1

20. ХИДРОИЗОЛАЦИОНИ МАТЕРИЈАЛИ 20.1 Вовед

Хидроизолацијата најчесто се користи кај т.н. рамни кровови, во рамките на кои се изведува заедно со термоизолацијата. Токму затоа, рамните кровови претставуваат специфични градежни конструкции за заштита од надворешни влијанија. Хидоизолацијата, исто така, има голема примена и за заштита на долните делови од објектите преку кои се воспоставува контактот објект-почва. Во зависност од местото на примена, пред хидроизолацијата секогаш се поставуваат одредени барања кои треба да бидат исполнети за нејзино успешно функционирање. Така кај рамните кровови се применуваат едни типови на хидроизолација, додека пак за заштита на долните делови на објектите други и тоа во зависност дали станува збор за заштита од влага и вода која не е под притисок, или за заштита од вода која делува под определен хидростатички притисок. Всушност, секоја хидроизолација претставува еден систем на заштита во рамките на кој се присутни одредени конструктивни елементи, при што секој од овие елементи може да се разгледува посебно. Затоа, хидроизолацијата се изведува како збир од повеќе елементи кои се одбрани врз база на одредени принципи.

Во овој дел нема да се разработуваат системите кои одговараат на поодделните случаи на заштита на објектите од вода или влага, туку ќе се посвети внимание на елементарните делови на хидроизолационите системи, т.е. таканаречените хидроизолациони материјали кои се користат за формирање на системите за хидроизолација.

Материјалите за хидроизолација кои се применуваат во склоп на одредени системи треба да ги задоволат следниве основни услови:

• да не пропуштаат и да не впиваат вода, • да се постојани во контакт со вода и во контакт со материјалите на кои се

нанесуваат, • да имаат добра атхезија за материјалите на кои се нанесуваат, • да се задоволително пластични на ниски, и задоволително постојани на

зголемени температури, • добро да поднесуваат нагли температурни промени, • да се способни да ја пратат дилатацијата на подлогата на која се

нанесуваат и да се во состојба да “премостат” мали прснатини кои можат да се јават во подлогата,

• да се отпорни на механички и на атмосферски влијанија (стареење), • да се лесни за примена, незапаливи, нетоксични, добри изолатори од

струја и сл. Според основните суровини од кои се добиваат, хидроизолационите

материјали можат да се поделат на:

• јаглероводородни материјали, • синтетички материјали, • метални ленти (фолии), • водонепропустливи малтери.

2

20.2 Јаглероводородни материјали за хидроизолација

20.2.1 Основна поделба

Во групата на јаглероводородните хидроизолациони материјали спаѓаат сите материјали во чии рамки како основна компонента се јавува битуменот. Битуменот може да се применува без било какви додатоци и модификации, или комбиниран со различни материјали, т.е. фабрички припремен во вид на премачкувачи, намази и ленти. Треба да се напомене дека, многу често, во светот за производство на хидроизолациони материјали се користи и катранот.

20.2.2 Битуменски хидроизолациони материјали

Хидроизолациони материјали на база на органски растворувачи за ладна постапка се битумени со одреден квалитет потопени во одредени органски растворувачи. Се применуваат во вид на премачкувачи и материјали за намачкување. Кога се применуваат како премачкувачи дебелината на слојот не е поголема од 1mm, додека пак ако се нанесуваат со намачкување слојот е со дебелина од 1-5mm. Премачкувачите и течните намачкувачи содржат најмалку 30%, односно 50% битумен. Намачкувачите во вид на пасти, покрај битумен (најмалку 40%), и растворувачи, содржат уште и некои минерални полнители (најмалку 40%).

Хидроизолациони материјали на база на битуменски емулзии за ладна постапка се битумени со определен квалитет емулгирани во вода. Според количините на вода и емулгатори се произведуваат претходни премачкувачи (со најмалку 30% битумен), течни намачкувачи (со најмалку 45% битумен и најмногу 55% вода и емулгатори) и намачкувачи во вид на пасти (со најмалку 30% битумен и најмногу 20% филер).

Хидроизолациони материјали за топла постапка се дуваните битумени, како и некои видови на битумени за коловози со или без полнители (50% до 0%). Намачкувачите од овој вид можат да се поделат на намачкувачи за подземни работи (со точка на размекнување по PK од најмалку 55°C) и намачкувачи за надземни работи (со точка на размекнување по PK од најмалку 75°C). Намачкувачите служат и за меѓусебно лепење на слоевите кај повеќеслојните хидроизолации.

Хидроизолациони материјали од мастикс се индустриски изработени мешавини на битумен за коловози, филер и песок со стандарден квалитет. Се разликуваат два вида и тоа: изолациони - со најмалку 22% битумен и најмногу 78% филер, и заштитни – со најмалку 15% битумен, најмногу 50% филер, песок 3-13% и камена ситнеж со максимално зрно до 5мм во количина до 35%.

20.2.3 Хидроизолациони материјали во ролни

Импрегниран кровен картон со битумен без посип се состои од суров картон и битумен за импрегнација, без посип од минерален материјал. Според квалитетот на суровиот кровен картон кој служи како основа, постојат четири видови на овој материјал, означени како квалитет 333, 417, 500 и 625 (површинска маса во g/m2). Вкупната маса на битуменот за импрегнација треба да изнесува минимум 100% од масата на кровниот картон.

Битуменизиран кровен картон кој се состои од суров картон со квалитет 333, 417, 500 и 625 импрегниран со битумен за коловози и од двете страни

3

обложен со битуменска маса за облагање на база на дуван битумен, како и заштитен со погоден минерален посип. Вкупната количина на битумен треба да изнесува 150% во однос на масата на употребениот картон. Содржината на минерално полнило во масата за обложување изнесува најмногу 30%. Силата на кинење на овој материјал, во зависност од видот на влошката, треба да изнесува 150, 200, 250 и 300 N/5cm, а издолжувањето при кинење најмалку 2%.

Импрегнираната јутена ткаенина се состои од сурова јутена ткаенина со површинска маса од 300 g/m2 со 45±2 нишки на должина од 100mm основа и од битумен за импрегнирање во количина од најмалку 100% во однос од масата на употребената ткаенина.

Натопена јутена ткаенина обложена од двете страни се состои од натопена јутена ткаенина која од двете страни е обложена со маса за обложување. Дебелината на лентата изнесува најмалку 3mm. Силата на кинење треба да биде најмалку 500N/5cm, а издолжувањето при кинење најмалку 5%.

Битуменизиран перфориран стаклен воал претставува перфориран стаклен воал обложен со ситен минерален посип од едната страна, и со минерални зрна со минимална големина од 1.5mm од другата страна. Содржи најмалку 800g/m2 битумен.

Битуменска лента со влошка од сиров кровен картон се состои од сиров кровен картон со квалитет 417 кој е импрегниран со битумeн за коловоз и од двете страни обложен со битуменска маса на база на дуван битумен. Заштитен е со минерален посип кој од едната страна може да биде крупнозрн и обоен. Според количината на битумен, се произведуваат три категории на битуменски ленти од овој тип и тоа 3, 4 и 5 при што минималната содржина на битумен изнесува 1500, 2300 и 3000 g/m2 соодветно. Силата на кинење е најмалку 250 N/5cm, а издолжувањето при кинење изнесува најмалку 2%.

Битуменска лента со влошка од стаклен воал претставува стаклен воал со минимална маса од 50g/m2, обложен со битуменска маса на база на дуван битумен или со битумен за коловоз со додатоци на полимери, и заштитен е со минерален посип или со некој друг соодветен материјал. Според количината на битумен се произведуваат четири категории на битумански ленти од овој вид кои се означуваат како 2, 3, 4 и 5 и на кои им одговара минимална содржина на битумен од 1200, 2000, 2800 и 3400 g/m2 соодветно. Силата на кинење треба да биде најмалку 250 N/5cm во подолжен правец и 150 N/5cm во попречен правец, додека издолжувањето при кинење најмалку 2%.

Битуменска лента со влошка од стаклена ткаенина се изработува од ткаенина со ознаки 50, 100 и 150, кои претставуваат површинска маса и тоа маса 50-100 g/m2, 100-150 g/m2 и 150-200 g/m2. Ткаенината од двете страни е обложена со битуменска маса на база на дуван битумен или со битумен за коловоз со додатоци на полимери. Лентата според нејзината намена е заштитена со минерален посип или со друг соодветен материјал. Со оглед на количината на битумен, се произведуваат четири категории на овие ленти и тоа ленти со ознака 2, 3, 4 и 5. На овие ленти им одговара содржина на битумен од 1600, 2000, 2800 и 3400 g/m2, соодветно. Силата на кинење е најмалку 250 N/5cm, а издолжувањето при кинење изнесува најмалку 2%.

Битуменска лента со влошка од алуминиумска фолија претставува дезенирана алуминиумска фолија со дебелина 0.08-0.20 mm, која од двете страни е обложена со маса на база на дуван битумен или со битумен за коловоз

4

со додатоци на еластомери. Лентата се заштитува со некој вид посип или со друг соодветен материјал. Со оглед на количината на битумен, се произведуваат во пет категории кои носат ознака 1, 2, 3, 4 и 5. На овие ознаки им одговара содржина на битумен од 700, 1000, 1800, 2600 и 3200 g/m2, соодветно. Минималната сила на кинење треба да изнесува 1500 N/5cm, а минималното издолжување при кинење 2%.

20.3 Синтетички хидроизолациони материјали Хидроизолационите материјали од овој тип претставувааат материјали во

ролни-ленти со дебелина 1-3мм., фолии со дебелина до 1мм. како и разни премачкувачи, намачкувачи и пасти. Сите овие материјали претставуваат фабрички производи, кои главно се добиваат од термопластични полимери и еластомери.

Најширока примена имаат полимерните ленти и фолии кои се произведени на база на полиизобутилен (PIB), поливинилхлорид (PVC), и етиленкополи-мербитумен (ECB). Се употребуваат и еластомерни ленти произведени на база на бутил (JJR), полихлоропрен (CR) и етиленпропилен (EPOM). Фолиите и лентите можат да бидат неармирани или армирани. Најчесто, за армирање се користат кровен картон, стаклени влакна, стаклен филц, стаклена ткаенина, ткаенина од најлон, полипропилен и полиакрил, метални нишки и др. Арматурата може да биде поставена во средината на лентата односно фолијата, а може да биде поставена и надворешно кога се зборува за ленти (фолии) кои се еднострано обложени со арматура. Овие материјали се одликувааат со голема јакост на затегнување (3-20MPa), како и со голема жилавост, при што релативното издолжување при прекин кај овие материјали не е помало од 200%.

Разликата помеѓу полимерните и еластомерните ленти е во нивното однесување при температурни промени. Кај еластомерните ленти механичките карактеристики (јакост, издолжување при прекин и др.) практично не се менуваат во целокупното подрачје на температурна примена, додека механичките својства на полимерните ленти битно зависат од температурната промена. Од тие причини полимерните ленти можат доста лесно да се обликуваат и “на ладно” и “на топло”, а постои и можност за заварување на нивните споеви (“на топло” и “на ладно”). Ваквите постапки на обработка не се возможни кај еластомерните ленти бидејќи тие главно тешко се заваруваат “на ладно” и бараат посебни лепила и техники на топло заварување.

Во пракса најмногу се применуваат лентите на база на полиизобутилен, бидејќи овој материјал е отпорен на влијанието на битуменот и овозможува ладно заварување на споевите.

Голема примена има и поливинилхлоридот кој за хидроизолациони работи се произведува со намалена крутост, односно со зголемена пластичност (мек поливинилхлорид). Од поливинилхлоридот се произведуваат повеќе видови на ленти, меѓу кои и ленти кои се отпорни на влијанието на битумен и на нафтени деривати. Лентите од останатите полимери се отпорни на битумен и можат да се лепат за подлогата со помош на битумен.

Синтетичките ленти главно се применуваат за изведување на хидроизолација на подземните делови од објектите и треба да ги задоволат условите на експлоатација во температурен интервал од –30°C до 40°C. При тоа,

5

овој хидроизолационен материјал треба да задоволи некои услови на квалитет презентирани во табела 20.1.

Табела 20.1. Некои основни барања во поглед на квалитетот на синтетичките ленти

Својство Барање-услов за квалитет

Јакост при траен притисок до 7 MPa Издолжување при кинење min.200% Отпорност на механички удар -без оштетување при удар на тег од

500g при пад од висина h=300 mm Постојаност на ладно -без прснатини при свиткување на -20°C Водонепропустливост -5 бара за еден час Однесување во вода -да ги задржи сите битни својства

Премачкувачите. намачкувачите и пастите, во зависност од базната суровина, можат да бидат едно, дво или трокомпонентни системи. Се произведуваат од каучук, полихлоропрен, полиизобутилен, поливинил-хлорид, силикони, полиестер, полиуретан и други синтетички материјали со разни хемиски и минерални додатоци. Се испорачуваат заедно со потребните зацврстувачи и забрзувачи кои се мешаат со основната компонента непосредно пред употреба. Се применуваат во два или повеќе слоеви, во зависност од својствата на проектираниот систем за хидроизолација. Слоевите најчесто меѓусебно се поврзуваат, армираат со стаклени или синтетички влакна во вид на филц (мек текстил), ткаенина или мрежа. Вака добиените хидроизолациони материјали претставуваат композити кои по физичко-механичките својства им одговараат на синтетичките ленти, односно фолии. На пример, еден ваков полиестерски систем од два премази и со диоленски филц со вкупна дебелина од 2.5мм има јакост на затегнување од околу 4.5 MPa, и релативно издолжување при кинење од околу 100%. Ваквите композити имаат примена при изведување на хидроизолација кај крововите, а особено при санација на дотрајаните битуменски хидроизолации.

20.4 Метални ленти (фолии) Како материјал за хидроизолација можат да се користат како глатки или како

дезенирани алуминиумски и бакарни фолии. Алуминиумските фолии со дебелина од 0.08 до 0.20 mm, за разлика од бакарните, се поевтини и повеќе се употребуваат. Тие се применуваат во вид на постилка врз бетонска подлога која претходно е премачкана со битумен. Во случај кога имаме повеќе фолии за нивно меѓусебно лепење исто така се користат и битуменски намази. Битуменот се користи и за продолжување на фолиите во случај кога врските се обезбедуваат со преклопување.

Бакарните ленти како хидроизолации најчесто се применуваат за затворање на дилатационите фуги, кај споевите на монтажните елементи и сл. Во таквите случаи дебелината на лентите обично е поголема од 0.1mm.

20.5 Водонепропустливи малтери Во оваа група на хидроизолации спаѓаат водонепропустливите малтери кои

можат да бидат со вообичаена дебелина, а можат да бидат изведени и во облик

6

на тенки слоеви т.н. “заштитни премази”, или во вид на посебни пенетрирачки премази за хидроизолација.

Водонепропустливите малтери се изведуваат во неколку слоеви така што вкупната дебелина на мелтерот изнесува од 2-4 cm. Малтерите за подлогата (бетон, ѕидови од тула и сл.) главно се врзуваат само површински, при што се подготвуваат од цемент, песок, вода и одредени додатоци (адитиви) за обезбедување на водонепропустливост. Адитивите кои се употребуваат кај овој вид малтери најчесто претставуваат некој вид на затворачи, односно хидрофоби, и тие на пазарот се сретнуваат под најразлични имиња. По можност треба да се користи цемент од повисок квалитет кој содржи помала количина на згура. Цементите со додатоци на пуцолани не се препорачуваат за изработка ваков вид малтери. Песокот за изработка на водонепропустливи малтери треба да биде чист, гранулиран и со зрна со големина до 3мм. Учеството на зрна со големина до 0.25мм треба да изнесува околу 20%. Односот на мешање на цемент : песок е во размер 1:1 до 1:3, а количината на адитиви се дозира според препораките од произведувачот.

Заштитните хидроизолациони премази во општ случај не се разликуваат од малтерите, бидејќи и кај нив се работи за материјали кои за подлогата се врзуваат само површински, а доколку и постои одредена длабочинска поврзаност, таа е резултат на малото продирање на премазот во порниот систем на подлогата (само неколку милиметри). Разликата во однос на малтерите е само во дебелината на слојот, бидејќи кај премазите главно се работи за слоеви со дебелина 2-5mm. Ваквите материјали најчесто се сретнуваат во вид на готови производи со одредени фабрички имиња. Во најголем број на случаи тие претставуваат т.н. “суви малтери”, произведени од цемент, кварцен песок, органски врзива (акртилати и поливинилацетати) и специјални адитиви кои се мешаат со вода. Секогаш се нанесуваат во неколку слоеви, при што во зависност од бројот на слоевите, односно од вкупната дебелина на хидроизолацијата, се добива помала или поголема водонепропустливост. Првите слоеви обично претставуваат мешавини со поголема количина на вода кои се нанесуваат за да се оствари што е можно подобра врска помеѓу хидроизолацијата и подлогата.

Покрај опишаната хидроизолација, како водонепропусни премази се користат и различни формулации во кои доминантна улога имаат синтетичките (органски) смоли – акрилати, епоксиди и др. Истите се користат или како чисти, или со одредени полнители. Како полнители обични се применуваат кварцен песок, кварцно и азбесно брашно, а поради зголемување на жилавоста и на другите механички особини, во рамките на овие композити може да се употребуваат и ткаенини од безалкално стакло со маса 120-150 g/m2. Ваквите хидроизолациони материјали имаат добра моќ на продирање, бидејќи употребените полимери можат да пенетрираат во подлогата и до 10mm. За да се зголеми овој ефект на пенетрација, при изведувањето на ваквите хидроизолации прво преку подлогата се нанесуваат т.н. пенетрациони премази во вид на “чисти” синтетички смоли со доста низок вискозитет, а над нив се нанесуваат останатите премази кои може да имаат и полнители.

Заштитни премази кои пенетрираат длабоко во материјалот од подлогата (10-15cm) претставуваат материјали кои на пазарот се присутни под различни фабрички имиња. При примена овие материјали се мешаат со цемент, полнители (кварцен песок) и вода, при што во зависност од употребената

7

количина на вода се добиваат смеси со различна конзистенција. Оваа конзистенција може да варира од течна (кога се работи за т.н.”шљеми”, чие нанесување се врши со помош на четка), пластична (кога нанесувањето се врши со глетарица) до релативно крута (“сув” малтер – кога нанесувањето се врши со мистрија или со некој друг ѕидарски алат). Ваквите хидроизолации секогаш се изведуваат во неколку слоеви. Механизмот на заштита од вода при нивна примена најчесто е следниов: супстанциите кои пенетрираат во подлогата после врзувањето преставуваат затворачи на порите. Поедини од овие материјали во контакт со водата го зголемуваат својот волумен, па на тој начин се обезбедува уште поголема водонепропустливост.

8

21. МАТЕРИЈАЛИ ЗА ТОПЛИНСКА ЗАШТИТА

21.1 Општи услови за термоизолационите материјали

Термоизолационите материјали треба да имаат висока порозност и по можност да претставуваат супстанци со аморфна структура. Ова се должи на фактот што кристалните тела многу добро ја спроведуваат топлината. Така на пример, топлотната проводливост се намалува и преку 10 пати ако стопените минерални маси се ладат нагло и со тоа оцврснатата супстанца добива аморфна структура. Како карактеристични примери можат да послужат стаклената и минералната волна кои се добиваат на ваков начин. Меѓутоа основен услов за висока порозност кај термоизолационите материјали претставува присуството на пори во вид на ситни воздушни ќелии или тенки слоеви на воздух, бидејќи при поголеми празни простори исполнети со воздух топлотната проводливост на материјалот значително се зголемува поради преносот на топлина по пат на конвекција и со зрачење.

Имајќи го ова предвид, во пракса се применуваат повеќе начини за остварување на високо порозна структура на термоизолационите материјали.

За добивање на материјали со т.н. ќелиеста структура (гас-бетони, пено-бетони, пеностакло, порозни пластични маси) се применуваат такви технологии во рамките на кои доаѓа до ослободување на одредени гасови и до нараснување на масата на материјалот, а се применуваат и постапки при кои сеуште незацврстениот материјал се доведува во пенеста состојба.

Широка примена имаат и постапките при кои во фазата на производство се прави мешавина на компонентите со поголема количина на вода, така да во процесот на сушење и печење (кога вишокот на вода ќе се изгуби) се добива зголемена порозност на финалниот производ (на пример материјали на база на електрофилтерски пепел, дијатомејска земја и сл.). Оваа постапка доста често се комбинира и со воведување различни согорливи примеси, (како што се прашина од јаглен, струготини од дрво и др.) во мешавината на основните компоненти, со што после согорувањето на ваквите додатоци се остварува зголемена порозност на материјалот.

Формирањето на влакнест скелет е основниот начин за добивање на висока порозност на влакнестите термоизолациони материјали (стаклена волна, минерална волна и сл.). Во овие случаи термоизолациониот материјал се добива или со постапка на извлекување на растопот во доста тенки нишки или со распрснување на млазот од растопот во релативно кратки, но доста тенки влакна. Во првиот случај се добиваат влакна и т.н. воали, додека во вториот случај се добиваат материјали од типот на волна.

Како што беше веќе споменато големо значење во врска со порозноста на термоизолационите материјали имаат рамномерниот распоред и видот на порите во нив. Така треба да се тежнее за добивање на материјали со ситни пори од затворен тип (“ќелии”). Кај овие пори воздухот е затворен и тој не се движи, со што се добиваат поволни ефекти на термичка заштита, а и поради тоа што порите кај овие материјали не комуницираат помеѓу себе, кај нив не постои можност за впивање на вода.

9

Волуменската маса претставува главен параметар кој ја одредува топлотната проводливост на материјалите, а со самото тоа и термоизолационите својства. На сл. 21.1 е прикажана зависноста помеѓу волуменската маса и коефициентот на топлопрводливост на материјалот λ. Како што се гледа вредноста λ се зголемува во функција од зголемувањето на волуменската маса γ. Треба да се напомени дека прикажаните вредности на коефициентот λ одговараат само за потполно суви материјали. Во случај на влажни материјали, како што беше кажано во општиот дел, топлотната проводливост значително се менува, што влијае на губење на термоизолационите карактеристики на материјалите.

Сл. 21.1 Зависност на топлинската проводливост од волуменската маса на термоизолационите материјали

Покрај топлинската проводливост, односно волуменската маса, како значајна карактеристика на термоизолационите материјали е и нивната јакост. Јакоста на термоизолационите матријали во споредба со јакоста на другите материјали е доста мала. Така на пример, јакоста на притисок (fp) на термоизолационите материјали се движи во граници од 0.2 до 2.5 MPa, додека јакоста на свиткување (f2s- кај материјалите во вид на плоча), се движи во граници од 0.15 до 2.0 MPa.

200 400 600 volumenska masa, kg/m3

Neorganski materijali

Organski materijali

0.24 0.18 0.12 0.06

K

oef

icie

nt n

a to

plot

na

prov

odl

ivos

t λ,

W/(m

⋅°C

)

- po

rozn

i pl

asti

~ni

mas

i

- m

iner

alna

vol

na

- pr

oizv

odi

na b

aza

na

min

eral

na v

olna

, per

lit

, ve

rmik

ulit

i s

trug

otin

i od

drv

o (i

veri

ca, l

eson

it)

- pe

nost

akl

o -

}el

ijas

ti b

eton

i -

beto

ni n

a ba

za n

a sr

ugot

ini

od d

rvo

i d

rven

a vo

lna

- d

ijat

omej

ska

tul

a -

beto

ni n

a ba

za n

a pe

rlit

i

verm

ikul

it

10

Без оглед на вака малите вредности, овие јакости имаат одредено значење, бидејќи благодарејќи на нив се овозможува зачувување на интегритетот на материјалот при превоз, складирање, монтажа и експлоатација.

Термоизолационите материјали треба да задоволуваат и некои дополнителни услови како што се:

да имаат мало впивање на вода (поради ова многу од материјалите за термоизолација се обработуваат со различни хидрофобни додатоци),

да бидат постојани на зголемени температури, да имаат задоволителна проводливост на пареа и гасови (потребно е термоизолационите материјали да бидат паро и гасодифузни, но во случаи кога од едната страна на термоизолациониот слој е присутна доста влажна средина, термоизолацијата треба да се заштити со хидроизолација која се поставува од топлата страна),

да се отпорни на дејство на пожар, да се отпорни на дејство на мраз, да имаат задоволителна хемиска и биолошка постојаност.

21.2 Неоргански термоизолациони материјали

21.2.1 Основни облици на неорганските термоизолациони производи

Минералната волна се состои од влакна со дебелина 5-15 μm кои се добиваат од растопите на некои леснотопливи камени материјали (лапорци, доломит), од металуршки и ложишни згури. Влакната се формираат така што на млаз од растоп се делува со пареа или со вода под притисок, или пак растопот се излива на валци или дискови кои што ротираат центрифугално. Добиените минерални влакна се собираат во посебни комори и таму од нив се формират кутиести, плочести, лентовидни (во ролни) или производи во вид на јажиња, а се произведуваат и материјали со неврзана (растресита) структура, односно материјали од типот на волна. Обликувањето на производите се врши со постапка на лесно пресување со евентуално додавање на одредени органски или неоргански врзива. Во зависност од степенот на пресување при обликување, како и од применетото врзиво, материјалите на база на минерална волна можат да имаат различна волуменска маса и коефициент на топлопроводливост. Вредноста на волуменскита маса се движи од 35 kg/m3 (за т.н. меки производи), до 250 kg/m3 (за тврдите производи-плочи). Согласно со ова варира и коефициентот на топлопроводливост λ, кој што се движи во граници од 0.04 до 0.14 W/(m⋅°C). Материјалите на база на минерална волна можат да се применуваат до температура од околу 700°C.

Примената на минералната волна која се испорачува во ролни во денешно време е доста голема. Лентите од минерална волна доста често се сретнуваат и како еднострано или двострано појачани со “арматура” (метални фолии, ткаенини, хартија и сл.) која се лепи за основниот материјал.

Стаклената волна се произведува на сличен начин како и минералната волна. Таа се состои од стаклени нишки, влакна со дебелина 20-50 μm. Стаклената волна не впива вода, отпорна е на биолошка деструкција и на киселини (со исклучок на флуороводородната). Во поглед на волуменската маса

11

и на топлинската проводливост одговара на карактеристиките на минералната волна. Се испорачува во вид на плочи, ролни, јажиња и сл., а може да се употребува до температура од оклу 600°C.

Керамичките термоизолациони материјали се добиваат со постапките на обликување, сушење и печење на суровините како што се: дијатомејска земја, електрофилтерски пепел, огноотпорна глина, перлит, шамот и др. Зголемената порозност на овие материјали се остварува со воведување на додатоци кои согоруваат или супстанци кои ослободуваат одредени гасови. Во табелата 21.1 се дадени физичко механичките карактеристики на некои термоизолациони материјали од овој тип. Табела 21.1 Физичко-механички карактеристики на некои керамички термоизолациони

материјали

Материјал-производ Температура на примена, до (°C)

γ (kg/m3)

λ (W/m⋅°C)

fp

(MPa) fzs

(MPa) Тула од дијатомејска земја Производи од ќелијастакерамика (керамика соолеснета основна маса) Перлитно-керамички плочки, тули и сл. Перлитни плочи (на базана цемент или воденостакло) Производи од вермикулит

900

900

900

600

600

500-600

400

300-400

250-400

250-400

0.12-0.14

0.12

0.08-0.1

0.08-0.1

0.08-0.1

≈0.7

≈1.2

≈0.85 −

−

− − −

≈0.3 ≈0.3

21.2.2 Неоргански агрегати, лесни бетони и малтери

Овие материјали најчесто претставуваат агрегати - полнители кои се користат за производство на термоизолациони бетони, малтери и други материјали од композитен тип на база на минерални врзива. Меѓутоа, ако се работи за зрнести материјали тие можат да се користат и како материјали за исполна, и тогаш се применуват без врзива.

Азбестните влакна како последица од различниот степен на збиеност имаат доста различна волуменска маса (200-1200 kg/m3). Тие најчесто се применуваат во мешавина со цемент или евентуално со некои други додатоци, со што се добиваат термоизолациони материјали во вид на “суви малтери” или готови плочи со различен облик. Ваквите материјали имаат волуменска маса од 200-1200 kg/m3, а коефициентот на термичка проводливост изнесува помеѓу 0.07 и 0.20 (W/m⋅°C).

Минералната волна исто така може да се примени како полнител за производство на термоизолациони малтери. Во ваквите случаи таа обично се меша со цемент и со азбесни влакна (или азбесно брашно), и после оцврснувањето се добиваат материјали со волуменска маса од околу 400 kg/m3 и коефициент на топлотна проводливост не поголем од 0.05 W/(m⋅°C).

Перлит, вермикулит, керамзит, електрофилтерски пепел, туфови, згура и некои други зрнести материјали се применуваат како основни компоненти за

12

добивање на термоизолациони материјали од типот на лесноагрегатни бетони и малтери. Како термоизолациони материјали исто така можат да се користат и некои други видови на лесни бетони како што се еднозрни, ќелијасти и пено-бетони.

21.3 Органски термоизолациони материјали

21.3.1 Материјали на база на суровини од билно потекло

За термоизолационите материјали на база на дрво поопширно беше зборувано во делот за дрво и дрвени производи, па затоа овде нема да се зборува поопширно за постапките на производство на овие материјали, туку во табела 21.2. е даден преглед на некои материјали од овој тип со нивните карактеристики кои се од значење за областа на термичката заштита.

Табела 21.2 Карактеристики на некои материјали на база на дрво

Називи вид на материјал γ (kg/m3)

λ (W/m⋅°C)

ДУРИСОЛ- лесен бетон на база на струготини од дрво и други столарски отпадоци ХЕРАКЛИТ И ТАРОЛИТ- лесен бетон на база на дрвена волна МЕК ЛЕСОНИТ- плочи добиени со специјална постапка на слепување на дрвените влакна ТВРД ЛЕСОНИТ- плочи слични на плочите од мек лесонит, но формирани по пат на пресување ПЛОЧИ ОД ИВЕРКА- материјал добиен со лепење и пресување на иситнето дрво (струготини и сл.) ПАНЕЛ ПЛОЧИ- материјал во вид на плочи добиени со слепување на дрвени летви и фурнир

400-800

350-450

200-400

1000

600

400-600

0.10-0.25

0.07-0.09

0.05-0.07

0.20

0.10

0.08-0.12

Покрај овие материјали, на подрачјето на термичка заштита на објектите се

користат и некои други материјали од билно потекло. На пример, доста често се употребуваат плочи од плута кои се добиваат со постапката на пресување на гранулираната плута (парчиња од плута), или со постапката на пресување на мешавина од парчињата плута и некое врзно средство. Во такви случаи се добиваат материјали со волуменска маса 100-200 kg/m3 и со коефициент на топлинска проводливост помеѓу 0.02 и 0.04 W/(m⋅°C).

Примена како термоизолационен материјал имаат и фабрички изработените плочи од шиена трска (γ =800 kg/m3 и λ=0.05 W/m⋅°C), како и плочите од пресувана и шиена слама. Волуменската маса на овие производи им се движи помеѓу 300 и 350 kg/m3, додека коефициентот на топлинска проводливост им изнесува околу 0.09 W/(m⋅°C).

13

21.3.2 Термоизолациони пластични маси

За изведување на термоизолации се користат и пластични маси од типот на пенопласти и поропласти произведени на база на поливинилхлорид, полистирол, фенолформалдехид, полиестер, полиуретан и др.

Еден од најпознатите термоизолациони материјали е стиропорот или експандираниот полиестер, кој припаѓа на групата на поропласти. Тој се испорачува во табли со различни димензии, а исто така може да биде и во облик на гранули. Таблите се користат како слоеви во рамките на разни термоизолациони системи, додека гранулите се применуваат како агрегат за лесни термоизолациони малтери и бетони, или како термоизолациона исполна помеѓу преградните ѕидови, меѓукатните конструкции и сл. Стиропорот се карактеризира со следнивe физичко-механички карактеристики: волуменска маса 25-40 kg/m3, коефициент на топлотна проводливост 0.03-0.05 W/(m⋅°C), јакост на затегање 0.2-0.5 MPa, впивање на вода 2.5-10%. Граничната температура на која овој материјал може да се применува изнесува 60°C.

Полиуретаните имаат слични својства. Нивните карактеристики се следниве: волуменска маса 30-500kg/m3, јакост на притисок 0.2-0.4 MPa, јакост на затегнување 0.3-0.7 MPa, коефициент на топлотна проводливост 0.02 W/(m⋅°C).

Во градежништвото како термоизолациони материјали се користат и т.н. саќести пластични маси, кои што претставуваат специфичен вид на композитни материјали.

Овие материјали се произведуваат во вид на табли или блокови со големина на ќелиите од 10-30mm. Тие можат да се испорачуваат и во вид на трослојни табли, при што саќестата пластична маса е во средина, додека надворешните ѕидови се изработуваат од хартија, картон, пластични маси и сл. (сл.21.2). Волуменската маса на ваквите материјали изнесува 30-120kg/m3, додека коефициентот на топлотна проводливост има вредност од 0.05-0.06 W/(m⋅°C).

Сл. 21.2 Саќеста пластична маса

14

22. МАТЕРИЈАЛИ ЗА ЗВУЧНА ЗАШТИТА

22.1 Основна поделба

Како што беше спомнато во општиот дел, во областа на звучна заштита се применуваат две основни групи на материјали и тоа:

материјали за апсорпција на звук и материјали за звучна изолација

Во првата група на материјали спаѓаат материјалите со чија помош се смалува енергијата на одбиените (рефлектирани) звучни бранови, па со тоа се намалува и јачината на звукот во просториите, додека во вториот случај се работи за материјали кои во принцип се користат за ослабување на звукот произведен со удар, иако често (на пример, во рамките на меѓуспратните конструкции), овие материјали допринесуваат и за изолација од т.н.воздушен звук.

22.2 Материјали за апсорпција на звук

Основна акустична карактеристика на материјалите е коефициентот на апсорпција α кој претставува однос на апсорбираната (нерефлектирана и пропуштена) и влезната звучна енергија која доаѓа до материјалот во единица на време. Испитувањата покажале дека сите градежни материјали имаат способност за апсорпција на звук, така што вредноста α се наоѓа во интервал од 0<α<1. Меѓутоа, како вистински материјали за апсорпција на звук се сметаат само материјалите кај кои при звучни бранови со средни фреквенции (интервал 1000-2000Hz), вредноста на коефициентот на апсорпција α>0,2.

Коефициентот α е во функција од порозноста на материјалот, така да за апсорбција на звук се применуваат само материјали со порозност помеѓу 40 и 90%. Меѓутоа за разлика од термоизолационите материјали, кај кои од битно значење беше затворената порозност, кај материјалите кои се употребуваат за апсорпција на звук главна улога има отворената порозност на материјалот. Објаснувањето на овој феномен лежи во фактот да до губење на енергијата на звучните бранови во најголема мера доаѓа поради вискозното триење во порниот простор на материјалот и поради премин на дел од механичката енергија во топлинска, што пак е условено со движењето на воздухот низ порите, кое е поинтензивно доколку се работи за порен систем во кој порите комуницираат меѓусебно, а комуницираат и со надворешната средина. Од овие причини , заради зголемување на апсорпцијата на звук, во материјалите често се изведуваат одредени перфорации, а исто така се изведуваат и двослојни и повеќе слојни преградни елементи, како и елементи кои се карактеризираат со различни испапчувања и вдлабнувања. Меѓутоа, бидејќи овие решенија всушност претставуваат одредени системи и конструкции за апсорпција на звук, што не е предмет за наше разгледување во продолжение ќе бидат разгледани само материјалите кои се применувааат на звучна апсорпција.

Плочи на база на минерални, азбестни и стаклени влакна претставуваат основни материјали кои се користат на подрачјето на звучна апсорпција. Во

15

рамките на овие материјали секогаш се присутни и некои врзива, како што се формалдехидни и уреформалдехидни смоли, битуменски емулзии, скробно-бентонитни лепаци и др. Овие плочи се разликуваат од термоизолационите плочи произведени од ист основен материјал по тоа што овие материјали се карактеризираат со покрут скелет и со претежно отворена порозност. Овие плочи надворешно често се обработуваат декоративно, а исто така се изведуваат и перфорации до 2/3 од дебелината на материјалот. Ваквите плочи во случај на средни и високи фреквенции (1000-3000Hz), имаат коефициент на апсорпција α=0,8-0,9.

Плочи од дрвени влакна (на пример, лесонит) на подрачјето на апсорпција на звук најчесто се применуваат како завршна обработка, и тоа како обоени или перфорирани плочи. Перфорацијата најчесто е во вид на кружен отвор или канал кој се протега до 2/3 од дебелината на плочата.

Плочи на база на дрвена волна (акустичен ХЕРАКЛИТ и ТАРОЛИТ) се произведуваат со користење на цемент или гипс како врзиво. Волуменската тежина на овие плочи се движи од 350-600kg/m3.

Акустичните бетони и малтери се карактеризираат со мала волуменска тежина. За решавање на проблеми на звучна апсорпција можат да се користат сите видови на лесни бетони и малтери кои што беа спомнати порано.

Покрај овие материјали, како материјали за апсорпција на звук се применуваат некои специјални фабрички производи комбинирани од неколку слоеви на различни материјали, со површински карактеристики прилагодени за задоволување на два услови и тоа: услов за апсорбција на звук (волуменска маса, перфорации и др.) и услов за декоративност (боја, површинска обработка и др.). На Сл. 22.1 прикажан е еден ваков производ кој се состои од три залепени слоеви и тоа: 1. основен слој изработен од материјал за апсорбција на звук со дебелина 50mm, 2. среден слој со дебелина 6mm изведен во форма на брановидна плоча (некој влакнест композитен материјал) и 3. надворешен перфориран екран со дебелина 2mm (некој синтетички материјал).

Сл. 22.1 Пример на трослоен материјал на апсорпција на звук

16

22.3 Материјали за звучна изолација

Испитувањата покажале дека звучно изолационата способност на материјалите зависи од поголем број параметри и дека највлијателен меѓу нив е динамичкиот модул на еластичност. Имено, во случаи на ниски вредности на модулот на еластичност брзината на поминување на звукот низ материјалот значително се намалува, а со тоа во одредена мера се спречува ширењето на звучната енергија, што условува само дел од звучната енергија да биде пропуштена низ материјалот или преградата. Со оглед на тоа што за добра звучна изолација од големо значење е и порозноста на материјалот, може да се каже дека како звучно изолациони материјали треба да се применуваат материјалите кои се доволно еластични и порозни и се карактеризираат со ниски вредности на модулот на еластичност. Такви материјали се порозно влакнестите материјали, синтетичките материјали со ќелијаста и сунѓереста структура и сл.

Материјали на база на стаклена волна (плочи, ролни и др.) претставуваат типични материјали за звучна изолација. Овие материјали се добиваат така што стаклената волна со лепење или шиење се обликува во однапред дефинирани елементи, при што на изолационите ефекти има влијание отворената порозност остварена во готовиот производ. При тоа се тежнее да биде применета минимална количина на врзивна супстанца (најчесто некој полимер), а исто така при производството на овие материјали да се употребуваат што е можно потенки влакна. Производите добиени на овој начин обично имаат волуменска маса од 30 до 250 kg/m3, при што дебелината им изнесува максимум 50mm.

Плочите од минерална волна се произведуваат на сличен начин како и материјалите на база на стаклена волна. Како врзива кај нив се користат фенолформалдехидните, уреаформалде-хидните и други видови на синтетички смоли, а исто така се користат и поливинилацетатните емулзии.

Плочите на база на дрвени влакна се применуваат како материјали за звучна изолација во оние случаи кога нивната волуменска тежина се движи помеѓу 150 и 250 kg/m3 (на пример, плочи од мек лесонит).

Синтетичките ќелијасти материјали со низок модул на еластичност се материјали кои се добиваат на база на гума или некои други доволно еластични синтетички полимери (полиуретан, полистирол, полихлорвини и др.). Во овој случај се работи за материјали со сунѓераста структура кај кои јакоста и модулот на еластичност се во дирекна врска со волуменската тежина која се движи во доста широки граници и тоа од 50 до 700 kg/m3.

17

23. МАТЕРИЈАЛИ ЗА ЗАШТИТА ОД ПОЖАР

23.1 Општо

Отпорноста на дејство на пожар претставува способност на материјалот да се спротистави на релативно краткотрајно делување на високи температури кои се развиваат при дејство на пожар. Во областa на градежништвото оваа отпорност првенствено се проучува заради оценување на способноста на материјалот за примена во изградбата на одредени објекти, па поради тоа при решавањето на проблемите за заштита од пожар не е од значење само степенот на запалливост, односно согорливоста на конкретниот материјал, туку важна улога има и спрегата материјал-конструкција. Со други зборови тоа значи дека отпорноста на одреден материјал на дејство на пожар секогаш мора да се третира заедно со отпорноста на пожар на конструкцијата, односно конструктивниот елемент во кој конкретниот материјал е применет. Ваков пристап на решавање на проблеми посебно е оправдан кога се работи за т.н. “сендвич” системи, односно конструктивни елементи формирани од неколку материјали, каде мошне значајна улога играат следниве фактори: вид на употребени материјали, поединечни дебелини на слоевите, вкупна дебелина на системот, евентуално присуство на слоеви на воздух и др.

Имајќи го предвид ова, понатаму не станува збор за пожарната отпорност на материјалите, туку ќе се разгледува отпорноста на дејство на пожар на конструктивни елементи изработени од одредени материјали. Со ваквиот начин на решавање на проблемот, кој во дадениот случај е единствено исправен, како отпорност према пожар може да се дефинира временскиот интервал во кој конструктивните елементи ќе бидат способни под дејство на пожар да ја вршат својата функција. Логично, голем дел од материјалите кои денеска широко се применуваат во градежништвото нема да бидат во состојба да обезбедат потребно ниво на отпорност на пожар на одредени конструкции, па во таквите случаи ќе биде неопходно конструкциите да се заштитат од дејство на пожар со примена на различни додатни материјали. Таквите материјали всушност претставуваат материјали за заштита од пожар. Меѓутоа, претходно треба да се изврши анализа на огноотпорноста на основните конструктивни материјали, па на основа на тоа, многу полесно ќе се изведат заклучоци за потребата од противпожарна заштита и за видот на заштита кој ќе биде гаранција за огноотпорноста на одреден конструктивен елемент.

За овозможување на експериментално испитување на огноотпорноста на конструктивните елементи, воведен е поим за стандарден пожар кој претставува симулација на просечните услови кои владеат при дејство на пожар. Овој стандерден пожар е дефиниран со кривата температура-време прикажана на сл. 23.1, и како што се гледа, се претпоставува дека во услови на пожар температурата на почетокот нагло ќе расте (температура од 900°C се достига за приближно 30 минути), а подоцна овој прираст ќе биде многу поспор, така да за 6 часа од почетокот на пожарот температурата ќе биде околу 1200°C. Испитувањата за кои овде станува збор, логично, подразбираат примена за специјални печки (комори) за вршење на експериментите, при што конструкциите на овие комори и грејни тела во нив треба да обезбедат развој на температура согласно со кривата дадена на Сл. 23.1.

18

Сл. 23.1. Стандардна температурна крива

Со оглед на напред опишаниот пристап на решавање на прашањето на огноотпорноста на конструктивните елементи, во пракса најчесто се зборува за огноотпорност од 0.5ч, 1ч, 2ч, 3ч, 4ч и 6 часа.

23.2 Однесување на некои материјали на високи температури

Природниот камен доста различно реагира на високи температури, што е во функција од генетскиот тип на карпата, минералошкиот состав, влажноста и др. На пример гранитот, како и повеќето магматски карпи, не е постојан на високи температури, бидејќи во неговата структура се јавуваат пукнатини при температура од само 600°C, а на температура од околу 800°C јакоста му опаѓа за повеќе од 50%. Камените материјали со карбонатен состав (варовник, доломит, мермер и др.) подобро поднесуваат високи температури. На температура помеѓу 800 и 900°C доаѓа до дисоцијација на калциум и магнезиум карбонатот, меѓутоа, за потполна хемиска трансформација на овој тип неопходно е подолготрајно дејство на висока температура. Заради тоа хемиските и другите промени кај наведените типови на камен при првите интензивни пожари се јавуваат само како површинска деградација, а средишната зона на материјалот, која под вакви услови е заштитена со термоизолациона облога од CaO, односно MgO, практично многу малку губи од механичките карактеристики.

Тулата во принцип има добра отпорност на дејство на пожар и се додека температурата се движи во граници на печење на овој производ (900-1000°C), кај тулата практично и не доаѓа до намалување на јакоста. Меѓутоа, ова во принцип се однесува само на полните тули, додека кај шупливите тули и блокови од глина ситуацијата е нешто поинаква. Испитувањата покажале дека ѕидовите изведени од вакви елементи се загреваат побрзо и посилно, така што кај нив прснатини и површинско лупење се јавува многу побргу отколку кај ѕидовите изведени од полна тула, што е резултат на нерамномерното загревање на нивните површини. Оштетувањата и потполното рушење кај полните тули се јавуваат на температури поголеми од 1100°C. Логично е овие појави да зависат и

780

1010

1021

1204

927

Tem

pera

tura

(°C

)

Vreme (~asovi)

19

од дебелината на ѕидот, така што подебелите ѕидови имаат зголемена огноотпорност.

Ако се работи за тули во состав на ѕидови, тогаш огноотпорноста, освен од дебелината на ѕидот, зависи и од товарот а меѓутоа и од малтерот употребен како за ѕидање, така и за малтерисување. Варовиот, продолжниот и цементниот малтер на температура од 500°C почнуваат да пукаат, да се одвојуваат од ѕидот и да се претвораат во прав. Причината за ова лежи во коефициентот на термичко ширење на малтерот кој е за околу два пати поголем од коефициентот на термичко ширење на керамичкиот материјал од кој е изведен ѕидот.

Бетонот покажува одредени губитоци на јакоста доколку е изложен на делување на високи температури, при што нема некои битни разлики помеѓу бетоните со кварцен и бетоните со варовнички агрегат. Бетоните на база на портланд цемент можат подолго време (неколку часа) по целата маса да бидат изложени на температура помеѓу 300 и 400°C. Меѓутоа, во услови на пожар бетонските елементи на високи температури се изложени само по нивната површина, па деструктивниот процес најчесто има површински карактер. Овде, всушност, се работи за формирање на површински зони со помала компактност кои претставуваат заштита за внатрешните делови на елементите, така да елементите, гледани во целина, не трпат значајни оштетувања.

Сл. 23.2 Јакост на бетонот во функција од температурата Интересно е да се напомене дека бетонот направен со доломитен агрегат е

многу поотпорен према делување на пожар во однос на бетонот направен со вообичаените видови на агрегат. Причината за ова лежи во фактот дека дисоцијацијата на доломитот е ендотермен процес, односно процес во кој се апсорбира топлина. Освен тоа, продуктите на дисоцијацијата (исто како и при примена на варовнички агрегат), имаат и помала волуменска маса, па за внатрешните зони на елементот во извесна смисла претставуваат и топлинска изолација. Исто така поголема отпорност на делување на високи температури покажуваат и бетоните направени со алуминатен цемент.

Во услови на пожар во бетонските елементи се присутни доста високи температурни градиенти, така да загреаните површински делови често пукаат и

20

60

80

40

100

120

0 20 100 400 600 800200 1000

Varovni~ki agregat

Re~en (silicijski) {qunak

Temperatura (°C)

Jako

st -

% o

d p

rvob

itna

ta ja

kost

20

се одвојуваат од ладните внатрешни делови. До ова во најголем број на случаи доаѓа во недоволно компактните зони на елементите (зоните на сегрегација, прекините при бетонирање и сл.), а ако се работи за армирано-бетонски конструкции, тогаш овие појави се одвиваат во зоните на арматурните прачки. Ако пак, во армиранобетонските елементи дојде со соголување на арматурата, процесот се интензивира, бидејќи незаштитените прачки претставуваат добри проводници на топлина кон внатрешноста на елементот. Во услови на пожар кај армирано бетонските елементи се намалува и атхезијата помеѓу бетонот и арматурата.

Ако се земат во предвид сите факти за кои стана збор, а кои се во врска со однесувањето на армирано бетонските елементи во услови на пожар, може да се изведе и заклучок дека носивоста на ваквите елементи воглавно зависат од однесувањето на самата арматура, како и од степенот на зачуваност на врската помеѓу бетонот и челикот. Во врска со тоа од значење се видот на употребениот челик и неговите реакции на високи температури, потоа дебелината на заштитните слоеви и степенот на напрегање на челикот, како и понапред споменатата атхезија бетон-челик.

Челикот не може да се смета за постојан на дејство на оган, бидејќи на температури од околу 500°C во него доаѓа до структурни промени поради кои доаѓа до опаѓање на механичките карактеристики, односно тој ја губи својата носивист. Покрај опаѓањето на јакоста, на високи температури значително се зголемува и деформабилноста на челикот, па поради тоа доаѓа до пореметување на геометријата на елементот што најчесто завршува со лом.

Дрвото е запалив и согорлив материјал, па доколку постои опасност од пожар, истото задолжително треба да се заштити со одредени заштитни средства.

Тенките дрвени елементи при пожар согоруваат за 10-15 минути, додека подебелите, ако температурата значително не се зголемува и ако не постои доволно воздух, престануваат да горат. Во таквите случаи на површината на елементот се формира релативно тенок слој од согорен материјал, додека внатрешоста на материјалот останува неоштетена, па елементот само делимично ја губи носивоста. Меѓутоа ако температурата расте, а тоа е доста чест случај при пожар, после 1 час од почетокот на пожарот пламенот ја зафаќа целата маса на материјалот, што значи дека дрвото ќе биде не само материјал кој гори, туку и материјал кој го шири пожарот.

Пластичните маси во општ случај истотака не се во состојба да ги поднесат високите температури кои се јавуваат при дејство на пожар, така да доколку постои можност да бидат изложени на дејство на оган, тие треба да бидат заштитени на соодветен начин.

23.3 Противпожарни материјали - облоги Ако одредени конструкции немаат потребна отпорност на дејство на пожар,

неопходно е основниот материјал од таквите конструкцији да се заштити со примена на различни заштитни материјали. Овие материјали на конструкциите најчесто се аплицираат во вид на додатни облоги. Доста често, поаѓајќи од условите за обезбедување на потребното ниво на огноотпорност, конструкцијата уште во фазата на проектирање се конципира така да со примена на различни комбинации на материјали се остварат најоптималните ефекти на пожарна

21

отпорност. На пример, бидејќи стиропорот (експандираниот полистирол) е неотпорен на дејство на оган (нормалниот тип под дејство на надворешен извор на пламен ослободува запаливи гасови поради кои пламенот се шири, додека т.н. самогасив тип истотака гори, но престанува после престанувањето на надворешниот извор на пламен), единствениот исправен начин на користење на овој термоизолационен материјал е неговата примена во “сендвиќ” елементите. Во таквите случаи плочите од стиропор треба да бидат обложени со малтер, бетон, тула или со некој друг материјал, од двете страни, со што би се отежнало нивното палење.

Најраспространетите облоги со кои се штитат конструктивните елементи од дејство на пожар се различните малтерски слоеви. Како показатели од испитувањата, дури и примената на вообичаените малтери (варов, продолжен и цементен) во одредена мера ја зголемуваат огноотпорноста на конструктивните елементи, осебено ако се применат дебели слоеви од малтер, но најчесто ваквите заштити не се доволни. Многу подобри резултати се добиваат со примена на малтери на база на алуминатен цемент, а најдоби резултати покажува варовиот малтер во размер 1:3 со додаток на 10% гипс.

Гипсот, било во облик на малтер или во облик на готови плочи за обложување, доста ефикасно може да се употреби како противпожарна заштита на конструктивните елементи. Како таков тој често се употребува за заштита на дрвени и метални конструкции, при што, доколку неговото нанесување се врши во тенки слоеви (кошулки), ваквите слоеви треба да се армираат со жичана (рабиц) мрежа (се изведува секогаш при заштита на оптеретени челични и дрвени елементи).

Малтерите на база на лесен агрегат и цементно врзиво претставуваат доста добар материјал за заштита од пожар, бидејќи таквите малтери се слаби проводници на топлина. Како агрегат во ваквите случаи можат да се употребат: гранулирана или згура од високите печки, дробена тула, “песок” или шамотно брашно, азбесни влакна (или азбесно брашно), керамзит, перлит, вермикулит и др. И во овие случаи поповолни резултати се добиваат со примена на алуминатен цемент, како и армирање на слоевите со жичана мрежа.

Бидејќи азбестот е незапалив и доста отпорен на пожар, тој во подрачјето на противпожарна заштита се користи во облик на специјални тенки плочи или во облик на малтер (мешавина со цемент) која на конструктивните елементи се нанесува со прскање. Малтерите од овој тип често се готови фабрички производи, при што ваквиот начин на заштита најмногу се применува кај челичните конструкции. Докажано е дека прсканиот слој со дебелина од 8мм допринесува до зголемување на огноотпорноста на елементот за околу 1 час. Прскањето со азбестен малтер може да се примени и кај бетонските конструкции, а ако се работи за заштита на дрвото и производите на база на дрво, можат да се препорачаат и разни фабрички изработени материјали познати под името азбестни лепенки. Овие материјали се нанесуваат во слоеви со дебелина од 1-10мм.

Азбест-цементните рамни и брановити плочи не се добра заштита од дејство на пожар бидејќи во нив е присутна голема количина на цемент. Тие под дејство на пожар пукаат, така што материјалите од овој тип не треба да се користат на полето на топлинска заштита.

22

Како материјали за обложување поради заштита на конструктивните елементи од дејство на пожар можат да се употребат и обични полни тули од глина. Меѓутоа, значително поголема противпожарна отпорност имаат т.н. огноотпорни тули кои се добиваат од глина и шамотно брашно. Вака произведените тули можат да издржат доста високи температури – од 1600 до 1800°C.

Во материјали за заштита од пожар се вбројуваат и разни видови на лесни бетони, а особено лесноагрегатни бетони, кои како и соодветните малтери, се употребуваат за обложување на одредени конструктивни елементи. Во таквите случаи слојот за обложување е со поголема дебелина во споредба со слојот од малтер. Покрај лесните бетони, како материјали за заштита на одредени конструкции од пожар, но и за изведување на комплетно огноотпорни конструкции, се изработуваат и специјални огноотпорни (рефракторни) бетони кои се добиваат на база на огноотпорни агрегати (шамот, корунд, карборундум) и цемент. Кај ваквите бетони се користат и алуминатни цементи кои доколку се комбинираат со рефракторен агрегат можат да задоволат огноотпорност и до 1000°C. Меѓутоа, ако се употребат специјални огноотпорни цементи (VOC), можат да задоволат и до температура од 1500°C.

Сл. 23.3 Јакост на бетонот во функција од температурата

На Сл. 23.3 прикажана е зависноста помеѓу температурата и јакоста при

свиткување за бетони направени од алуминатен цемент AC 65 и со специјален огноотпорен (VOC) цемент, при што во двата случаи размерот на мешање е следниов: цемент:корунд=1:3. Количината на вода изнесува 10% во однос на масата на цврстите компоненти.

23.4 Огноотпорност на некои конструктивни елементи Имајќи ги во предвид сите факти во врска со отпорноста на дејство на пожар

кои што беа спомнати, а кои се однесуваат како на поедини материјали, така и на конструктивните елементи реализирани на база на одредени материјали, во табела 23.1 дадена е експериментално определената огноотпорност на некои карактеристични конструктивни елементи: ѕидови, меѓукатни конструкции, греди и столбови.

Jako

st n

a sv

itku

vaw

e (M

Pa)

Temperatura (°C)

23

Табела 23.1. Огноотпорност на некои конструктивни елементи

Конструктивен елемент (опис, скица) Огноотпорност (часови) - ѕид од полна тула со дебелина 25 cm, немалтерисан 6 - ѕид од полна тула со дебелина 12 cm, немалтерисан 1 - дупли ѕид од полна тула 12 cm + 5 cm (воздушен слој) +12 cm,

немалтерисан 6 - ѕид од полна тула со дебелина 12 cm, двострано малтерисан 2 - ѕид од шупливи блокови од глина, двострано малтерисан:

- дебелина 22 cm 2 - дебелина 10 cm 1

- ѕид од шупливи бетонски блокови на база на дробена тула, згура и сл., двострано малтерисан:

- дебелина 22 cm 4 - дебелина 12 cm 2 - дебелина 7.5 cm 4 - дебелина 6 cm 2

- ѕид од неармиран бетон: - дебелина 25 cm 6 - дебелина 18 cm 4 - дебелина 12 cm 2 - дебелина 10 cm 1 - дебелина 7.5 cm 0.5

- армиранобетонски ѕид со дебелина до 12 cm со една мрежа арматура, немалтерисан:

- дебелина 10 cm 2 - дебелина 7.5 cm 1

- армиранобетонски ѕид со дебелина над 12 cm со две мрежи арматура, немалтерисан:

- дебелина 22.5 cm 6 - дебелина 18 cm 4

- лесен преграден ѕид од плочи на база на дрво со дебелина 3-8 cm, двострано малтерисан 0.5-2

- преграден ѕид од перлит-бетон двострано малтерисан со малтер од перлит-гипс:

- дебелина 10.2 cm 4 - дебелина 5-6 cm 2 - дебелина 3.8 cm 1

- полна армиранобетонска меѓукатна плоча: - дебелина 9 cm 0.5 - дебелина 10 cm 1 - дебелина 12 cm 2 - дебелина 15 cm 4 - дебелина 18 cm 6

- ситноребраста меѓукатна конструкција:

- без плафон 0.5 - со плафон од гипсени плочи со дебелина 12 cm 1

24

- меѓукатна конструкција од шупливи елементи:

- без малтер од долна страна 0.5 - со малтер од долна страна 1

- дрвена меѓукатна конструкција со плафон: 0.5

- меѓукатна конструкција со челични носачи:

- висина 40-50 cm 4-5 - висина 25-30 cm 3 - висина 15-25 cm 1-1.5

- армиранобетонска греда: b=20 cm, h=40 cm, d=10 cm

- заштитен слој на арматура 6 cm 4 - заштитен слој на арматура 5 cm 2 - заштитен слој на арматура 4 cm 1 - заштитен слој на арматура 2.5 cm 0.5

- челична греда заштитена со азбестна изолација:

- а= 25 cm 2 - а= 45 cm 4 - а= 13 mm, c=65 mm 4

- армиранобетонски столб:

- дебелина 30 cm 2 - дебелина 25 cm 1 - дебелина 20 cm 0.5

- армиранобетонски столб со облога:

- дебелина 30 cm 4 - дебелина 26 cm 2

-

25

- челичен столб обѕидан со тула (просторот помеѓу столбот и тулата е исполнет со бетон):

- d=12 cm 6 - d=7.5 cm 4 - d=5 cm 2

- забетониран челичен столб (заштитниот слој лесноармиран):

- d=10 cm 6 - d=6 cm 4 - d=5 cm 2 - d=2.5 cm 1

- челичен столб заштитен со перлит бетон:

- d=45-50 mm 4 - d=30-40 mm 3 - d=25-30 mm 2

- челичен столб заштитен со азбестна изолација:

- a=8 mm 1 - a=45 mm 3

- a=25 mm 2 - a=50 mm 4

26

24. ОРГАНСКИ ПРЕМАЗИ И ДРУГИ МАТЕРИЈАЛИ ЗА АНТИКОРОЗИВНА ЗАШТИТА

24.1 Основни својста и поделба на антикорозивните материјали Во тек на експлоатација градежните објекти се изложени на различни

деструктивни влијанија, кои делувајќи непосредно на применетите материјали, битно влијаат на трајноста на објектите. Тоа значи дека одредени средини во кои егзистираат градежните објекти често се однесуваат агресивно во однос на објектите па како резултат на интеракцијата средина-објект може да дојде до појава на значителни оштетувања, па и до потполно рушење на конструкцијата. Ваквите појави, без оглед на механизмите на нивното настанување, најчесто се дефинираат со единствено име корозија.

Не навлегувајќи во разгледувањето на многубројните типови на корозивни процеси, за заштита од корозијата денес доста често се применуваат постапки на т.н. површинска заштита. Овие постапки во главно се сведуваат на користење на специјални антикорозивни материјали кои се нанесуваат врз основните материјали употребени во конструкциите. Доста често се смета, но сосема погрешно, дека примената на ваквите материјали, на пример боењето на столарија, малтерисувањето и боењето на ѕидовите (особено фасадните површини) и др. има исклучиво декоративна улога. При тоа се губи од предвид дека најбитните причини за примена на овие постапки не се естетските, туку станува збор за заштита од “забот на времето”, односно за заштита од одредени облици на корозија.

Со оглед на напред кажаното може да се заклучи дека антикорозивната заштита се применува на многу подрачја во градежништвото. Таа е актуелна кај ѕидовите и фасадите, кога освен за ефектите на заштита, се води сметка и за санитарно-хигиенските и естетските ефекти. Освен тоа, антикорозивните материјали се користат и за заштита на металните конструкции, како во вообичаени услови, така и во случаи кога овие конструкции се наоѓаат во исклучително агресивни средини (во близина на море, индустриски погони и др.). Истотака како доста актуелно се јавува и прашањето на заштита на бетонските и армиранобетонските конструкции, бидејќи искуството покажало дека ни бетонот не може да се смета за корозивно отпорен, односно апсолутно траен материјал. Ова посебно се однесува на бетонските и армиранобетонските конструкции (подови, канали, базени, резервоари и сл.), каде постои голема концентрација на влага и различни агресивни течности и гасови. Антикорозивната заштита е присутна и на полето на дрвените конструкции, кај кои основните причини за деградација на материјалот не се толку хемиските агенси, туку факторите од физичка природа (влажност) и биолошките фактори (различни микроорганизми и инсекти).

Основни својства на антикорозивните материјали кои се од значење за нивна примена се:

- густина (волуменска маса), - порозност и впивање на вода, - водонепропусливост, - отпорност на дифузија на гасови,

27

- механичка отпорност - јакост на притисок, затегнување, свиткување и бабрење),

- постојаност на ниски и високи температури, - термичка дилатација, - дуктилност (жилавост), - отпорност на абење, - атхезија за различни подлоги, - корозиона отпорност спрема различни агресивни средини (гасови,

киселини, бази, соли и др.). Како што се гледа од дадениот преглед на основни својства на

антикорозивни материјали, од нив во општ случај се бара и задоволување на условот за водонепропустливост. Меѓутоа, бидејќи овој услов не може да биде секогаш задоволен, доста често во рамките на одредени системи за антикорозивна заштита се применуваат и посебни битуменски или полимерни хидроизолации, т.н. водонепропустливи мембрани. Овие мембрани треба да се:

- потполно непропстливи за течност под притисок, - хемиски отпорни и отпорни на дифузија на агресивни медиуми, - термички отпорни, - да имаат добра атхезија за подлогата, - да се способни да ги поднесат еластичните и пластичните деформации

заедно се подлогата. Сите антикорозивни материјали за кои ќе стане збор во понатамошниот текст

ќе ги поделиме на две основни групи: на органски премази и на останати антикорозивни материјали од органско и неорганско потекло. Во рамките на првата група спаѓаат полимерните материјали - синтетички и природни, а додека во втората група спаѓаат киселоотпорната керамика, графитните тули, неорганските и органските малтери, мембраните и др.

Треба да се истакне дека денес органските заштитни премази претставуваат основни материјали за антикорозивна заштита во градежништвото, па затоа ќе бидат и подетално анализирани. Овие премази можат да бидат на различни основи, при што за нивна примена од посебно значење е начинот на нивно сушење - оцврснување. Во табела 24.1 даден е преглед на најзначајните видови на премазни антикорозивни средства во зависност од начинот на сушење.

Табела 24.1 Видови на антикорозивни органски премази во зависност од начинот на сушење

Испарување Полимеризација

Масла: ленено, сончогледово, сојини Шелак Алкидни смоли Битумен Епоксидни смоли Нитроцелулоза Полиуретани Винил-каучук Полиестери Хлор-каучук Силикони Акрилна (термопластична) смола Фенолформалдехидни смоли Алкидна (термопластична) смола Аминоформалдехидни смоли

28

Треба да се напомене и тоа дека под поимот премаз се подразбира антикорозивна заштита со дебелина до максимум 1mm која се добива со примена на материјали со низок вискозитет, додека со поимот намаз се означува заштитен слој со поголема дебелина кој се добива со нанесување на вискозни (густи) средства со конзистенција која одговара на поимот паста.

24.2 Органски заштитни премази

24.2.1 Материјали на база на синтетички полимери

Заштитните средстства за кои ќе стане збор во понатамошниот текст (премази и намази), секогаш претставуваат повеќекомпонентни системи, при што во рамките на секој од овие материјали во општ случај присутни се компоненти според шематскиот приказ даден на Сл.24.1.

Сл. 24.1 Шематски приказ на составот на премазните средства

Како што можи да се заклучи од Сл. 24.1, врзивата се во комбинација на неколку супстанци, при што основните супстанци во нив можат да бидат полимери од типот на алкиди, акрили, хлоркаучук, винилкаучук, епоксиди, полиестри, полиуретани, фенолформалдехид, силикони и др. Важен услов кој се поставува пред овие материјали е нивната хемиска отпорност во однос на делување на одредени агресивни агенси. Во табела 24.2 прикажана е хемиската опрорност на некои од најчесто применуваните синтетички полимери.

PREMAZNO SREDSTVO

VRZIVA POLNITELI

Aktivni pigmenti - inhibitori na korozija

Pigmenti - boja

Osnovna supstanca - osnova

AditiviDodatoci vo te~na sostojba

Razreduva~i Rastvoruva~i

29

Табела 24.2 Хемиска отпорност на некои синтетички полимери

Агресивни медиуми EP HC UP VE PU FU PF

Неоргански киселини + + + + + + + Оксидациони киселини - (+) - - (+) - - Киселини со флуор (+) (+) + + + + + Вода + + + + + + + Раствори на соли + + + + + + + Алкалии + + + + (+) + - Оксидациони алкалии - - + + (+) - - Алифатски растворувачи + (+) + + + + + Ароматски растворувачи - - - (+) - + + Хлорирани растворувачи - - - (+) - + + Алкохоли (+) (+) (+) (+) (+) + + Кетони - - - - - + + Естри - - - - - + + Органски киселини - (+) + + - + + Масла и масти + - + + (+) + + Легенда: “+” - отпорен, “(+)” - ограничено отпорен, “-” - неотпорен Појаснување кон табела 24.2: EP - епоксидна смола (зацврснувач полиамин) HC - хлорокаучук VE - винилестер во стирен PU - полиуретанска смола FU - фуранска смола PF - фенолна смола

Покрај основните супстанции (основа), во премазните средства се присутни и различни растворувачи и разредувачи. Вообичаено, тоа се алифатични јаглеводороди, алкохоли, кетони, естри и др. Растворувачите се применуваат заради подесување на концентрацијата на основната супстанција, додека разредувачите имаат функција на регулирање на вискозитетот на материјалот што е од големо значење при нанесување на премазите на одредени површини. Како разредувач може да се третира и водата присутна во полимерните емулзии - мешавина на вода и некои полимери растворливи во вода. Такви полимери се на пр. поливинилацетат, акрил, бутадиенстирол и др.

Адитиви се супстации кои во премазните средства имаат различни улоги. Тие се применуваат за регулирање на времето на сушење на полимерните формулации, спречување на седиментацијата на пигментите, зголемување на совивањето (дуктилноста) на исушениот премаз, обезбедување на тиксотропија на материјалот (спречување на слевање на премазот нанесен на вертикална

30

површина), овозможување на нанесување на заштитното средство во вид на тенок хомоген филм и др.

Активните пигменти се супстанци кои со своето присуство влијаат на намалување на брзината на корозивниот процес, а често и на негово потполно анулирање. Со други зборови, ваквите пигменти претставуваат т.н. инхибитори (пасивизатори) на корозијата, па поради тоа тие во поедини случаи претставуваат основни фактори за антикорозивна заштита. Ова главно се однесува на антикорозивната заштита на металите, каде заштитните премази немаат само функција на пасивна физичка брана која се спротиставува на делувањето на агресивните агенси, туку тие служат како активна заштита која оневозможува појава на хемиски или електрохемиски процеси кои доведуваат до корозиони разорувања. Во ваквите случаи, премазите со активни пигменти треба да бидат први (основни) премази во рамките на системите за заштита на металните површини, па местото на заштитното делување на премазот во таквите ситуации лежи исклучиво на граничната површина помеѓу металот и премазот.

Обичните пигменти првенствено претставуваат супстанции со помош на кои се обезбедува изглед и боја на заштитниот премаз. Тие во општ случај ја зголемуваат и трајноста на премазот, бидејќи го намалуваат влијанието на атмосфериите и ултравиолетовото зрачење кои пак можат да створат ефекти на стареење на основните состојки.

Треба да се напомене и дека постојат и пигменти кои имаат двојна улога, односно улога на пигмент-боја и улога на пигмент-инхибатор на корозија.

Најпознатите пигменти-инхибатори на корозија се Pb3O4 - оловен миниум (црвена боја), TiO2 - титандиоксид (бела боја), Fe2O3 - железен миниум (црвена боја), ZnO - цинкоксид (бела боја), Cr2O3 - хром оксид (зелена боја), 4ZnCrO4⋅K2O⋅H2O - цинкхромат (золта боја), и др. Што се однесува пак до пигментита-боите тие можат да бидат од органско или неорганско потекло и за нив нема посебно да стане збор.

Во поедини случаи, кога е потребно да се добие формулација со зголемена вискозност, или кога е потребно да се намалат деформациите од собирање на премазот, во рамките на антикорозивно средство се применуваат и полнители - фино дисперзни - прашкасти материјали, како што се: мелена креда, варово брашно, талк, каолин и др. Ваквите формулации, кои во суштина претставуваат одредени пасти, најчесто се нарекуваат маси за израмнување или китови.

24.2.2 Материјали на база на природни полимери

Во оваа група на антикорозивни материјали спаѓаат заштитните средства на база на битумен и катран, како и материјалите кои се комбинација на катран, битумен и некои синтетички полимери.

Катранот во антикорозивни цели коко самостоен материјал се користи доста ретко. Многу почесто тој се применува во комбинација со епоксидни смоли, кога се добиваат т.н. епокси-катрански премази. Ваквите премази се одликуваат со отпорност на делување на вода, како и со отпорност на делување на голем број на органски киселини, алкалии и раствори на соли. Во врска со ова катранот и епокси-катранските формулации често се користат за антикорозивна заштита на конструкциите во почвата.

31

Битуменот има значително поширока примена од катранот, бидејќи тој се карактеризира со водонепропустивост и со хемиска отпорност на скоро секакви раствори на соли, а истотака и на неоргански киселини и алкалии со ниска концентрација. Битуменот не е отпорен на оксидациони киселини и на средства за белење. Релативно е отпорен на разредени органски киселини, додека масните киселини предизвикуваат ефект на растворање и бубрење на битуменот. Генерално скоро сите органски растворувачи (нафта, бензин, алкохол, естри, кетони и др.) го раствараат битуменот. Маслата од минерално, растително и животинско потекло врз битуменот делуваат на ист начин само многу послабо.

Епокси-тер премазите - комбинација на епоксиди и битумен - имаат многу поповолни антикорозивни својства, па поради тоа ваквите премази, како и намазите во кои е застапен односот битумен:кварцно полнило = 40:60, се применуваат за изведување на надворешна заштита на челичните водоводни цевки вкопани во земја, вкопани челични или бетонски резервоари и други слични конструкции.

24.2.3 Лакови и емајли

Лаковите претставуваат безбојни формулации кои се добиваат со мешање на една или повеќе синтетички смоли со одредени лесноиспарливи органски растворувачи. Освен наведените основни компоненти, лаковите содржат пластификатори, зацврстувачи и други специјални додатоци кои го подобруваат квалитетот на премазот. Бидејќи не содржат полнители лаковите после оцврснувањето даваат транспарентни превлаки со различно ниво на сјај. Како самостојни се користат за обработка на дрвото, кога е потребно да се заштити дрвото, а да при тоа се остави видливата структура и природна боја на дрвото. Лаковите истотака се користат и во повеќеслојните антикорозивни системи и нивната улога во таквите случаи се сведува на подобрување на хемиската или механичката отпорност или на зголемување, односно намалување на сјајот.

Импрегнации (пенетрации) се посебни безбојни лакови во чиј состав влегуваат површински активни материи со помош на кои се регулира напонот во лакот и со тоа се подобрува моќта на квасење на порозните површини, односно се подобрува пенетрационата способност на импрегнацијата. Вискозитетот на ипрегнацијата е доста низок, бидејќи во него најмногу се застапени лесноиспарливите растворувачи. Се користат во системите за заштита на порозните неметални подлоги, како што се бетон, малтер, камен, тула, дрво и сл., каде што претставуваат задолжителен прв слој во тие системи.

Во пракса најчесто се сретнуваат лакови на база на уреаформалдехидни, полиестерски, перхлорвинилни, епоксидни, силиконски, алкидни и други синтетички смоли, како и т.н. нитролакови - раствори на нитроцелулоза во одредени органски растворувачи.

Емајл е композит кој се добива со мешање на лак и некој пигмент. Со примена на емајл се добиваат површини кои се карактеризираат со зголемен сјај во однос на некои други типови на заштитни премази. Како и лаковите, и емајлите можат да бидат перхлорвинилни, епоксидни, силиконски и др.

32

24.2.4 Фирниси и мрсни бои

Како супстанци за врзување во рамките на премазните заштитни средства можат да се користат и различни масла од растително потекло (ленено, конопно, оревово, сончогледово и др.). Меѓутоа, бидејќи голем број од овие масла доста бавно се сушат, тие доста ретко се користат во својот природен облик, туку најчесто се преработуват во фирниси. На тој начин се добиваат основни супстанци кои се добиваат основни супстанци кои многу побргу се сушат од природните масла, па фирнисите, како такви, претставуваат основа за добивање на т.н. мрсни бои.

Фирнисите се добиваат со варење на масла (најчесто ленено и конопово) во присуство на силикати (соединенија на олово, манган, кобалт).

Маслените бои во принцип не се само механичка смеса на фирнис и одредени пигменти, туку тие често претставуваат и активна заштита на премачканите површини. Имено фирнисот со одредени пигменти (оловно белило, цинково белило, миниум) гради доста постојани метални сапуни кои доста добро и доста долго ги штитат премачканите конструкции.

24.2.5 Системи на заштита

Материјалите за антикорозивна заштита опишани во претходните поглавја се користат во рамките на одредени системи за заштита, при што кај таквите системи секогаш фигурираат наколки слоеви - премази. Овие слоеви се нанесуваат врз различни површини, така да може да се зборува за системи за заштита на метали, бетони, дрво и други градежни материјали.

Ефикасноста на применетата антикорозивна заштита зависи од доста голем број на влијателни фактори, но во општ случај може да се кажи дека оваа заштита во прв ред е функција од:

- одбраните материјали, односно бројот на употребените слоеви, - вкупната дебелина на слоевите, - подготовката на подлогата преку која се нанесува системот за заштита.

Како што се гледа, подготовката на подлогата е еден од битните услови за остварување на висок квалитет на заштита. Под ова се подразбира темелно чистење на површината со цел за отстранување на сите делови кои не припаѓаат на основниот материјал кој се заштитува (трагови од корозија, мрсни делови, тенки слоеви од стврдната цементна паста кај бетонските површини и др.).

Сл. 24.2 Компоненти на системот за антикорозивна заштита

33

На Сл.24.2 прикажан е општ случај на систем за антикорозивна заштита со примена на органски премази. Како што се гледа, во рамките на еден ваков систем, кој се нанесува врз одредена подлога (1), присутни се следниве слоеви:

2. - основен премаз, кој се нанесува во еден или два слоја директно врз припремената површина и со помош на кој се воспоставува врска помеѓу материјалот кој се штити и применетиот систем за антикорозивна заштита (во случај на заштита на метални површини во рамките на овој слој секогаш се присутни активни пигменти, додека при заштита на други материјали овој слој по правило претставува импрегнација, односно т.н. пенетрационен премаз),

3. - слоја за израмнување, кој се користи при изведување на заштита на нерамни површини, а во случаи кога се поставува услов за рамност на изведената заштита. Овој слој се добива со нанесување на т.н. маса за израмнување, која мора де биде на база на истите основни супстанци како и останатите слоеви од системот, или на база на некои други супстанци компатибилни со останатите елементи од системот,

4., 5. - покривен премаз кој може да се нанесува во неколку слоеви, при што овие слоеви претставуваат само физичка заштита како за материјалот кој се штити од корозија, така и за основните премази. Во рамките на овие премази, по правило присутни се и пигменти со помош на кои се добива бараната боја на антикорозивниот систем,

6. - завршен премаз, кој не е задолжителен, а кој се аплицира првенствено поради остварување на одредени естетски ефекти. За завршни премази најчесто се применуваат лакови и емајли.

Челичните конструкции најчесто од корозија се штитат со системи кои се состојат од два основни и два покривни премази. Основните премази задолжително содржат инхибитори на корозија (оловен миниум, цинкхромат, титандиоксид и др.) и најчесто се нанесуваат во дебелини од 30-50μm. Во зависност од степенот на агресивност на средината, основните премази можат да бидат на различни основи -маслена, алкидна, хлоркаучукова, епоксидна, епоксиестарска и др. Доколку функција на прв, основен премаз имаат слоевите од цинк, алуминиум или некој друг метал, вториот основен слој најчесто е т.н. “Wash Primer” – поливинилбутирална смола која се нанесува во дебелина од 5-10μm. Покривниот премаз истотака најчесто се нанесува со дебелина од 30-50μm., при што нивниот избор зависи од условите на средината; тие може да бидат алкидни, епоксиестарски, хлоркаучукови, винилни и др. Во поедини случаи како покривни премазни средства се користат и средства со битумен. При нивна примена најмалата дебелина за сувиот филм треба да биде 100μm, а доколку се користат средства на база на тера со полнители, дебелината на премазот треба да изнесува најмалку 1000μm.

За заштита на површините на лесните и обоените метали (градежни конструкции од алуминиум и неговите легури, поцинкувани лимови, градежна браварија и сл.), истотака се користат системи од два основни и два покривни премази. Доколку се работи за елементи кои се изложени на нормални атмосферски влијанија и на вообичаени механички и термички влијанија, како универзален основен премаз се користи “Wash Primer”, додека преку него може да се нанесе и некој друг тип на основен премаз. Завршните премази кај овие конструкции може да бидат на база на алкидни, епоксидни, полиуретански, епоксиестерски, хлоркаучукови, поливинилни и други смоли.

34

Бетонските конструкции од корозија се штитат со системи кои секогаш се состојат од еден основен-пенетрационен премаз и од 2-3 покривни премази. Во рамките на првиот покривен премаз може да биде присутна и арматура од стаклени влакна кои се потопуваат во овој слој. Ваквите системи можат да имаат и завршни премази во облик на лакови или емајли.

Според основната супстанца системите за заштита на бетонските конструкции може да биде на база на:

- битумен (без полнители или со полнители), - епоксиди и нивни мешавини со катран од камен јаглен (EP, EP/T), - незаситени полиестерски смоли (NP), - винилестерски смоли (VER), - полиуретански смоли и нивни мешавини со катран од камен јаглен (PUR,

PUR/T), - Фурански смоли (FU), - Фенолни смоли (PF).

Синтетичките полимери кои се користат за заштита на бетонот се делат во групи со типични својства дадени во табела 24.3. Табела 24.3 Поделба на системите на база на синтетички полимери на групи со

типични својства

Група 1. Тврди силно вмрежени системи (NP, VER, EP, FU, PF) Група 2. Средно тврди еластични системи (EP/T, PUR/T) Група 3. Слични на кожа, како гума еластични системи (на пример течни

фолии на база на PUR)

Кои од овие системи ќе се применат зависи од степенот на агресивноста на средината во која се експлоатира конкретниот објект. На пример, системите дадени во табела 24.3 воглавно се применуваат кај индустриски објекти од типот на резервоари за лагерување на процесни материи, затворени и отворени базени, канали и слични конструкции кои се изложени на доста интензивни агресивни делувања. Меѓутоа, на ист начин може да изврши и заштита на други видови на бетонски конструкции, кои исто така може да бидат изложени на штетни влијанија од околината, особено ако се лоцирани во индустриски, градски и приморски зони (мостови, пристаништа, бетонски фасади и др.).

Како што може да се заклучи од претходно изнесеното, за разлика од индуструските објекти, овие објекти воглавно се изложени на дејство на надворешна - релативно незагадена атмосфера, температурни промени, ултравиолетови зраци, мраз, ерозија и штетни гасови кои се содржат во воздухот. Меѓутоа овие објекти можат да бидат изложени и на делување на агресивни медиуми. Таков случај се јавува кај поморските објекти, кај канализационите колектори, разни депонии и др. За овие, неиндустриски објекти, како заштита првенствено се применуваат системи со помал број на премази. Покрај чисто антикорозивните функции, некои од овие премази можат да имаат и функција на водоотпорност. Такви се на пример: силиконските премази кои се применуваат како хидрофобна заштита на фасадите од бетон.

35

Дрвото и конструкциите од дрво се штитат со премази кои начелно може да се поделат на две групи: пигментирани, непроѕирни премази и непигментирани, проѕирни премази.

Пигментираните заштитни средства се изработуваат на база на масла, нитроцелулоза и синтетички смоли. Освен декоративна функција, овие средства имаат и функција на заштита на дрвото од биотички фактори, како и функција на заштита од атмосферски влијанија. Во непроѕирните заштитни средства спаѓаат и разни намази - пасти. Овие материјали обично се на база на битумен, силикат (водено стакло) и др. Се применуваат за премачкување на дрвените конструкции во услови на зголемена влажност на воздухот, а истотака и за премачкување на елементи кои се наоѓаат во почвата.

Проѕирните непигментирани премази не ја сокриваат текстурата на дрвото, туку напротив ја потенцираат. Во ова група на заштитни средства спаѓаат, средствата на база на силиконска смола со различни хемиски додатоци за фунгицидност и инсектицидност. Ваквите силиконски премази на прво место обезбедуваат хидрофобност на површината на дрвените елементи. Во непигментираните средства за заштита на дрвото спаѓаат и лаковите - безбојни премази на база на одредени типови на алкидни смоли.

Најчесто применувани средства за заштита на дрвото се лазурите-транспарентни обоени лакови на база на синтетички смоли и различни соли. Лазурите содржат посебни пигменти кои имаат способност да ги одбиват ултравиолетовите зраци и со тоа го штитат дрвото од фотохемиски разградувања. Покрај тоа, содржат и разни биолошки средства (инсектициди, бактерициди, фунгициди) кои го штитат дрвото од биолошки разградувања (трулење) и напад на микроорганизми и инсекти. Треба да се истакне дека лазурите не трпат ниски температури и при такви температури се деградираат, односно преоѓаат во прашкаста состојба.

Фасадните површини исто така треба да се заштитат од штетните влијанија на надворешната средина. Доколку се работи за фасади кои се изведени со примена на фасадни тули, ваквите површини, како и во случај на бетонските површини, мораат да се заштитат со силиконски премази, а доколку се работи за малтерисани површини, изборот на материјали за заштита е нешто поширок.

Иако малтерите сами по себе претставуваат одреден систем на заштита, и тие треба да бидат заштитени, во прв ред од атмосферски влијанија. Ова особено се однесува на т.н. фасадни малтери кои, доколку сами по себе не се доволно отпорни на надворешни влијанија, задолжително треба да бидат заштитени со соодветни заштитни премази.

За заштита на малтерите најчесто се користат варовите, казеинско-емулзионите и силикатните премазни средства (водено стакло). Освен овие може да се користат и други видови на премазни средства, како што се синтетичките смоли растворливи во вода (акрилни и поливинилацетатни водени дисперзии). За заштита на малтерите се користат и специјални поливинилни премазни средства кои поради големата содржина на пигменти им даваат на премазите својство на пропустливост на водена пареа.

Посебна група на премази за малтери претставуваат премазите на база на силикон. Тие нанесени на малтерисаните површини им даваат ефект на хидрофобност.

36

24.3 Останати материјали и ситеми за антикорозивна заштита

Освен органските материјали кои на полето на антикорозивна заштита се користат во вид на системи од премази или намази, постојат и други материјали и системи кои може да се користат за антикорозивни цели. Тоа воглавно се системите во рамки на кои се присутни следниве материјали:

- силикатни малтери, - синтетички малтери, - киселоотпорна керамика (тули, плочки и др.), - графитни тули, - пластични маси во вид на ленти (мембрани) и фолии, - киселоотпорни асфалти и др.

Синтетичките и силикатните малтери, кои уште се нарекуваат и киселоотпорни малтери, имаат висока отпорност во однос на делување на поедини агресивни агенси. Силикатните малтери се добиваат на база на водено стакло, при што како полнители се користат кварцен песок, андезитно брашно, дијабазно брашно и др., а како забрзувач на врзувањето и зацврстувач се користи натриумфлуат Na2SiF6. Во табела 24.4 се прикажани орентационите состави на ваквите малтери.

Табела 24.4 Состави на малтерите на база на водено стакло - количини на компоненталните материјали (kg) за 1m3 малтер

Компоненти Натриумово стакло Калиумово стакло Варијанта 1. Варијанта 2. Водено стакло 400 405 420

Na2SiF6 60 60 63

Камено брашно 440 420 875

Кварцен песок 1320 1325 875 Количината на вода која се користи при подготвување на ваквите мешавини

зависи од потребите за конзистенција, односно од начинот на нанесување на материјалот. Ако се предвидува нанесување на матерот со помош на четка потребна е поголема количина на вода.

Во табелата 24.5 прикажана е хемиската отпорност на некои киселоотпорни малтери.

37

Табела 24.5 Хемиска отпорност на киселоотпорни малтери

Агенси

Неоксидирачки киселини + + + (+) (+) Оксидациони киселини + - - + - Флуороводородна киселина - + + + (+) Алкалии - (+) + - + Оксидациони алкалии - - - - - Горива + + + + + Алифатски јаглеводороди + + + + + Ароматски јаглеводороди + + + (+) (+) Алкохоли + + + (+) + Естри + + + (+) (+) Кетони + + + (+) - Хлорирани јаглеводороди + + + - - Масла и масти Органски киселини + + + (+) - Вода (+) + + + + Легенда: “+” - отпорен, “(+)” - ограничено отпорен, “-” - неотпорен

Како антикорозивни материјали често се користат и малтерите на база на минерални врзива (првенствено цемент) модифицирани со различни полимери растворливи во вода (латекс, поливинилацетат, акрилна смола и др.).

Киселоотпорната керамика и графитните тули сами по себе имаат висока хемиска отпорност. Меѓутоа бидејќи овие производи секогаш се применуваат во склоп на одредени системи за антикорозивна заштита, потребно е, и останатите елементи од ваквите системи да имаат соодветна отпорност. Тоа значи дека ваквите материјали треба секогаш да се вградуваат во слоеви од киселоотпорни малтери или киселоотпорни китови. Споевите помеѓу поедините елементи исто така треба да се затвараат со соодветни хемиски отпорни материјали, на пример со киселоотпорни китови.

Како антикорозивни материјали се користат и разни хемиски отпорни пластични (синтетички) маси произведени во вид на ленти (мембрани) и фолии. Ваквите производи се применуваат или како меѓуслоеви или како завршни (надворешни) слоеви во рамките на поедини системи за заштита. Нивната примена подразбира и исполнување на условите за добра поврзаност

Vod

eno

stak

lo

Fen

olni

sm

oli

Fur

ansk

i sm

oli

Pol

iest

arsk

i sm

oli

Epo

ksid

ni

smol

i

Malteri na baza na vrzivo

38

со останатите елементи од системот, т.е. примена на соодветни хемиски отпорни лепаци.

На Сл. 24.3 е прикажан еден систем за антикорозивна заштита кој е составен од поголем број на различни компоненти, при што истиот може да се примени во услови на делување на јако агресивни средини.

Сл. 24.3 Пример на еден систем за антикорозивна заштита

Броевите испишани во рамките на дадената слика ги означуваат следниве слоеви: 1.-бетонска подлога, 2.-основен премаз на база на синтетичка смола, 3.-лепак, 4.-синтетичка лента, 5.-киселоотпорен кит, 6.-киселоотпорни керамички плочки, 7.-киселоотпорен кит за затворање на спојниците

Киселоотпорните асфалти се изработуваат од битумен кој по пат на разни додатоци е модифициран така што му е зголемена хемиската отпорност, а особено отпорноста во однос на делување на разблажени киселини. Во табела 24.6 дадени се некои својства на ваквите материјали. Табела 24.6 Некои својства на киселоотпорните асфалти

Врзиво Битумен 10-15% Кварцен агрегат Ситнеж, песок, филер - до 90%

Температура на загревање 200°C

Дозволено температурно max. 40°C - постојано Оптеретување max. 60°C - повремено

Дозволен површински притисок при 20°C 0.2 MPa