ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Строительное материаловедение

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН «РЖАВЛЕНИЯ» КРОВЕЛЬНЫХ ГРАНУЛ В ПРОЦЕССАХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПЕРЕДЕЛА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МЯГКОЙ КРОВЛИ

  • Кочергин Александр Владимирович - ООО «Уральское горно-геологическое агентство»
  • Алматов Алексей Сергеевич - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Соков Виктор Николаевич - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2018.4.527-535
Страницы: 527-535
Предмет исследования: кровельные гранулы - дробленная каменная крошка, которая применяется в качестве защитного и декоративного слоя на внешней поверхности гибкой черепицы и полимерно-битумных мембран. Для получения кровельных гранул используется широкая гамма магматических и вулканических пород основного и среднего составов. Породы подвергаются дроблению и фракционированию. Различают три типа кровельных гранул: сланцевая посыпка из дробленых кровельных сланцев, минеральные гранулы, которые представляют собой неокрашенные гранулы из отсевов горных пород и керамизированые (керамические) гранулы, которые представляют собой частицы горных пород с окрашенной керамической оболочкой. В связи с увеличением требований к надежности кровельных материалов, выходом отечественных предприятий на международный рынок и развитием технологий посыпочные материалы для кровли производятся из сланца кровельного и базальтовых пород. Кровельные гранулы с керамической оболочкой являются самым сложным и дорогим продуктом среди посыпочных материалов. Именно эти гранулы применяются при производстве гибкой черепицы и полимерно-битумных мембран сегмента премиум. Цели: изменение цвета, появление пятен и подтеков ржавчины на полимерно-битумных кровлях является одним из наиболее частых случаев рекламаций со стороны покупателей. Избежать всего этого можно целенаправленным выбором в качестве минерального носителя для производства гранул горных пород, не предрасположенных к выделению «ржавчины» и разрушению. Причины изменения цвета и методы выбора горной породы, наименее подверженной данному фактору, описаны в этой статье. Материалы и методы: методический подход исследований заключался в изучении зависимости степени изменения окраски сырцовых и окрашенных гранул и минералого-петрографических особенностей горных пород, являющихся их минеральной основой. В качестве эталона для сравнения приняты образцы гранул долеритов месторождения Канадского месторождения Хейвлок, используемых компанией 3M, характеризующихся высоким качеством. Изменение цвета окрашенных гранул фиксировалось визуально после натурных климатических испытаний, для неокрашенных гранул - после обжига при операционных температурах 550…600 °C. Минералого-петрографические особенности изучались методами оптической микроскопии шлифов из горных пород, термического и рентгеноструктурного анализов, дополнительно использованы результаты химического анализа горных пород рентгено-флуоресцентным методом в лабораториях ООО «Уральское горно-геологическое агентство» (г. Уфа), Института геологии УНЦ РАН (г. Уфа). Результаты: петрографический и химический состав эталонных образцов горных пород - минерального основания кровельных гранул - довольно близки. Все они относятся к магматическим породам основного и среднего состава. Основные различия заключаются в содержании сульфидных минералов, содержании железистых разновидностей хлоритов, актинолита. Наблюдаются различия в интенсивности изменения окраски цвета окрашенных поверхностей эталонных гранул после климатических испытаний и пород-носителей после технологического обжига. Все породы-носители показали изменение цвета после технологического обжига за счет появления буровато-желтых пятен и налетов. Однако интенсивность этого процесса неодинакова. Наилучшими показателями характеризуются образцы посыпок из долеритов канадского месторождения. Определены минералы, которые изменяют цвет и минералы, которые кроме изменения цвета подвержены деструкции с выделением оксигидроксидов железа при нагреве до операционных температур. Выводы: негативные изменения цвета кровельных гранул в процессе эксплуатации мягких кровель (появление пятен и подтеков «ржавчины») связаны с развитием на их поверхности тонкодисперсных выделений оксигидроксидов железа. Для прогнозирования выделения оксигидроксидов железа важно знать минеральную форму фиксации железа в породе. Первое место по склонности к ржавлению занимают сульфиды.
  • кровельные материалы;
  • гибкая черепица;
  • кровельные гранулы;
  • посыпочные материалы;
  • оксигидроксид железа;
  • пирит;
  • пирротин;
  • сульфид;
Литература
  1. Patent US 5516573 A. Roofing materials having a thermoplastic adhesive intergace between coating asphalt and roofing granules / B.L. George, S.A. Babirad, V.J. Laraia, Jr., W.S. Bigham. Declared 26.09.1994. Published 14.05.1996.
  2. Patent US 20060251807 A1. Roofing granules with improved surface coating coverage and functionalities and method for producing same. 09.11. 2006 / Keith Hong, Ming Shiao. Declared 21.04.2006. Published 09.11.2006.
  3. Usefulness and qualifications of roofing granules. March 2016, Technical bulletin # 26. Режим доступа: http://www.casma.ca/usefulness-and-qualifications-of-roofing-granules#.WornunllLVI
  4. Jewett C.L. Roofing granules // Industrial minerals and Rocks. 5th ed. / S.J. Lefond ed. New York, 1983. Pp. 15-19.
  5. Eardley-Wilmot V.L. The roofing granule industry // CIM Bulletin. 1946. Pp.10-12.
  6. Kalyoncu D.M. Construction materials: roofing granules // Encyclopedia of Materials Science and Engineering. Vol. 2. M.B. Bever, ed., Pentagon, Oxford, 1986. Pp. 73-75.
  7. Akbari H., Levinson R., Berdahl P. Review of Residential Roofing Materials. Part 2: A review of methods for the manufacture of residential roofing materials // Western roofing - March/April 2005. Pp. 52-56.
  8. Performance concept in buildings: proceedings of a symposium.U.S. National Bureau of Standards, 1972, 780 p.
  9. Berger E.H. Ceramic roofing granules // Ceramic Age. Feb. 1935. pp. 9-12.
  10. Granule Test Procedures Manual. Washington, DC: ARMA, рр. 1-11.
  11. Яхонтова Л.К., Грудев А.П. Минералогия окисленных руд. М. : Недра, 1987, С. 196.
  12. Лютоев В.П., Кочергин А.В., Лысюк А.Ю., и др. Фазовый состав и структурное состояние природных железоокисных пигментов // Доклады Академии наук. 2009. Т. 425. № 5. С. 198-248.
  13. Кочергин А.В., Грановская Н.В. Минералогические основы технологических свойств железоокисных пигментов «Белферокс» // Лакокрасочные материалы и их применение. 2016. № 4. С. 40-48.
  14. Ожогина Е.Г., Рогожина А.А. Технологическая минералогия: инновационные подходы к оценке минерального сырья // Минералого-технологическая оценка месторождений полезных ископаемых и проблемы раскрытия минералов : сб. ст. по мат. V Российского семинара о технологической минералогии. Петрозаводск, 2011. С. 7-124.
  15. Топор Н.Ф., Огородова Л.П., Мельчакова Л.В. Термический анализ минералов и неорганических соединений. М. : Наука, МГУ, 1987. 190 с.
  16. Афанасьева М.А., Бардина Н.Ю., Богатиков О.А. и др. Петрография и петрология магматических, метаморфических и метасоматических горных пород. М., 2001. С. 768.
  17. Емельяненко П.Ф., Яковлева Е.Б. Петрография магматических и метаморфических пород. М. : Изд-во Моск. ун-та, 1985. С. 198-248.
СКАЧАТЬ (RUS)