz), кој се вика коефициент на кртост. Колку овој однос E/fz е поголем толку материјалот е покрт, т.е при помала деформација многу побрзо се постигнува граничната вредност на напрегањето, и се јавува лом во материјалот. Како илустрација дадени се податоци за неколку покарактеристични материјали:

Табела 14.1 Коефициент на кртост за различни материјали

Материјал Модул на еластичност (MPa)

Јакост на затегнување (MPa)

Коефициент на кртост (E/fz)

Стакло (4,5÷8)·104 30÷60 1300÷1500 Каучук (8÷20)·104 20÷30 0,4÷0,6 Челик (21÷22)·104 300÷1000 400÷460 Бетон (1,4÷2,1)·104 1,5÷5,0 4200÷9350

14.4 Врсти и елементи од рамно стакло

Денес, во градежништвото главно се користи рамното стакло кое може да има различен квалитет, облик и димензии. Се произведува во плочи со дебелина од 2-19(25)мм, Сл.14.8. Во индустријата за стакло се произведуваат повеќе типови рамно стакло: обично прозорско стакло, термоизолационо и термоапсорпционо стакло, калено стакло, армирано стакло, фасадно стакло и други.

(1) Рамно прозорско стакло Се користи за застаклување на прозори. Се произведуваат машински, по

методот на извлекување на стаклената маса или FLOT постапката при што се добиваат плочи со рамномерна дебелина кои од двете страни се рамни и глатки. Прозорското стакло мора да биде безбојно со рамни рабови и прави агли на рабовите .

Пропуштањето на светлината мора да биде најмалку 87 % и тоа не смее да има дефекти (меури, прснатини, гребнатини, непровидни делови и слично).

12

Кај нас, за потребите на градежништвото се произведуваат три врсти на прозорско стакло: обично, средно и двоструко прозорско стакло.

Обичното стакло има дебелина од 2mm, ( 2,01,09,1 +

− ), а останатите димензии не се пропишани.

Средното стакло има дебелина 3mm, ( 2,01,09,2 +

− ); додека двострукото се произведува со дебелина од 4 mm ( 2,0

1,09,3 +− ).

Останатите димензии на влеченото прозорско стакло, на пример должината зависи од дебелината, а ширината од возможноста на машината во која се произведува. Според стандардите овие димензии се движат во следните граници:

• должина: 160-180 cm за дебелина од 2мм; 160-200cm. за дебелина од 3мм; 160-240 cm за дебелина од 4мм; 160-360 (max 600cm) за поголемите дебелини;

• ширина 130÷180cm., (max 320cm)

Денеска најмногу се користи вградување на двострукото прозорско стакло во дрвени, а во поново време и во метални (алуминиумски) и пластични рамки.

Сл.14.8 Рамно прозорско стакло со различна дебелина

(2) Стакло со дифузно растурање на светлината - мат стакло

Ова стакло ја пропушта светлината, меѓутоа низ него не може јасно да се видат предметите, не е провидно, и затоа многу се користи за застаклување на внатрешни прегради, врати, разни ормани и други предмети од ентериерот. Мат-стаклото се добива по пат на пескарење на загреаната површина на стаклото. Исто така можно е ова стакло да се добие со валање на излеаната стаклената маса со рељефни цилиндри. На овој начин се добиваат различни орнаменти, Сл. 14.9, вклучувајќи и подолжни бразди на површината. Вака добиеното стакло се нарекува и орнамент стакло. Можно е овие шари да бидат и обоени со што се постигнува двоен ефект: непровидност и убав естетски изглед. Се произведува со дебелина 4-6мм, со стандардна ширина од 120см и должина од 120-300см.

13

Сл. 14.9 Различни рељефи на орнаментно стакло

(3) Армирано стакло Овој тип на стакло е обично стакло во кое се е вградена мрежа со метални

нишки, хромирани или никлувани челични жици, кои ја зголемуваат еластичноста, јакоста на свиткување и ја отстрануваат опасноста која може да настане при кршење на истото.

Армираното стакло се добива со лиење на стаклената маса во два слоја и втиснување на жичаната мрежа меѓу нив. Најпрво се развлекува првиот слој стакло на рамна метална маса, се поставува металната мрежа и веднаш се излева и вториот слој кој се развлекува со помош на метални цилиндри. Често се користи и систем од валјаци, Сл.14.10, од кои едниот валјак (а) го вала првиот слој а во исто време служи за затегнување на мрежата (b), додека веднаш преку овој слој се излева и вториот кој се вала со цилиндерот (c).

Овој тип стакло се користи за покривање на кровните површини на челичните конструкции, за покривање на настрешници, за застаклување на скалишни простори, просторите околу лифтот, прозори во работилници и индустриски хали, за изработка на огради на балкони и друго.

Сл. 14.10 Постапка на добивање на армирано стакло и изглед

Се произведува со дебелина од 4-10мм, стандардна ширина од 120см, и со должината на таблите од 130, 210 и 300см. Максималната возможна

14

димензија на ова стакло е 198/382см. Проѕирно е, меѓутоа не е провидно, пропустливоста на светлина му е 82-85%. Припаѓа во групата на сигурносни стакла. Има зголемена отпорност на пожар, како и одредена отпорност на намерни удари. Армираното стакло не може да се кали.

(4) Термоизолациони стакла Се составени од два до три слоја стакло, помеѓу кои просторот од 6-12мм е исполнет со сув воздух или гас, на пример со аргон или криптон, а плочите се меѓусебно херметички затворени или залепени. Бидејќи сувиот, заробен, воздух е слаб спроводник на топлина, вредноста на коефициентот на минување на топлина U значително се намалува. Така, елемент од два слоја стакло со дебелина 3мм, со 12мм воздух помеѓу нив, има U=2.8W/m·ºC, што споредено со кефициентот U=5.8W/m·ºC за еднослојно стакло со иста дебелина, претставува намалување за половина. Овој коефициент кај трослојно термоизолационо стакло со два слоја на воздух, 4+12+4+12+4мм, изнесува U=2.1W/m·ºC, и тие обезбедуваат и зголемување на звучната изолација. Овие стакла се познати под различни фабрички имиња. Во Табелата 14.2 се презентирани некои карактеристични видови повеќеслојни стакла кои денес се применуваат во градежништвото, каде освен податоците за коефициентот на минување на топлина, се дадени и податоци за пригушувањето на звукот и процентот на поминување на светлина.

(5) Термоапсорпциско стакло

Ова стакло се користи за застаклување на простории и згради кои треба да бидат заштитени од дејство на топлината на сончевите зраци. Ефектот на апсорпција на сончевото зрачење, Сл.14.10, се постигнува со додавање на одредени метални оксиди во стаклената маса. Ова стакло има зеленкастосин прелив и може да задржи дури повеќе од 75% од топлинското зрачење, Сл. 14.10, заради што се загрева и термички се деформира. За ова посебно треба да се води сметка при неговото вградување во рамките. Најдобаро е да се вградува во т.н. двоструки прозори, или во термоизолационите системи на стакла при кои термоапсорпционото стакло се поставува од надворешната страна, а обичното како внатрешно стакло, Табела 14.2.

Сл. 14.11 Шема на апсорпција на сончевото зрачење за (а) обично стакло,

(b)термоапсорпционо стакло (6) Калено стакло

Според дефиницијата по нашите стандарди е стакло од еден слој, чија јакост е зголемена со специјална термичка обработка.

100 % 100 %

40 % 85 %

2.5 % 20 %

8 %

32 %

8 %

15

Каленото стакло се добива со загревање до температура на калење од 550÷650ºC во период од 3÷5 минути, а веднаш потоа се изложува на брзо, рамномерно и континуирано ладење од двете страни со дување на млаз од ладен воздух се додека стаклото не се олади на температура од 200°C-320°C. Каленото стакло не може дополнително да се обработува, да се буши или да се формираат рабови. Површинската механичка обработка е возможна и после калењето. Затоа, стаклото се сече на саканите димензии, се бушат отвори и се прават сите дополнителни интервенции пред да се изврши процесот на калење. Каленото стакло може да се спојува во ламелираните стакла.

За овој тип стакло карактеристично е и тоа што при лом се распаѓа на мали елементи со тапи рабови кои се поврзани меѓусебе и не летаат наоколу, Сл.14.12. Токму оваа особина го вбројува во групата на сигурносни стакла, затоа е многу познато под името “секурит” стакло.

Сл. 14.12 Начин на кршење на калено стакло

Каленото стакло се карактеризира со: (1) јакост на удар 4÷6 пати поголема од обичното стакло. На пример,

плоча од калено стакло со дебелина од 6 mm може да издржи удар од челична топка со тежина од 500 gr што паѓа од висина од 2 m;

(2) гранична јакост на свиткување од 230÷270 MPa, што е 5÷8 пати повеќе отколку јакоста на обичното стакло;

(3) зголемена отпорност на температурен шок од околу 220ºC и на восока температура од 250-320ºC.

Најмногу се користи за застаклување на транспортни возила (автомобили, камиони, возови, автобуси и друго). Во архитектурата најмногу е застепено во ентериерот, исто така и во екстеријерот. На пример, вратите на туш кабините се изработен од калено стакло, а како надворешно застаклување скоро секогаш се употребува за кровните прозори. Во поново време се употребува за застаклување излози, за изработка на кабини за надворешни лифтови, за изработка на внатрешни врати без рамки кои се поврзани со специјални метални шарки.

Дебелината на овие стаклени плочи се движи од 5÷18 mm така што може да се изработуваат елементи кои примаат големи надворешни сили.

16

(7) Лепено-ламелирано стакло

Спаѓа во групата на сигурносни стакла и се добива со лепење на две или повеќе стаклени плочи и еден или повеќе меѓуслоеви од пластична фолија од PVB (Polyvinyl-butyral) која се одликува со провидност, издржливост, еластичност и атхезија за стаклото. Повеќеслојните ламелирани стакла, во зависност од бројот на слевите и врстата на фолиите кои се класифицираат според стандардите за сигурност, може да бидат и непробојни, способни да издржат насилни удари од тешки и тврди предмети па дури и истрели од огнено оружје.

Фолиите и стаклото може да бидат различни по боја и дебелина, меѓутоа скоро секогаш се ламелираат стакла со иста дебелина. Може да се ламелираат и орнаментни стакла, термоизолациски или термоапсорпциски стакла, армирани стакла, сигурносни калени стакла и делумно калени стакла. Ламелираното стакло има исклучително висок степен на UV заштита, одлични јакосни карактеристики и се користи за изработка на стакла за звучна заштита, како и за огноотпорни стакла.

Овој тип стакло се вградува онаму каде се бара зголемена отпорност на механички удари и сигурност во случај на лом. При кршењето не се распаѓа туку сите делови остануваат залепени за пластичната фолија, Сл. 14.13 (b).

(а) обично стакло (b) ламелирано стакло Сл. 14.13 Начин на лом на обично и ламелирано стакло

Сопред Европските норми (EN) се врши испитување на активна заштита на ламелираните стакла: заштита од фрлен предмет, заштита од провала, заштита од огнено оружје, и заштита од експлозија.

(8) Стакло кое се загрева Ова стакло се изработува со претходно вграден метален проводник кој

овозможува загревање со помош на електрична струја. Се користи за застаклување на простории од кои се бара одржување на постојана температура: болници, поликлиники, стаклени градини, оранжерии, може да се користи и како огледало во просториите со поголема влажност (бањи), за изработка на задниот ветробран кај патничките возила.

17

(9) Стакла отпорни на пожар Имаат различни фабрички имиња и на различен начин се спротивставуваат

на високите температури. На пример, некои видови од овие стакла се составени од два слоја калено стакло, или од две калени стакла и едно обично меѓу нив. Овие елементи се врамуваат во посебни метални рамки, а празниот простор меѓу стаклата се исполнува со специјална безбојна, провидна материја. Во моментот на пожар, овој материјал на температура повисока од 120 ºC почнува да преминува во пена. При тоа, стаклото станува непровидно, и бидејќи створената пена е термоизолационен материјал, ваквите стакла овозможуваат комплетна заштита од пожар (го задржуваат пламенот, димот, отровните гасови и радијацијата) во траење од 30-90 минути, зависно од бројот на меѓуслоевите. Овие стакла имаат поголема дебелина, дури и до 7.5см, а освен пожарна заштита овозможуваат и одлична заштита од бучава.

Табела 14.2. Видови термоизолациски стакла

Rw –звучно изолациона моќ; T1 – процент на поминување на топлина

4mm

8mm

4mm U=2.9W/m2K Rw=29dB T1=80%

standardno izolaciono staklo

U=1.6W/m2K Rw=29dB T1=66%

izolaciono staklo so za{tita od sonce, nijansa plava

4mm

8mm

4mm

U=1.6W/m2K Rw=29dB T1=40%

izolaciono staklo so za{tita od sonce, nijansa `olta

4mm

8mm

4mm

U=2.9W/m2K Rw=29dB T1=80%

bojadisano ili ornamentno staklo za{tita od pogled

4mm

8mm

4mm

6mm

6mm

4mm U=3.0W/m2K Rw=31dB T1=80%

staklo za nadvore{na izolacija, so za{tita od pukawe

U=1.3W/m2K Rw=30dB T1=79%

izolaciono staklo za za{teda na energija

4mm

16mm

4mm U=2.9W/m2K Rw=38dB T1=80%

staklo za izolacija od bu;ava

4mm

12mm

8mm

U=1.9W/m2K Rw=32dB T1=72%

troslojno izolaciono staklo za za{teda na energija

3mm

3mm

3mm

8mm

8mm

18

14.5 Производи од стакло

Денес, во градежништвото се користат најразлични елементи од стакло кои може да бидат полни или шупливи, проѕирни или непроѕирни и обоени или безбојни.

Во палетата производи меѓу најчесто применуваните се: стаклени ќерамиди, плочи и плочки за обложување, полни и шупливи тела, шупливо стакло, стаклена волна и друго.

(1) Стаклени ќерамиди

Се произведуваат со исти димензии и облик како и обичните керамички ќерамиди, така што може да се вградуваат во комбинација при покривањето на извесни делови од класичните кровните површини овозможувајќи осветлување на таванските простории и подпокриви.

Стаклените ќерамиди може да бидат со глатки или избраздени површини и се обликуваат со извлекување и пресување. После пресувањето формираните производи повторно се загреваат и се оставаат да се ладат постапно.

(2) Стаклени плочи и плочки Служат за обложување на вертикални и хоризонтални површини. Плочите за оболожување на ѕидови се обликуваат со лиење и пресување

во калапи. Долната половина од калапот има вдлабнување во вид на крст, така што на готовиот производ се образуваат вкрстени ребра кои служат за полесно и подобро спојување со подлогата од цементниот малтер.

Плочките за подови имаат специјално обработени видни површини, избраздени и рапави, со цел да се избегне лизгањето. Често се изработуваат од стакло во кое намерно се предизвикува кристализација, добивајќи на тој начин матни, непровидни плочи со голема јакост.

Освен овие плочи и плочки, кои имаат исти димензии како и керамичките се изработуваат и специјални мали елементи мозаик плочки за обложување на внатрешни ѕидови и столбови, а исто така и големи плочи за обложување на фасади, т.н. фасадно стакло.

Фасадното стакло може да биде рамно плочесто стакло со дебелина 5÷6mm или фино полирано стакло со дебелина до 12 mm. Се изработуваат со димензии 4,5x3,5m, обично се обоени, а може и армирани, не се лепат на фасадата туку се поставуваат во специјални рамки во кои се уфрлени посебни гумени траки обезбедувајќи на тој начин и доволна топлинска изолација.

(3) Стаклени полни и шупливи плочи Се обликуваат со лиење и пресување, или со дување. Имаат најразличен

облик, Сл. 14.11. Се користат за изработка на проѕирни преградни ѕидови, Сл. 14.10 (c), (кои треба да пропуштаат светлина) и меѓукатни конструкции, кои освен што треба да ги примат надворешните сили, обликот на телата е така формиран да со поволно прекршување на светлината овозможуваат и добро осветлување на покриените простории.

19

Сл. 14.10 Нeкои производи од стакло кои се користат во градежништвото

Некои типови на стаклени плочи и блокови за преградни ѕидови се произведуваат со лиење во две половини кои во топла состојба се спојуваат, потоа постапно се загреваат и рамномерно се ладат, Сл. 14.11.

Сл. 14.11 Стаклени шупливи и полни плочи и тули

Се произведуваат и елементи од лиено профилирано стакло познато под различни трговски имиња (Профилит, Формалит, и др.). Тоа се посебна врста на отворени и затворени профили, Сл. 14.10 (d), кои се користат за еднослојно или двојно застаклување на спортски сали, базени, индустриски и земјоделски објекти, скалишни простори и др.

(4) Плочи од шупливо стакло Масата на шупливото стакло е составена од голем број на помали и

поголеми шуплини, кои се добиваат на два начина. Најчесто шупливото или т.н. “пена”-стакло, кое се употребува како топлински изолатор, се произведува на тој начин што во обичното стакло се додава мала количина чист јаглерод-C, а потоа се врши загревање. На температура на размекнување јаглеродот преминува во гасовита состојба, а стаклото добива шупликава структура. Со лиење на ова стакло можно е да се добијат плочи со различни димензии, мала тежина, кои лесно се сечат и монтираат.

Шупливото стакло има волуменска маса од 160÷200 kg/m3, не впива вода, не трули, не мувлосува и не влијае штетно на другите материјали со кои се врзува, тоа е постојан и траен градежен материјал. Коефициентот на

(d ) Otvoreni i zatvoreni

profilirani stakleni elementi 1.-stakleni blokovi

2.-armatura

3.-cementen malter

20

спроведување на топлина зависи од шупливоста и се движи λ=0,02÷0,18 W/m·ºC. (5) Стаклени влакна и стаклена волна

Суровините за производство на стаклена волна и стаклени влакна се комбинираат од стаклен крш и основните компоненти за добивање стакло, кварцен песок, варовник, сода и др. Во поново време, се користи крш од прозорско стакло и амбалажа. Учеството на стаклениот крш во составот на суровината се движи од 30-60%, а во одделни фабрики и до 80%.

Технологијата на производство на стаклената волна е слична со онаа на камената волна. Се состои од две фази:

Ø добивање на растопена стаклена маса, T=1200-1350 ºC ,и

Ø добивање на тенки стаклени влакна. Технолошкиот процес за производство на стаклена волна, од топење на суровината до конфекционирање, т.е. сечење на готовиот производ во вид на плочи со различна густина и одредени димензии е илустриран на Сл. 14.12.

Сл. 14.12 Технолошки процесс за добивање на стаклена волна

Млазот на течното стакло може да се распрсне во релативно кратки, но многу тенки влакна на повеќе начини. Најмногу е распространета постапката на Hager (центрифугална постапка), кога растопената стаклена маса се пушта да

Топење

Добивање влакна и вбризгување на врзиво

Подолжно сечење

Попречно сечење

Отпад што се рециклира

Поликондензациона комора, врзивото станува жолто

Сушара

Сурови стаклени влакна

21

паѓа на специјална назабена шамотна плоча која ротира со брзина од 3000 до 4000 вртежи/минута, и на тој начин се создава голема центрифугална сила. Поради ударот и големата брзина на вртење на плочата, млазот од стакло се распрснува во тенки влакна со дебелина од 20 µm и релативно мала должина до 30-50mm. Распрснувањето и насочувањето на влакната се потпомага со специјални ножеви низ кои струи компримиран воздух, при што влакната се испреплетуваат меѓусебе заробувајќи повеќе од 98% воздух.

Вака добиената растресита, “сурова” стаклена волна, денес многу поретко се употребува како термоизолационен материјал заради нејзините специфични недостатоци:

• значително намалување на квалитетот при транспорт и складирање, заради намалување на волуменот предизвикано од згуснување, туткање, кршење на извесен број на влакна и преминување во прашина;

• вградувањето бара ангажирање на голем број работници, бидејќи не може да се користи никаква опрема, а при тоа истите мора да бидат заштитени од непожелните дејства на влакната, повреда и дразба на кожата предизвикувајќи осот, црвенили и чешање;

• промена на структурата и својствата во текот на експлоатација во конструкциите заради самозгуснување заради евентуални вибрации и влажење.

Овие недостатоци, делумно или во потполност се елиминираат кога при формирањето на влакната се вбризгуваат врзива, најчесто на база на полимери, т.н. синтетички смоли, со кои се овозможува слепување на влакната и нивно импрегнирање. Од оваа стаклена волна понатаму се изработуваат финални производи за топлинска и звучна изолација, како што се гајтани, профилирани шупливи цевки, душеци прошиениени со друг материјал, и др.

При конфекционирањето на стаклената волна во вид на плочи, кои може да бидат со различна густина и дебелина, меки, полутврди и тврди, крутоста на производите, непроменливоста на обликот и еластичноста се постигнува со тоа што во растреситата стаклена волна се додадаат различни врзива од органско или неорганско потекло. Изборот на видот на врзивото е во функција од видот и својствата на производот. Во зависност од намената, плочите може да бидат каширани, залепени на алуминиумска фолија, на специјална натрон хартија, на стаклена мрежичка, или на стаклен воал.

Стаклената волна се употребува за топлинска изолација на бродови, вагони и други возила, резервоари и сушилни, парни котли и разни цевки, фрижидери за конзервирање на храна и друго.

Во градежништвото се користи за топлинска изолација на ѕидови, тавани и меѓукатни конструкции, подови. Во хидроизолациите се употребува во комбинација со битумен или импрегнирана, или како слој за одвојување на подлогата и изолацијата.

Заради големиот коефициент на апсорпција на звукот, кој изнесува преку 70%, стаклената волна се користи за намалување на непожелните шумови и бучавата, за корекција на звукот и за потполна акустична заштита на објектите. Се применува при изведување на пливачките подови за апсорпција на

22

ударниот звук во меѓукатните конструкции. Притоа мора да се внимава да се употребат плочи со соодветна носивост и се препорачува над нив да се изведе лесно армирана цементна кошулка со минимална дебелина од 4 см. Стаклената волна има слични својства со камената волна.

• Волуменската маса се движи во граници од γ=60 - 80 kg/m3.

• Коефициент на спроведување на топлина не ја преминува вредноста од λ=0,041W/m·ºC . Треба да се нагласи дека 1 m3 стаклена волна, т.е. 1000 литри вклучува во себе 960 литри потполно мирен воздух, кој претставува главен отпор на поминување на топлината, додека количината на стаклото изнесува само 40 литри. Количината на топлина што се пренесува со зрачење сведена е на минимум заради глатката површина на влакната. Токму затоа стаклената волна е одличен топлинско-изолациски материал. Колку за илустрација, слој од стаклена волна со дебелина од 3.5 cm, е еквивалентен на слој од 15 cm дрво, 26 cm шуплива тула, 45 cm полна тула и 95 cm. бетон.

• Стаклената волна не е запалива и отпорна на високи температури. Како изолатор може да се употреби во конструкции во кои температурата варира од - 60 ºC до 600 ºC.

• Не е подложна на гниење и не впива влага.

• Отпорна е на дејство на киселини, освен на флуороводородната киселина.

• Нема никакво хемиско влијание на другите материјали. Стаклените влакна се добиваат со извлекување. Исто како и стаклената

волна и стаклените влакна се добиваат од стаклен крш, отпадоци од стакло, кои претходно се прочистени и измиени, потоа се топат во електрични печки на 1200ºC и доволно течната маса се пушта да минува низ многу мали отвори, дизни, претворајќи се во тенки нишки кои се намотуваат на барабан сместен под печката. Кога барабанот е доволно намотан се врши отсекување во правецот на изводниците и на тој начин се добива стаклен воал од стаклени влакна со должина од 3m.

Стаклените влакна се доволно еластични и затоа се користат за изработка на различни елементи: платна, гајтани, стаклен воал и сл.

Јакоста на затегнување на стаклените влакна е многу голема, во споредба со другите градежни материјали. Зависи од дебелината на влакната и времето на истегнување. На пример, за влакна со пречник од d=0,03 mm изнесува fz=600 MPa, а кај влакната со пречник d=0,015 mm до fz=1300 MPa. Многу важно за овој материјал е и тоа што јакоста на кинење не се намалува со порастот на температурата дури и до точката на размекнување.

Од стакленото влакно се изработуваат различни елементи погодни за практична примена во облик на: платна, воал, перници; гајтани; школки за цевки и друго. Стаклените влакна многу често се користат како “арматура” за различни елементи од пластични маси и слични материјали. (6) Водено стакло е стаклена маса растворлива во вода која се добива со

топење на кварцен песок (силициум двооксид) и алкалии (калиум и натриум) кое е пронајдено од 1825 година.

23

Во индустријата се произведува како:

• растворно стакло, кое е во цврста состојба, и

• раствор, како маслена течност, т.н. “водено стакло” или “течно стакло”.

Воденото, т.е. течното стакло, на воздух, под влијание на јаглен двооксидот (CO2) се распаѓа и слободниот силициум двооксид (SiO2) се претвора во цврста аморфна маса. Помешан со врзива кои имаат вар гради калциум силикат.

Раствореното стакло се користи за импрегнирање на ткаенини, хартија и дрво, за заштита од пожар, за изработка на разни китови, како додаток на лепаци и друго.

Воденото стакло за прв пат е употребено во градежништвото како заштита од пожар. Неколку премази со течно стакло во кое може да се додадат и други несогорливи материјали (прав од азбест, креда и друго) доволни се потполно да го заштитат дрвото од пожар. Подоцна овој материјал се употребува за изработка на лепак за спојување на камен, за изработка на вештачки камен, а посебно како премаз за заштита на порозниот варовник од корозија. Исто така се применува за импрегнирање на ткаенини, хартија и дрво. За изработка на мастикси, китово и др.

Во поново време течното стакло се додава на цементните малтери и бетони со цел да се добие водонепропусен материјал, отпорен на високи температури.

Ако на цементот отпорен на киселини (кој не е хидраулично врзиво) му се додаде раствор од водено стакло се добива врзиво за припремање на малтери и бетони отпорни на дејство на повеќето, органски и неоргански, киселини, и отпорни на дејството на бази.

WEB-страни

www.saint-gobain-glass.com www.climalit.de www.securit-partner.de www.vetrotech.de www.kristal.si www.imsa.it www.formator.hr

1

15. Јаглероводородни врзива и материјали Јаглероводородните врзива претставуваат посебна група на високо-

молекуларни, органски соединенија и затоа се разгледуваат одделно од полимерите и пластичните маси. Хемиски, овие органски врзива се смеса, т.е комбинација на јаглерод, водород и неметални материјали, како што се кислород, сумпор, азот, кои при промена на температурата ги менуваат своите физичко механички својства.

Во градежништвото, главно, како органски врзивни материјали најмногу се користат битуменот и катранот. Многу често, во литературата, битуменот се среќава и под името ”асфалт”. Овие материјали имаат голема леплива моќ, се врзуваат за површината на бетонот, карпестите материјали, песокот, градежната керамика и многу други цврсти материјали кои се користат во градежништвото. Поседуваат многу мала водопропустливост, практично може да се сметаат за потполно водонепропустливи, пластични се и постојани на дејство на атмосферски влијанија. Историски факти

Историски посматрано, битуменот е еден од најстарите инженерски материјали познати од дамнина, бидејќи во природата, слично како и дрвото, се среќава во форма која е погодна за непосредна употреба. Се одликуваат со голема трајност и лепливост. Затоа, уште во праисторискиот период битуменот бил мешан со други материјали и се користел како лепак, заптивач и како водонепропусен, заштитен материјал. Археолошките истражувања покажале дека се употребувал уште во древната месопотамска култура, за заштита од вода на бањите во храмовите и за слични намени. За ова сведочи добро сочуваниот резервоарот за вода, на територијата на денешен Пакистан, изграден околу 3000 год. пред нашата ера. Камените блокови во ѕидовите на резервоарот биле поврзувани со природен битумен а во средината на секој ѕид имало вертикална мембрана од битумен. Ова покажува дека уште од тоа време се знаело за примената на водонепропустливи јадра, истиот принцип којшто денес се користи при модерното проектирање на браните, особено на камените и земјаните насипни брани.

Исто така, Фениќаните ги заптивале рабовите на своите трговски бродови со битумен. Во времето на фараоните, Египѓаните го употребувале како малтер за камените блокови поставени вдолж брегот на реката Нил за да се спречи ерозијата. Битуменот, во тоа време се користел и за мумизирање на телата на фараоните.

Се смета дека Набукодоносор е најраниот претставник што го употребил битуменот за заштита на ѕидаријата во неговата палата а особено за заштита на камените патишта. Затоа, првата регистрирана употреба на битуменот како материал за изградба на патишта е во Вавилон, 625 год. пред нашата ера. И древните Грци занаеле за битуменот, и токму неговото името аспфалт, што често се употребува како синоним, произлегува од грчкиот збор “asphaltos”. Римјаните го користеле битуменот за заштита на нивните бањи, резервоари и аквадукти.

Европските истражувачи на Новиот свет, во 1595 год. откриле природни депозити од битумен, односно го откриле природниот асфалт. Сер Walter

2

Raleigh го опишал езерото од аспфалт на островот Тринидад, близу до Венецуела. Тој го употребил овој материјал за презаптивање на неговите бродови.

Во 1800 год. Thomas Telford изградил повеќе од 1000 км патишта низ Шкотска, усовршувајќи го методот на градење со кршен камен. Неговиот современик, Jhon Loudon McAdam, употребил кршен камен, толченик, којшто го консолидирал со набивање формирајќи така цврста површина на патот, па токму според него ваквиот вид на патишта се нарекуваат “макадам“. Подоцна, за да се намали прашината по патиштата а и нивното пропаѓање, кршениот камен се мешал со врел катран кој служел како средство за поврзување и на тој начин е изграден и првиот коловоз од катран-макадам, предвесник на денешните колвози.

Значи, природниот битумен и катран како врзива биле познати многу одамна, меѓутоа нивниот развој и масовната примена почнува со развитокот на модерните коловози и со примената на нови материјали во градежништвото.

Порастот на автомобилскиот сообраќај, ги ставил инженерите проектанти пред нови задачи, бидејќи големата брзина и зголеменото оптоварување со возните средства, условило патиштата изградени со погоре презентираните методи брзо да пропаднат со значителни оштетувања. Со добивањето на вештачкиот битумен, по индустриски пат, со помош на фракционата дестилација на суровата нафта, доаѓа до потполно истиснување на природниот, кој веќе станал многу скап за експлоатација, се отвораат можности за реализирање на модерните асфалтни и аспфалт-бетонски коловозни конструкции.

Јаглероводородните врзива, во градежништвото денес, исто така, се применуваат како материјали за заштитата од влага и вода на големи инженерски објекти (мостови, вијадукти, тунели, брани, и др.) со цел да се обезбеди нивната водонепропустливост и стабилност. Во високоградбата најмногу се користат како составен дел во системите за хидроизолација, а во индустријата за градежни материјали како врзиво за изработка на различни видови хидроизолациски материјали и материјали за коловози.

15.1. Битумен

Битуменот на нормална температура е течен, пластичен или цврст смолест материјал со црна боја потполно растворлив во јаглерод дисулфид (CS2) и хлороформ (CHCl2). На висока температура е запалив и гори со густ и чадлив пламен. Со загревање на Т= 50-60ºC се размекнува и постепено станува течен на 100ºC. На пониски температури станува се поцврст и потврд. Може нормално да се загрева на температура од 140-180ºC. Битумените се хидрофобни, водонепропусливи материјали со незначително водовпивање, до max 1%. Тие се стабилни и отпорни на дејството на многу киселини. Лесно се раствораат во органски растворувачи: бензин, бензол, хлороформ и друго. Битуменот има добра адхезија, многу добро се слепува со различни видови полнители, додатни материјали. На таа основа се создадени асфалтните раствори и аспфалт-бетонот. При запалување битуменот гори. Тој е добар електроизолатор, има мала вредност на коефициентот на спроведување на топлина, λ=0,15÷0,17 W/m·ºC.

3

Битуменот е дисперзен, колоиден систем кој во својот хемиски состав, според расрворливоста, ги содржи следните главни фракции:

(1) карбени, фракции нерастворливи во јаглерод-тетрахлориди, а растворливи во јаглерод-дисулфид;

(2) асфалтени, фракции растворливи во јаглерод-тетрахлорид и јаглерод-дисулфид, а нерастворливи во лесен раствор од органски алифатски растворувачи, како што се бензинот, хептанот;

(3) малтени, фракции растворливи во сите три споменати растворувачи, вклучувајќи го и хептанот.

Асфалтените и малтените се предоминантни и затоа се вели дека битуменот е колоиден систем каде асфалтените се фаза, цврсти делови, во вид на група молекули во континуирана средина од малтени. Малтените, понатаму може да се поделат на смоли и масла (олеински, нафтени, парафински), кои придонесуваат за големата вискозност на малтените.

Така, може да се констатира дека, битумените како сложени високо-молекуларни органски соединенија, главно, се состојат од:

Ø масла (40÷45 %), Ø смоли (18÷48 %), и Ø асфалтени (15÷30 %).

Понекогаш содржат и значителни количества парафин и сулфур. Со зголемувањето на содржината на маслата и смолите, се зголемува пластичноста на битумените. Обратно, со зголемувањето на асфалтените, парафинот и сулфурот, се зголемува тврдоста и кртоста, кои се непожелни својства на битуменот. Со текот на времето, заради атмосферските влијанија (температурните промени, сончева светлина, загревање, дејството на вода и кислородот од воздухот), битумените ги менуваат својствата, стануваат по крти и по тврди. Овој процес на бавно менување на својствата во текот на времето се вика стареење. Ова се должи на тоа што, се намалува содржината на маслата и смолите заради испарување на дел од испарливите фракции и претворањето во асфалтени.

Битуменот, според начинот на добивање може да биде: Ø природен, и Ø вештачки, т.н. рафинериски битумен кој се добива со фракциона

дестилација на нафтата. I. Природниот битумен се среќава како:

(1) потполно чист, или слободен битумен, кој се наоѓа во цврста состојба и се јавува како последица на згуснување на нафтата во одделните слоеви на земјината кора, или

(2) врзан со други материјали, минерални примеси, најчесто помешан со песок, варовник и глина-иловача, формирајќи на тој начин битуменски импрегнирани карпи или битуменски песоци со неколку проценти битумен.

Во зависност од присуството на битумен, врзаниот битумен може да биде:

4

2.1 Камен асфалт (Rock Asphalt) кој се состои од порозен варовник или од песочни карпи импрегнирани со битумен чие присуство вообичаено изнесува мин.10%, или преку 20%. Најпознати наоѓалишта:

ü регионот Val de Travers во Швајцарија; ü Gard- област во Франција, ü Ragusa, во Италија, ü “катрански песоци“ во Северна Америка;

2.2 Асфалтни езера, се состојат од битумен со дефинирани минерални примеси дисперзирани низ истиот. Најпознато наоѓалиште е на островот Тринидад во Атлантскиот океан:

ü Езеро Тринидат- Trinidad Lake, Површина :35 ha Длабочина: 100 м Состав: Ø 55% битумен

Ø 35% минерални материи Ø 10% органски материи

Експолоатација: • асфалтот се копа од езерото; • делумно се рафинира, т.е се прочистува во отворени казани за дестилација во кои се доведува вода загреана на 160ºC;

• се филтрира; • се полни во буриња; • се испорачува.

Битуменот размекнува на Т=50÷60ºC, а станува течен на 100ºC. Затоа за одвојување на битуменот потребно е најпрво ситнење на каменот и обработка со топла вода или со некој органски растворувач. Експлоатацијата на природниот битумен е многу скапа, така што, ако присуството на битуменот во природната мешавина е помало од 2÷3% издвојувањето не е економски оправдано. Тогаш, оваа природна мешавина се меле и се добива асфалтен прав, кој претставува многу ценета суровина за припремање на асфалт-бетон. На овој начин се добива т.н. асфалтно брашно кое се состои од фино сомелени честички од карпест материјал натопени со битумен.

Ако асфалтното брашно се помеша со природен или вештачки битумен се добива асфалтен мастикс. Асфалтен мастикс се прави на тој начин што во загреан битумен до 150ºC се додава асфалтно брашно и камена ситнеж (големина на зрната 1÷5 mm) и масата интензивно се меша. После тоа, оваа маса се лее во призматични тела со тежина од 25 kg кои веднаш, откога ќе се

5

оладат, може да се употребуваат за припремање на различни мешавини, на пример за лиен асфалт. II. Вештачкиот битумен е материјал кој се добива како остаток при фракционата дестилација на суровата нафта после одвојувањето на бензинот и разните масла. По чист е од природниот битумен и неговиот хемиски состав зависи од потеклото, од составот на нафтата и ориентационо се смета дека истиот се движи во следните граници:

• јаглерод (C) 70÷80 %; • водород (H) 10÷15 %; • сумпор (S) 2÷9 %; • кислород (O) 1÷5 %; • азот (N) 0÷2 %.

Со текот на времето, под влијание на температурните промени, сончевата светлина и кислородот од воздухот, биту-менот го менува составот, а со тоа и својствата. Се намалува содржината на маслата и смолата, а му се зголемува тврдоста и кртоста. Овој процес се вика стареење на биту-менот кој што е многу поизразен кај вештачките битумени отколку кај природните.

Оксидација на битуменот Рафинираниот битумен е многу мек и не ги задоволува потребните,

пропишани критериуми за квалитет за да може да се примени при изградба на патиштата. Затоа, вака добиениот битумен поминува низ процесот на доработка, т.н. процес на дување или оксидирање.

ê СЕ ВБРИЗГУВА ВОЗДУХ ПОД ПРИТИСОК ВО УСЛОВИ НА

КОНТРОЛИРАН ТЕМПЕРАТУРЕН РЕЖИМ, Т=260 ºC Ø кислородот од воздухот реагира со одредени состојки од битуменот, се случуваат сложени хемиски процеси при што доаѓа до т.н отворање на јаглеродиводородните синџири и оксидирање на битуменот;

Ø се формираат соединенија со поголема молекуларна тежина;

Ø се зголемува содржината на асфалтените за сметка на малтените; Ø се добива поцврст, потврд битумен со помала дуктилност и со намалена чувствителност на температурни промени.

Sl. 15.1 Atmosferska ili vakuуm destilacija

SUROVA NAFTA

MAZUT

ostatok BITUMEN

DUVAN BITUMEN

IZDVOJUVAWE NA MASLA

Iздвојување на бензин и керозин

6

15.2 Катран

Катранот е многу сложено хемиско соединение кое често во практиката се идентификува со битуменот, што е многу погрешно. Основната разлика е во суровинските бази од кои се добиваат. Како што беше веќе кажано, битуменот се добива како остаток од фракционата дестилација на нафтата. Катранот се добива по пат на сува дестилација (загревање на Т=1000ºC без присуство на воздух) на органските материјали: камениот јаглен, кафеавиот јаглен, дрвото и друго.

Катранот е густа, темно црна маслена течност со специфичен мирис и со различни својства зависно од суровината од која е добиен.

Главна разлика меѓу битуменот и катранот е тоа што катранот многу побрзо старее. Катранските врзива се многу почувствителни на температурни промени, а приврзувањето на катранот за агрегатот е подобро отколку што е адхезионата моќ на битуменот и затоа многу често, во практиката, на битуменот му се додава одредена количина на катран.

Катранот е отпорен на дејство на нафтените деривати, и се применува во оние случаи кога битуменот, заради помалата отпорност не може да биде употребен.

Суровиот катран ретко кога се употребува непреработен. После сувата дестилација се врши фракциона дестилација со цел да се добие најпогодниот материјал за целта за која се применува. Катранот најчесто се користи за потопување или премачкување на дрвени конструкции, заштита на метални конструкции, потопување на хартија или текстилен материјал за добивање на хидроизолационен материјал, изработка на маса за коловозни конструкции. При фракционата дестилација се одвојуваат: (1) лесни масла на Т=170 ºC, кои содржат бензол (55 %), нафталин (до 15%),

фенол (12 %); (2) средни масла (170÷230 ºC) кои содржат голем процент на нафталин (30÷40

%), фенол (15÷35 %). Се употребуваат како разредувачи на јаглеродните врзива и омекнување на катранската смола;

(3) тешки масла (230÷270 ºC) често се мешаат со смоли и други масла; (4) антраценски масла, последна фракција на суровиот катран која се добива

на Т=270÷370ºC, и се користи како материјал за импрегнирање на дрвото и како додаток на катранските смоли за припремање на јаглероводородните врзива за коловозите на патиштата;

(5) катранска смола е цврст материјал со црна боја и претставува остаток при дестилацијата на суровиот катран, и во зависност од температурата на прекинот на дестилацијата се добиваат катрански смоли со различна тврдина, според тоа дали содржат повеќе или помалку други фракции, како масла. Денеска, многу често катранските смоли, припремени на специјален начин,

се користат како хидроизолациони премачкувачи за импрегрирање на дрвото, за изработка на кровна хартија и во нискоградбата за изработка на коловозната покривка на патиштата.

7

15.3 Испитување на својствата

15.3.1 Вискозност

За битуменот најчесто се одредува динамичката, или апсолутната вискозност (Pa·sec) на 60ºC (МКС Б. Х8. 620), или кинематичката вискозност (МКС Б. Х8. 621) на температура од 135ºC (m2/sec). За испитување на овие карактеристики се користат соодветни вискозометри кај кои мерењата се спроведуваат на база на теориските дефинициии на вискозноста, па во согласност со тоа вискозноста се изразува во Pa·sec.

За практични цели, вискозноста на јаглероводородните врзива се определува со помош на Redwood-овиот и Engler-овиот вискозометар. Вискозноста на катранот, и на уште некои други материјали на база на битумен, на пример на разредениот битумен, се одредува со Redwood-овиот вискозиметар, при што како показател на вискозноста се усвојува времето во секунди потребно низ одредена млазница да истечат 50 cm3 од материјалот. Отворите на млазницата се 10 mm или 14 mm, што се бира во зависност од вискозноста на примерокот, додека температурата на која се врши мерењето е 30ºC, односно 40ºC, соодветно.

Стандардната вискозност на јаглероводородните врзива, која може да се спореди со времето на истекување на 200 cm3 вода на температура од 20ºC, се испитува со Engler-овиот вискозометар, шематски прикажан на Сл. 15.2.

Металниот сад (1), до означеното ниво (240см3) се полни со испитуваната течност. Овој сад се поставува во друг, поголем, т.н. водена бања (2). Со помош на навојот (3) садот (1) се доведува во хоризонтална положба. Истовремено се мери температу-рата во двата сада. Во моментот кога температурата на материјалот во садот (1) и на водената бања (2) ќе се изедначи на 20ºC, се поткрева затворачот на отворот (4) со дијаметар ∅28 мм, и се мери времето θ1, за кое од садот (1) ќе истече волумен од 200см3 од испитуваниот материјал. Вака опреде-лената вискозност се изразува во Engler-ови степени:

Еº= θ1/ θ2 каде θ2 претставува времето кое е потребно низ истиот отвор да истече дестилирана во-да со ист волумен и температура.

Сл. 15.2 Engler-овиот вискозометар

За секој материјал се испитуваат по три пробни тела и се пресметува средната вредност на вискозноста. Ако се случи одделните измерени вредности да се поголеми за 5% од средните, тогаш испитувањето мора да се повтори. Сите течности со вискозност поголема од 15ºE на 20ºC, се испитуваат во вискозометар за катран со отвор на млазницата од 14 mm.

8

16.3.2 Реолошки карактеристики Реолошките карактеристики на битуменот се испитуваат со специјални

апарати кои овозможуваат да се прати неговото однесување во текот на времето при константно напрегање.

Овие апарати, пластометри, еластометри, реометри, конзистометри, главно се применуваат за дефинирање на функционалната зависност t-ε, каде t е време, а ε дилатација на примерокот кој е оптоварен аксијално со константна сила која предизвикува константно напрегање σ. Во моментот t=0 кога се аплицира соодветното оптоварување се јавува еластична, т.н. Хуковска дилатација εmom. Ако товарот со непроменет интензитет дејствува и понатаму за време t=t1, примерокот ќе се деформира, зависноста t-ε е нелинеарна и е прикажана со кривата на Сл. 15.3. После растоварувањето во моментот t=t1, дилатацијата опаѓа за вредноста на еластичната, или уште т.н. моменталната дилатација εmom. Со текот на времето, дилатацијата и понатаму се намалува тежнејќи асимптотски да се приближи кон апцисната оска. На овој начин јасно се диференцираат повратната временска деформација εpov и заостатната, пластична неповратна деформација εtraj.

Сл. 15.3 Деформации на битуменот во функција од времето

За битуменот од посебно значење е вредноста на деформацијата εtraj. Испитувањата покажале дека оваа вредност се зголемува со зголемување на содржината на масла. Таа исто така расте со зголемувањето на температурата, како и со должината на траењето на оптоварувањето, времето t1.

16.3.3 Пенетрација (МКС Б. Х8. 612)

Пенетрација е длабина на продирање на игла со стандардни димензии за време од 5 секунди на температура од 25ºC, при што оптоварувањето на иглата е секогаш 100g. Испитувањето се врши во специјални апарати пенетрометри, на пробно тело кое се подготвува според точно дефинирана постапка опишана подолу.

Цилиндричен лимен калап со пропишани димензии, d=55 mm и висина 35mm, Сл. 15.4, се полни со битуменот што се испитува до висина од 15-25mm и се држи во сушилна 1 час на температурата на топење за да се отстрани воздухот. После стврднувањето пробата се темперира во топла вода се додека масата не ја постигне температурата на која се врши испитувањето, вообичаено на 25ºC. Иглата на апаратот се приближува до површината на пробното тело што се контролира со помош на систем од огледала.

9

Сл. 15.4 Испитување на пенетрација

Иглата е поврзана со скала поделена на 360º и секој степен покажува спуштање на иглата за 1/10mm. Пред почетокот на експериментот, се чита положбата на иглата s1. Со помош на специјално копче се ослободува шипката што ја држи иглата, таа продира во материјалот за време од 5 секунди, по што се запира, и на скала се отчитува соодветниот број на степени s2. Разликата ∆s=s2-s1, или 10·∆s=(s2-s1)·10 (mm) ја одредува длабочината на продирање, т.е. пенетрацијата. Иглата се спушта на три различни места и како резултат се зема просекот.

Испитувањето на пенетрацијата е основа за идентификување на квалитетот на коловозните битумени кои се користат за изведување на коловозни покривки на патиштата. Според пенетрацијата, овие битумени носат ознака BIT 200, BIT130, BIT 45, и.т.н., што значи дека продирањето на стандардната игла изнесува 20mm, 13mm, 4,5mm, соодветно. Испитувањето на оваа особина овозможува да се дефинира и вискозноста на битуменот. Имено, со оглед на поврзаноста на овие својства, постојат низа емпириски обрасци кои ја дефинираат зависноста вискозност-пенетрација за различни вредности на температурата.

15.3.4 Точка на размекнување (МКС Б. Х8. 613)

Битуменот, како аморфен материјал, се размекнува во еден поширок температурен интервал. Затоа, за практични потреби е воведен поимот конвенционална точка на размекнување на битуменот. Тоа е температура која се добива со примена на интернационалната метода со прстен и топче (PT), односно прстен и кугла, т.н. (PK) метода.

За секој примерок од битуменот, испитувањето се врши во стандардизирани уреди на две пробни тела истовремено, Сл. 15.5.

Припремањето на пробните тела се врши истовремено во прстени со дефиниран дијаметар и висина, според постапката опишана во стандардот. Примероците се поставуваат на горното ниво од држачот за прстени кој што е сместен во стаклен сад исполнет со соодветна течност.

Ако точката на размекнување ПК е во распонот 25-80ºC, тогаш како течност се користи, или провриена вода или дестилирана вода со почетна температура од 5ºC. Ако очекуваната точка на размекнување е над +80ºC тогаш примероците се поставуваат во бања од глицерин со почетна температура од 30ºC. Течноста се загрева со рамномерен пораст на температурата од 5ºC во

10

минута. Пред почетокот на загревањето, над прстените центрично се поставува топче со дефинирани димензии и маса (d=9,53mm и маса m=3,5 gr).

Сл.15.5 Уред за испитување на точката на размекнување на битуменот

Со порастот на температурата битуменот почнува да смекнува и се забележуваат видливи деформации, односно спуштање на топчето низ прстенот. За секое пробно тело од прстен и топче се забележува температурата при која топчето, заедно со делот од битуменот со кој е во контакт, пропаѓа низ прстенот и ја допира долната платформа од држачот на прстените. Ако разликата помеѓу измерени температури на двете пробни тела е поголема од 1ºC, целата постапка мора да се повтори на нови пробни тела од истиот примерок на битуменот што се испитува.

Испитувањето на точката на размекнување по PK е една од основните стандардни методи за идентификација на видот на битуменот. Точката на размекнување по PK, заедно со пенетрацијата се применува за означување на битуменот кој се користи во индустриски цели. На пример, ако ознака на еден тип на дуван битумен е 85/40, тогаш првиот број означува дека температурата на размекнување е 85ºC, а вториот број дека пенетрацијата изнесува 4 mm.

15.3.5 Растегливост - дуктилност (МКС Б. Х8. 615)

Рестегливоста, односно дуктилноста на јаглероводородните врзива е функција од вискозноста.

Дуктилноста на битуменот се одредува во дуктилометри, апарати со помош на кои се врши постепено растегнување на пропишаниот примерок од битумен се до моментот на прекин.

Испитувањето се врши на примероци, во вид на осмици, Сл.15.6, загреани на температура од 25ºC, со површина на пресекот на најтенкото место од 100mm2. Брзината на развлекување изнесува 5 cm/min.

Како мерка на дуктилноста се усвојува апсолутното издолжување Δℓ на примерокот непосредно пред кинењето изразено во mm, Сл.15.6. По правило, растегливоста на битуменот се зголемува со зголемување на содржината на смоли и за повеќето битумени изнесува 100см, а се добива како средна вредност од истовременото испитување на три пробни тела.

11

Сл. 15. 6 мерење на дуктилноста на битуменот

15.3.6. Точка на лом по Фрас (Fraass)- МКС Б. Х8. 616

Точката на лом по Фрас претставува температура изразена во ºC на која слој од битумен со одредена дебелина пука, ако се лади и свиткува под пропишани услови.

Сл.15.7 Определување на точката на лом по Фрас

Испитувањето на оваа карактеристика се врши со специјален апарат во кој се поставува челична плочка со пропишани димензии (41/20мм) загреана до одредена температура, со претходно нанесен рамномерно распределен слој на битумен преку целата површина, Сл. 15.7. Димензиите на плочката се такви да во моментот на најголемо свиткување оддалеченоста на краевите изнесува 36 mm. Плочката се свиткува секоја минута и истовремено постепено се лади. Падот на температурата изнесува 1ºC/min. Температурата на која се врши испитувањето претставува температура на воздухот во непосредна близина на плочката.

Како точка на лом по Фрас се дефинира температура при која на слојот од битумен се регистрира првата пукнатина.

15.3.7 Индекс на пенетрација (МКС Б. Х8. 614)

При оценка на квалитетот на битуменот големо значење има и односот помеѓу пенетрацијата и температурата на размекнување. Во зависност од условите при кои се изведува експерименталното испитување, битуменот е поквалитетен ако при одредена температура на размекнување има поголема вредност на пенетрацијата. Со други зборови, односот помеѓу пенетрацијата и температурата на размекнување предтставува мерило за температурната чувствителност на битуменот.

Температурната осетливост на битуменот во праксата најчесто се дефинира со помош на т.н. индекс на пенетрација IP, кој е функција од пенетрацијата и точката на размекнување по PK:

12

IP=A501

A50020−− , 15.1

каде е: А- коефициент на пропорционалност Авторите на оваа метода за дефинирање на температурната осетливост на

битуменот тргнале од претпоставкита презенирани подолу. Ø Зависноста помеѓу логаритмот на пенетрацијата и температурата (во

интервал до 60 ºC) е линеарна: l log Pen=AT+C, 15.2

каде е C- константа која зависи од видот на битуменот. Коефициентот на пропорционалност А исто така е мерка на температурната осетливост на битуменот со вредност што се движи во границите помеѓу 0,013 и 0,06 за различни типови и врсти на битумен. Коефициентот на пропорционалност може да се добие од вредноста на пенетрацијата за две разпчни температури T1 и T2:

21

2TT

TTPenlogPenlog

A 1

−

−= 15.3

Ø Усвоено е дека пенетрацијата на битуменот за температурата на точката на размекнување PK за сите врсти на битумен изнесува 800 пенетрациски единици, а коефициентот на пропорционалност А се пресметува од вредностите на точката на размекнување PK и пенетрацијата на температура од +25ºC, според релацијата:

25TPenlog800logA

PK

25

−−

= . 15.4

За пресметаната вредност на коефициентот на пропорционалност А од равенката 15.4, се определува идексот на пенетрација IP од релацијата 15.1

Сл. 15.8 Определување на индексот на пенетрација

Еталонскиот битумен на основа на ваквиот начин на изразување на температурната осетливост има IP=0, битумените со поголема температурна осетливост во однос на еталонот имаат индекс на пенетрација со знак (-), а оние со помала со знак (+).

Pен

етра

ција

Pен

етра

ција

на

250 C

(лог

. размер

)

13

Вредноста на индексот на пенетрација IP, освен по математички пат, може да се определи и графички со помош на номограми кои се презентирани во стандардот, а на Сл.15.8 е покажана само скица за да може да се објасни постапката на користење на овие дијаграми. На пример, на Сл.15.8(а) се прикажани графички функциите IP кога и точката на размекнување и пенетрацијата се нанесуваат во линеарни размери. На Сл.15.8(b) функцијата IP одговара за случајот кога на апцисата се нанесува точката на размекнување по PK во линеарен размер, а на ординатната оска пенетрацијата во логаритамски размер. Во двата случиа конкретната вредност IP се добива во пресечната точка на измерени вредности на PK и на пенетрацијата, нанесени соодветно на апцисната и ординатата оска. Доколку пресекот не се поклопува со некои од линиите IP, резултатот се добива со интерполација, односно со проценка.

15.3.8 Стабилност на битумените

Во практиката, кога битуменот се користи за подготвување на аспфалт или аспфалт бетон, тогаш се загрева на повисоки температури, со цел да му се намали вискозноста и да се овозможи обвиткување на камениот агрегат со слој на битумен со оптимална дебелина. Покрај ова доаѓа и до хемиски процеси во битуменот и до менување на неговите карактеристики. За оцена на овоие промени се врши и соодветно испитување. При ова, примерок од битумен со дебелина од 4 mm излиен во сад со пречник од 128 mm, 5 часа се грее на температура од 163 ºC. После ова се мери губитокот на маса, а се вршат и некои од погоре опишаните испитувања, па на база на анализа и споредување на добиените резултати се донесува заклучок за стабилноста на битуменот. Важечките технички прописи прецизно ги дефинираат границите во рамки на кои може да се движат карактеристиките на битуменот после завршеното испитување на стабилноста.

15.3.9 Парафински број кај битуменот и одредување на одделни фракции при дестилација до 350 ºC кај катранот

Испитувањата за кои овде станува збор припаѓаат во категоријата на дестилациони методи со помош на кои се утврдува стандардиот квалитет на битуменот, односно катранот.

Парафинскиот број на битуменот претставува процентуалното учество на парафинот во битуменот. Се одредува со дестилација на битуменот на 420 ºC и дополнително одделување на парафинот од дестилатот со помош на алкохол и ладење до -20 ºC. Се изразува во тежински проценти.

Содржината на одделни фракции при дестилација до 350 ºC кај катранот е дефинирана со соодветниот стандард за катран во рамки на кој се дадени условите кои се однесуваат на водата, лесните масла до 170 ºC, средните масла до 270 ºC, тешките масла до 300 ºC, антраценските масла преку 300 ºC и смолниот остаток.

14

15.4 Примена на јаглероводородните врзива кај коловозните конструкции

(1) Битумен за коловози (МКС У. М3. 010)

Овој битумен според вредноста на пенетрацијата се дели на пет врсти: BIT 200, BIT 300, BIT 45, BIT 25 и BIT 15. Битумените за коловози мора да ги задоволат барањата за квалитет пропишани со цитираниот стандард и презентирани во Табела 15.1. Производителите на битумен се должни најмалку еднаш месечно да прават комплетно испитување на сите врсти на битумен кои се во нивната производна програма.

Табела 15.1 Преглед на видови на битумен и нивни карактеристики според МКС У.М3.010

Видови на битумен

Особини БИТ 200

БИТ 130

БИТ 90

БИТ 60

БИТ 45

БИТ 25

БИТ 15

1. Пенетрација (длабочина на продирање на 25°C)

d (mm)

160 до 210

120 до 150

80 до 100

50 до 70

35 до 50

20 до 30

10 до 20

2. Точка на размекнување по ПК (PK) °C

37 до 43

41 до 46

45 до 51

49 до 55

54 до 60

59 до 66

66 до 72

3. Индекс на пенетрација, ИП-IP најмалку -1,0 -1,0 -1,0 -1,0 -1,0 -1,0 -1,0

4. Дуктилост (растегливост) на 25°C cm 100 100 100 100 50 15 5

5. Точка на лом по Фрас (Fraass), најмногу °C -15 -13 -11 -8 -6 -3 +1

6. Содржина на парафин, најмногу маса % 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

7. Нерастворливи состојки во тетрахлорјаглерод (CCl4), најмногу

маса % 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

8. Релативна густина на 25°C, најмалку 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

9. Губиток на маса после 5 часа загревање на 163°C, најмногу

маса % 1,0 0,8 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5

10. Намалување на пенетрацијата после загревање, најмногу % 40 40 40 40 35 35 30

11. Точка на лом по Фрас после загревање, најмногу °C -12 -10 -8 -6 -4 -1 +3

12. Динамичка вискозност на 60°C cP се определува

13. Кинематичка вискозност на 135°C cSt се определува

15

Се применува за изработка на коловозни конструкции, а исто така служи како суровинска база за индустриско производство на материјали за патиштата како што се битуменски емулзии и разреден битумен. Покрај ова, битуменот за коловози се применуваат во индустриското производство на хидроизолациски материјали.

Со процесот на оксидацијата на битуменот сe зголемуваат асфалтените за сметка на малтените (маслата и смолите) и се добива потврд битумен кој може да се примени за изградба на патиштата.

Со многу истражувања е докажано дека ако се споредат резултатите од испитувањата на битуменот пред употребата во асфалтната мешавина и по неколку години по вградувањето, ќе се утврди видна промена во квалитетот. Битуменот ќе биде многу крт, ПК ќе се зголеми, пенетрацијата ќе се намали, а Фрасот ќе порасне. Tоа придонесува да се појават пукнатини на коловозната конструкција.

Од друга страна битуменот има мал температурен интервал на употреба. На ниски температури се стврднува и се повеќе се однесува како цврсто тело со значителни пластични деформации, а на високи температури омекнува и се приближува кон однесувањето на течностите.

Ова условува зимно време, на ниски температути под дејство на сообраќајното оптоварување да се јават пукнатини на патот, а летно време да се појават видливи деформации под тркалата на возилата, т.н. колотраги. Во вакви услови на експлоатација се јавува и замор на материјалот. Поради овие и други слабости на битуменот за коловози, со цел да се зголеми моќта на врзување на битуменот со агрегатот, многу често му се додавале одредени површински активни материјали, т.н. допови. Меѓутоа, се покажало дека и ваквиот начин на подобрување бил со променлив квалитет. Затоа, во седумдесетите години од минатиот век почнува да се применува постапката на додавање на термопластични полимери со што се забележало евидентно подобрување на својствата на битуменот во асфалтните мешавини. Така добиенит битумен всушност претставува полимер модифициран битумен Полимер модифициран битумен

По дефиниција е битумен чии реолошки својства се подобруваат со додавање на термопластични полимери. Најчесто полимеризацијата се врши со термопластичниот каучук SBS (стирен-бутадиен-стирен). Во одредени услови може да се употреби и термопластичниот каучук SIS (стирен-изопрен-стирен). Термопластичните полимери на нормална температура се еластични гуми, а кога ќе се загреат над определена температура постануваат пластични.

Додавањето на овие полимери придонесува, битуменот да биде пофлексибилен, да се зголеми неговата еластичност на ниски температури, да се прошири температурното подрачје на примена и конечно да се зголеми векот на трајноста на асфалтната мешавина приготвена со ваков битумен. Исто така овие битумени имаат и неколку пати поголема отпорност на удари од обичниот битумен.

Резултатите од лабораториските испитувања на однесувањето на асфалтните мешавини со полимер модифицитаниот битумен покажуваат дека амортизацијата на коловозите е намалена за 40-50%, а деформациите за 50 до 70%, што е условено од подобрувањето на следните карактеристики:

16

• поголема прилагодливост на асфалтот во зима,

• зголемена стабилност во лето,

• поголема лепливост за агрегатот,

• намалување на абењето и заморот на материјалот. Полимер модифицираниот битумен во високо развиените земји во

последните 25 години се користи многу и скоро не може да се замисли да се изгради пат со промена на обичниот битумен за коловози.

(2) Емулзии и други врзива

За многу работи во градежништвото, катранските смоли и релативно цврстите битумени, кои пред употреба мора да се загреат, не се многу погодни за изведување на работите на терен, исто така и резултатите што се постигнуваат со нивната употреба не се на задоволително ниво.

Затоа денеска се произведуваат палета од материјали на основа на битументот и катранот кои може да имаат мала вискозност и можност за работа на ладно. Во оваа група спаѓаат многу видови маси и пасти чија употреба е различна. и во трговската мрежа се продаваат под различни имиња. Битуменските и катранските емулзии

Се добиваат со снажно мешање на вода со битумен или катран и други додатоци - емулгатори со што се добива дисперзен систем. Битуменот дисперзиран во ситни честички со големина од (0,1÷10)·10-3 mm претставува дисперзна фаза, додека водата е дисперзна средина. Количината на врзивото може да биде многу различна (40÷60 %), а емулгаторите се застапени само со 2%. Емулзиите се лепливи кафени еднобојни течности со помала или поголема вискозност.

Според составот емулзиите се делат на:

• алкални, • кисели.

Алкалните служат за врзување на агрегати од седиментни карпи, а другите, киселите за врзување на агрегат од кварц, сиенит, базалт, односно со агрегат од еруптивни карпи. Во двата случаи битуменските емулзии се добиваат со снажно мешање на компонентите при што содржината на битументот е 50÷70 %.

Според брзината на распаѓање, односно стабилноста, тие се делат на три основни врсти:

1. настабилни (NE 50), 2. полустабилни (PE 55), 3. стабилни (SE 55).

Бројната вредност претставува вредност на минималната содржина на битумен во проценти.

Емулзиите главно се применуваат за површинската обработка и стабилизација на одделни конструктивни елементи и на полнилата во

17

мешавините. Кога ќе се изврши премачкување на конструкцијата, или мешање на камениот материјал со емулзијата, таа ќе се “распадне”, т.е. еден дел од водата ќе испари, а другиот дел ќе ја впие конструкцијата, такашто преку премачканите површини ќе остане многу тенок слој на црн сјаен битумен.

Емулзиите многу добро се прилепуваат за цврстите и чисти подлоги. Разни врсти на премачкувачи може да се мешаат, т.е. да се разредуваат со вода, додека за појаки и густи слоеви за изолација може да се мешаат со различни органски и неоргански материјали. Компатибилни се со цементот, хидратизираната вар, каменото брашно, азбестните влакна, прав од плута и друго. Разредени битумени

Во групата на ладни премачкувачи покрај емулзиите спаѓаат и разредените катрански и битуменски емулзии. Кај овие вискозноста се симнува привремено се додавање на соодветни растворувачи.

Разредениот битумен се добива на тој начин што битуменот прво се загрева до точката на потполно размекнување, а потоа, подалеку од изворот на топлина, се додава постепено бензин постојано мешајќи до саканата конзистенција. Вака припремениот материјал се пакува во метални буриња и веднаш може да се транспортира на градилиште. Оваа врста на разреден битумен спаѓа во групата на запаливи материјали што е особено важно да се знае за да може правилно да се ракува при употребата и чувањето во стоваришта и складишта. Битуменот од оваа врста според граничните вредности на вискозноста (изразена во секунди) се дели на пет видови:

RB 0/1, RB 5/10, RB 30/50, RB 100/170, RB 200/300. Разредениот битумен е особено погоден за површинска обработка и за

стабилизирање на тлото со битумен.

15.4.3 Асфалт бетон

Асфалт Под асфалт во општ случај се подазбира вештачки камен материјал, најчесто со конгломератна структура, кој се добива како резултат на стврднување на мешавина од јаглероводородните врзива, катран или битумен, камено брашно и по крупен камен агрегат - песок, шљунак и дробен камен.

Како што беше напоменато, вакви мешавини може да се сретнат и во природата, па може да се говори за природен и вештачки асфалт. Овие мешавини се користат за изработка на носивите, врзивните и горните слоеви на коловозната конструкција кај современите патишта.

Во масовна примена се вештачките асфалти кои во принцип претставуваат мешавина на:

• битумен за коловози, разреден битумен, битуменски емулзии и катран за коловози,

• камен агрегат: камено брашно (филер), песок и камена ситнеж. Во зависност од врстата на мешавината и технологијата на изработка

постојат повеќе типови на асфалти:

18

• асфалти за површинска обработка;

• лиени асфалти;

• асфалт-бетони; • специјални асфалти.

Асфалт-бетон Овој градежен материјал се состои од јаглероводородни врзива и инертен

минерален материјал со различна големина на зрната. Тој е вештачки градежен материјал добиен како резултат на интензивно мешање и подоцна стврднување на асфалтната маса од песок, толченик и шљунак.

Ако асфалтната маса не содржи толченик и шљунак туку само песок помешан со битумен, тогаш се добива асфалтен малтер.

Тежинскиот однос помеѓу одделните компоненти кои влегуваат во составот на асфалт-бетонот зависат од нивната примена. Асфалт-бетонот според намената се класифицира на:

• асфалт-бетон за патишта;

• асфалт-бетон за аеродроми;

• асфалт-бетон за тротоари;

• асфалт-бетон за хидротехнички објекти и

• индустриски асфалт-бетон (за покривање на подови од гаражи, подови од фабрички хали и друго).

Според содржината на порите, асфалт-бетонот се дели на:

• порозен; • густ.

Порозниот асфалт-бетон содржи до 10 % пори, а додека густиот до 5 %. Порозниот асфалт-бетон се користи за покривање на горните слоеви на подлогите за патиштата.

Во зависност од температурата на масата при употреба, асфалт-бетоните се делат на: врели, топли и ладни.

Најмногу се користат врелите асфалт-бетони (загреани на температура од 140÷170ºC), потоа топлите (загреани на 60÷100 ºC), и најпосле ладните асфалт-бетони (загреани на 5÷45 ºC).

Според технолошките особини асфалт-бетоните може да бидат: лиени, пластични и тврди. Како полнило, односно ситнозрнест агрегат, за изработка на асфалт-бетонот и малтерот се користи природен или дробен кварцен песок со големина на честичките 3÷5 mm. Освен кварцниот песок, како ситнозрнесто полнило често се користи и мелен варовник, доломит, згура од високите печки или лесен, т.н. летечки пепел од термоелектраните. Како крупно зрнесто полнило се користи природен карпест материјал со сосема ист гранулометриски состав како и кај бетонот со цементно врзиво.

19

Покрај битуменот, песокот, толченикот (шљунак), во текот на изработката на асфалт-бетонот му се додаваат и други материјали како што се површински активни допови, адитиви и друго.

Прва етапа во припремањето на асфалт-бетонот се состои во интензивно мешање, хомогенизација на компоненти од агрегатот. Пред мешањето сите материјали добро се сушат во сушална во вид на барабан. После сушењето основните компоненти се загреваат на температура од 200÷220ºC и тоа одвоено од битуменот. Вака загреаните материјали по фракции одат на вага за дозирање. Битуменот се загрева посебно во котли на температура од 140÷170ºC и се мери, т.е. дозира според претходно пропишаната рецептура. Добро измешаните компоненти веднаш се користат за вградување со специјални автоматски машини за поставување на асфалт-бетон.

Особините на стврднатот асфалт-бетон зависат од количината на одделните компоненти кои влегуваат во неговиот состав. Главно, содржината на врзивото не смее да биде застапено во големи количини, односно да не ја надмине оптимално потребната количина. Во тој случај врзивото ќе ги обвитка сите честички од шљунакот и песокот со дебел слој, и под дејство на притисокт од сообраќајното оптоварување и при зголемената температура би дошло до големи деформации на масата и до потиснување на агрегатот во длабочината. Заради ова врзивото ќе се придвижи кон површината и ќе настане сегрегација на материјалот што ќе услови битна промена на сите својства: масата на асфалт-бетонот ќе стане премногу пластична, а јакоста на материјалот драстично би се намалила, ќе ослабе и врската помеѓу зрната на агрегатот, ќе се влоши неговата трајност, и др.. Токму затоа, при изработка на рецептурата на асфалт-бетонот, посебно треба да се обрне внимание на пресметувањето на потребната оптимална количина на врзиво. Најчесто таа количина може приближно да се определи според следната емпиријска релација (релација на Диреј):

5 S·4b = каде е: b - количина (маса) на битуменот во проценти во однос на масата на агрегатот; S - површина на зрната на агрегатот во m2 за 1kg агрегат, или приближно

S=2,65 m2/kg (за средна вредност на волуменската маса на зрната на агрегатот е земена вредноста γ =2650kg/m3).

Во зависност од видот на агрегатот и неговиот гранулометриски состав, содржината на битуменот во асфалт-бетонот се движи во границите од 4÷11% во однос на масата на агрегатот. Пресметувањето на потребната количина на врзиво може да се врши со примена на повеќе постапки при што треба да се знаат точните вредности на специфичната маса на конкретните јаглероводородни врзива. Ако не се располага со вакви податоци, за приближни пресметувања може да се усвојат и следните ориентациони вредности на специфичната маса:

• битумен 1000 - 1100 kg/m3

• катран 1100 - 1200 kg/m3

20

Кога се проектира составот на мешавината на асфалт бетонот треба да се извршат претходни испитувања на неговите својства, и откога ќе се добијат резултати кои ги задоволуваат пропишаните услови на квалитет може да се пристапи кон производство на асфалт бетонот за предвидените градежни зафати.

Асфалт-бетонот како материјал е карактеристичен и по тоа што има мала јакост на температура над нулата во споредба со јакоста на обичниот бетон (т.н. цементен бетон). Меѓутоа, со опаѓање на температурата јакоста на асфалт-бетонот многу брзо расте така што на температура од (-)15÷(-)25 ºC ја достигнува вредноста на јакоста на бетонот на база на цемент. На температура од околу 20ºC мималната јакост притисок на асфалт бетонот изнесува 2-3 MPa. Со зголемување на температурата се намалува и јакоста, на температура од 50ºC јакоста на притисок изнесува 1-1.5 MPa, а на Т=90ºC само 0,8÷1,2 MPa.

На сите температурни нивоа, јакоста на притисок е 6÷8 пати поголема од јакоста на затегнување. Јакоста на асфалт-бетонот може да се зголеми со зголемување на јакоста на самото врзиво, со намалување на дебелината на битуменскиот слој помеѓу честичките на агрегатот, а пред се со добра хомогенизација на основните компоненти и оптималниот избор на тежинските делови на составните материјали.

Асфалт бетонот по својата структура е порозни и во општ случај е водопропустлив. Се одликуваат со доволна отпорност на абење што е особено важно за завршните слоеви на коловозната конструкција на патиштата.

За секој асфалт бетон треба да се направат испитувања на основните карактеристики битни за квалитетот: испитување на составот и испитување на стабилноста на мешавината, процентот на заостанатите шуплини, впивање на вода и бабрење и волуменската маса.

Испитувањето на стабилноста на мешавината на асфалт бетонот се врши со методата на Маршал, на цилиндрични пробни тела со дијаметар од 101,6mm и висина 63,5mm кои се изработуваат со набивање, според пропишана стандардизирана постапка. Примероците се загреваат на температура од 60 ºC, а потоа се испитува стабилноста и течењето во специјални Маршалови преси.

За примероци кои се извадени непосредно од изведена коловозна конструкција, или од пробна делница, се испитува степенот на збиеност и процентот на заостанатите шуплини. Степеност на збиеност е процентуален однос помеѓу волуменската маса на примерокот изваден од коловозот и волуменската маса на примерокот според Маршал во лабораториски услови. Врз основа на овие параметри може да се пресмета и т.н. модул на вкочанетост по Маршал на 600C.

За одделни врсти на асфалт бетон се пропишуваат условите за квалитет кои илустративно, за асфалтни мешвини кои се вградуваат по врела потапка, се презентирани во Табела 15.2.

21

Табела 15. 2 Услови за асфални мешавини вградени по врела постапка

Асфалтна мешавина за завршен слој

Асфалтна мешавина за врзивен слој Особина

Патишта од сообраќајна класа 1 и 2

Патишта од сообраќајна класа 3, 4 и 5

Патишта од сообраќајна класа 1 и 2

Патишта од сообраќајна класа 3, 4 и 5

Стабилност на 600C (kN) min 8 min 7 min 7 min 5,5

Течењ на 600C (mm) max 4,5 max 4,0 max 4,0 max 4,0

Модул на вкочанетост на 600C (MPa) 35 до 76 30 до 65 30 до 65 27,5 до 60

Содржина на шуплини (vol. %) 2 до 4 1 до 4 2 до 7 2 до 7

15.5 Јаглероводородни материјали за хидроизолација

15.5.1 Примена на битуменот и битуменско-катранските материјали за хидроизолација и врзни материјали

Со мешање на битуменот, катранот и неговите смеси се приготвуваат разни емулзии, пасти и раствори кои многу се користат во градежништвото и тоа без претходно загревање, првенствено како материјал за хидроизолација. Овие материјали најчесто се применуваат фабрички припремени во вид на: премачкувачи (со дебелина d=1mm), намачкувачи (заштитен слој со поголема дебелина) и ленти.

Треба да се потенцира дека денеска се произведуваат голем број на различни материјали на база на битумен, т.е. на база на битуменски емулзии, кои би можеле да се поделат на:

• претходни премачкувачи кои се сосема течни;

• намачкувачи во течна состојба;

• намачкувачи во облик на паста, т.е. тесто.

Овие материјали се добиваат како мешавина од битумен, филер (иситнет карпест материјал), емулгатори и вода кои треба да бидат застапени во следните односи, Табела 15.3:

Табела 15. 3 Односи за мешање на компонентите во намачкувачи и премачкувачи

Назив Битумен (%) Вода и емулгатори (%)

Филер (%)

Претходен премачкувач ≥ 30 % (најмалку) ≤ 70 % (најмногу) Намачкувач, течен ≥ 40 % (најмалку) ≤ 55 % (најмногу) ≤ 10 % (најмногу) Намачкувач, паста ≥ 30 % Остаток ≤ 20 % (најмногу)

22

Посебно треба да се нагласи дека намачкувачите во вид на тесто (паста) се добиваат со мешање на битуменската емулзија со азбестни влакна, со или без додаток на филер. Филерот и азбестните влакна треба да задоволат и одреден критериум за гранулација, преку соодветната застапеност во проценти презентирана во Табела 15.4.

Табела 15.4 Гранулација на филер и азбестно брашно

Гранулација (10-3 m) Филер Азбестно брашно

честички > 0,2·10-3 m 0 % 0 %

(0,09÷0,2)·10-3 m 20 % 15 %

(0,06÷0,09)·10-3 m 20 % 20 %

честички < 0,06·10-3 m 60 % 65 %

За хидроизолација на подземните (темели и темелни ѕидови) и надземните делови на градежните објекти (кров, тераси) се користат намачкувачи во комбинација со ленти, кои се нанесуваат со топла постапка. Овие намачкувачи се состојат од 50÷100% битумен и 0÷50% филер. Пред нанесувањето се загреваат на Т=170÷200ºC со што преминуваат во течна состојба за да може полесно да се нанесат, а потоа со ладењето преминуваат во тврда состојба.

Материјалите кои се користат како хидроизолација на кровните површини се изложени на дејство на топлина, на атмосферски влијанија, на сончево дејство, и дејство на разни гасови и тврди честички (аеросоли) кои се наоѓаат во воздухот во индустриските градови. Затоа овие материјали освен одредените механички особини мора да поседуваат и отпорност на дејство на мраз и загревање, влага, ветрови, сончево зрачење и друго.

За покривање и хидроизолација на крововите, најчесто рамните кровови, се користат материјали во облик на битуменски ленти.

Битуменските ленти со влошка од суров кровен картон се користат како меѓуслоеви или завршни слоеви на хидроизолацијата во градежништвото. Се добиваат со импрегнација на суровиот кровен картон од двете страни со битумен. Битуменот може да содржи до 30% полнило, обично карпест материјал со големина на честичките до 1·10-4m = 0,1mm. За да се спречи слепување на битуменските ленти се користи минерален посип. Во зависност од количината на битуменот, главно лентите се изработуваат во III категории: до 1,5 kg/m2; до 2,5 kg/m2 и до 3,0 kg/m2. Битуменските ленти треба да задоволат определени критериуми на квалитет, односно физичко-механички особини: водонепропустливост, отпорност на зголемена температура.

• Битуменските траки изложени на притисок на вода од 0,1MPa во текот на 1 час не смеат да пропуштат вода;

• На температура до 70ºC не смее да дојде до течење на премачкувачот;

23

• На температура до 4ºC овие ленти не смее да пукаат при свиткување;

• Силата на кинење при надолжно напрегање на лентите мора да биде најмалку 300 N/5cm, а при напречно напрегање најмалку 250 N/5cm, при што треба да се јави деформација на издолжување поголема од 2 %.

Се изработуваат со ширина од 1,4 m и должина до 10 m. Битуменски ленти со влошка од алуминиумска фолија sе користат како

кровни покривачи за хидроизолација. Се произведуваат од дезенирана алуминиумска фолија која од обете страни е обложена со битуменска маса и заштитена со минерален посип. Алуминиумската лента е со дебелина 0,08 mm.

Според употребената количина на битумен, овие видови ленти се изработуваат во пет категории, и тоа: до 0,7 kg/m2; до 1,0 kg/m2; до 1,8 kg/m2; до 2,6 kg/m2 и до 3,2 kg/m2.

Физичко-механичките особини на лентите се исти како и кај битумени-зирани траки од суров кровен картон со таа разлика што силата на лом (на прекинот) при надолжното и напречното напрегање не смее да биде помала од 150 N/5cm, при што издолжувањето може да изнесува до 3 %.

Битуменизиран стаклен воал се користи за меѓуслоеви и за завршни слоеви на хидроизолацијата во градежништвото. Се добива со обложување на стаклениот воал (со маса до 50 g/m2) со битуменска маса (на база на дуван битумен или битумен за коловоз до 30 %) и погоден минерален материјал од двете страни. Се произведуваат во 4 категории: до 1,2 kg/m2 битумен; до 2 kg/m2; до 2,8 kg/m2 и до 3,4 kg/m2.

Се произведуваат со ширина од 1,25 m и должина до 10 m. Треба да ги задоволат истите физички-механички особини како и картонските траки само што силата на прекинот при истегнување - подолжно напрегање мора да изнесува најмалку 250 N/5cm, а при напречно напрегање најмалку 150 N/5cm.

Главно битуменските ленти со различни влошки претставуваат еластичен изолационен материјал кој многу се користи:

(1) за хоризонтална и вертикална изолација на темели и ѕидови на објекти за живеење, индустриски хали и други инженерски објекти;

(2) за изолација на куполи, сводови, масивни мостови и др. инженерски објектич;

(3) за покривање на рамни кровови. Еднослојната или повеќеслојната хидроизолација многу едноставно се

прилагодува на обликот на конструкцијата преку која се нанесува и може на многу посигурен начин да се врзе за неа.